又到每年春天看櫻花的好時節,但是您知道櫻花它都有哪些顏色嗎?
大家好,我是李旭
目前全球記錄的櫻花品種超過300個,這些品種的遺傳根源可以追溯到東亞的野生祖先種。
分子生物學研究表明,中國南方喜馬拉雅山區和東北地區是櫻花的重要起源中心,現存的33個野生種就原產于中國境內。不過當今主流的觀賞品種,主要源自日本對本土野生種的雜交選育。
花色差異的本質是花青素代謝的基因調控結果。在櫻花育種史上,白色的大島櫻和粉色的江戶彼岸櫻由于基因性狀穩定,成為使用頻率最高的親本品種。這兩種原始品種奠定了現代櫻花以白、粉色系為主的基調——目前栽培品種中58%為白色系,31%為粉色系。當中國特有的鐘花櫻在19世紀引入日本后,其攜帶的顯性紅色基因顯著改變了櫻花色譜。科學家發現,這種深紅色來自特定的MYB轉錄因子,它能調控類黃酮代謝通路,使花瓣細胞合成更多紅色素,由此催生了占現有品種9%的紅紫色系。
在常規色譜之外,綠色櫻花展現了植物基因變異的奇妙案例。國際園藝協會正式承認的綠色品種僅有兩個:郁金櫻和御衣黃。它們的特殊顏色源自花青素合成關鍵酶(UFGT)的基因突變,導致葉綠體異常滯留在花瓣細胞中。正常櫻花花瓣在發育后期會分解葉綠體,轉而合成花青素,但這兩個品種的突變使花瓣保留了葉綠素,同時抑制了紅色素生成。這種變異在自然界中存活率極低——由于綠色花瓣與葉片顏色趨同,傳粉昆蟲難以識別,野生環境中僅有0.3%的突變體能完成授粉。現在存世的綠色櫻花完全依賴人工扦插繁殖。
從光學角度分析,櫻花顏色的細微差異源自兩個關鍵因素:花青素濃度梯度與細胞液酸堿度。同一棵樹上不同花朵的色差,實質是花瓣細胞中花青素含量差異和pH值變化共同作用的結果。比如淡粉色和深粉色的區別,可能源于花青素濃度相差3-5倍,或是細胞液pH值在5.2到6.0之間的波動。這種自然調控機制使得單一品種也能呈現豐富的色彩層次。
縱觀櫻花馴化史,人類通過持續雜交選育,將野生種的有限花色拓展出白、粉、紅、紫四大主色系,其中白色系占比超過半數。而綠色櫻花作為基因突變的特殊產物,僅占全球櫻花品種的0.02%,成為見證生物多樣性的活體標本。每一片花瓣的顏色,都是遺傳基因與環境因素共同書寫的生命密碼。
關于櫻花您還有哪些感興趣的問題,歡迎點贊關注,然后留言告訴我。
我是李旭,陪您解讀科學奧秘
參考文獻:
Plant J. 2023 May;114(3):519-533.
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.