苔蘚植物是C3植物，與維管束植物相比具有較低的光飽和點與光補償點，常常能在林下弱光環境中良好生存和發展。苔蘚植物的存在和發展不僅能有效提高生態系統的水源涵養和水土保持能力，也大大提高了生態系統對光的利用效率。和其他高等植物一樣，苔蘚植物對環境中光資源的利用通過苔蘚色素來實現，目前色素已經在藻類，地衣，苔蘚以及其他高等植物研究中作為判斷活力與脅迫狀況的指標而得到套用。
基本介紹
- 中文名：苔蘚色素
- 外文名：Moss pigment
- 屬於：光合色素
- 作用：對環境中光資源的利用
- 存在：藻類，地衣，苔蘚
- 測定：紫外或傳統分光光度法
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苔蘚色素
苔蘚色素是客觀反映植物利用光照能力的一類重要指標，往往可以作為判斷植物光合生理能力、反映環境脅迫狀況的重要指標。不同植物具有不同的苔蘚色素含量特徵，研究表明，植物苔蘚色素因環境變化和生長發育階段的不同而變化。
苔蘚植物是C3植物，與維管束植物相比具有較低的光飽和點與光補償點，常常能在林下弱光環境中良好生存和發展。苔蘚植物的存在和發展不僅能有效提高生態系統的水源涵養和水土保持能力，也大大提高了生態系統對光的利用效率。和其他高等植物一樣，苔蘚植物對環境中光資源的利用通過苔蘚色素來實現，目前苔蘚色素已經在藻類，地衣，苔蘚以及其他高等植物研究中作為判斷活力與脅迫狀況的指標而得到套用。陳翠雲等對脫水過程中兩種結皮蘚類植物的光合特性的結果表明：隨著水分含量的降低，土生對齒蘚和真蘚的可溶性蛋白、葉綠素含量、葉綠素a螢光誘導動力學參數及光系統蛋白含量均顯著降低，而離子滲漏率和類胡蘿蔔素的含量則顯著升高，且均與水分含量呈正相關。真蘚的這些光合參數的變化程度比土生對齒蘚更為明顯。
苔蘚色素研究進展
斯琴巴特爾，田桂泉等對皇甫川流域兩種優勢蘚類光合特性進行了比較研究，結果表明：褶葉青蘚的葉綠素a、葉綠素b及類胡蘿蔔素含量均高於直葉灰蘚的這些苔蘚色素含量，其葉綠素a與葉綠素b比值為1.78，而直葉灰蘚的葉綠素a與葉綠素b比值為1.93；褶葉青蘚淨光合速率日程變化呈單峰曲線形，而直葉灰蘚淨光合速率日程變化呈雙峰曲線形，有“午休現象”；兩種蘚類光飽和點和光補償點均較低，具有陰生植物光合特點。研究弱光環境下苔蘚植物苔蘚色素對於深入認識苔蘚植物光合作用特點、探討苔蘚植物對弱光環境的適應具有重要的現實意義。
苔蘚色素的測定
測定方法進展
目前光合色素已經在藻類、地衣、苔蘚以及其它高等植物研究中作為判斷活力與脅迫狀況的指標而得到套用，因此，準確可靠測定苔蘚色素含量具有重要的意義。苔蘚植物苔蘚色素的測定主要根據Arnon方法，採用紫外或傳統分光光度計比色來進行的。已有的研究採用了不同的溶劑來製備色素提取液，較多的研究採用80%的丙酮，也有人採用甲基碸DMF(N，N-dimethyl-formamide)，Penuelas&Vallcorba(1988)採用甲醇(metha-nol)來提取。楊敏文(2002)研究發現，3種溶劑(丙酮-乙醇混合液、80%丙酮、95%乙醇)提取的微管束植物色素的光密度值一致，可採用Arnon法進行測定和計算，但丙酮-乙醇混合液提取測定的葉綠素含量最高、精密度最好、效果最好。但對苔蘚植物而言，還不清楚究竟採用那種提取溶劑可以獲得更為可靠的結果。
測定方法與步驟
採集暖地大葉蘚鮮枝頂端1～2cm，分別採用3種提取液80%丙酮(A.R)溶劑、95%的乙醇(A.R)、80%丙酮:95%乙醇(V∶V=2∶1)溶劑分別進行提取(包括磨碎)。在663、665nm和646、649nm光譜下，用(英國)LNICAMUV330紫外/可見分光光度計測定葉綠素，在470nm下測定類胡蘿蔔素，均採用Arnon方法計算葉綠素、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿蔔素的含量，色素含量均用w/mgg-1(乾重)表示。
95%乙醇提取過程如下:剪取苔蘚栽培樣品生長末稍適量，淘去泥沙，去除雜質，晾乾表面水分，剪碎(約2mm左右)混合均勻。每個樣品稱取0.2000g左右，作5個重複，分別放入研缽中，加少量石英砂和碳酸鈣及2～3mL95%乙醇，研磨成勻漿，再加乙醇10mL，繼續研磨至組織變白。靜置3～5min。過濾到25mL棕色容量瓶中，並用少量乙醇沖洗數次，直至濾紙和殘渣中無綠色為止，最後用95%乙醇定容至刻度，比色測定色素，以95%乙醇為空白。在665nm、649nm和470nm下測定吸光度。95%乙醇作溶劑，用如下公式計算其濃度:
葉綠素a含量ρchl-a/mgL-1=13.95A665nm-6.88A649nm;
葉綠素b含量ρchl-b/mgL-1=24.96A649nm-7.32A665nm
類胡蘿蔔素含量ρcaro/mgL-1=(1000A470nm-2.05ρchl-a-114.8ρchl-b)/245;
色素含量(w/mgg-1)=ρ×V×N/m×1000
式中:ρ—色素的濃度(mgL-1);V—提取液體積(mL);N—稀釋倍數;m—樣品鮮重或乾重(g);1000—提取液體積mL換算成L。用80%丙酮、V(80%丙酮)∶V(95%乙醇)=2:1兩種溶劑分別提取時，取樣方法同上，每份樣品稱0.2000g左右，每種溶劑作5個重複，分別研磨成勻漿，轉入離心管中;再用少量溶劑洗淨研缽並轉入離心管中，4000r/min離心10min;將上清液轉入25mL棕色容量瓶中，沉澱再加少量溶劑，攪勻，再次離心10min;上清液一併轉入容量瓶中，定容至刻度，放入冰櫃冷藏室中待測。在470nm、646nm、663nm波長下測其吸光度。
80%丙酮及混合溶劑用下述公式計算其濃度:
葉綠素a含量ρchl-a/mgL-1=12.21A663nm-2.81A646nm
葉綠素b含量ρchl-b/mgL-1=20.13A646nm-5.03A663nm
類胡蘿蔔素含量ρcaro/mgL-1=(1000A470nm-3.27ρchl-a-104ρchl-b)/229
色素含量計算方法同上。
研磨與不研磨處理試驗。取同樣暖地大葉蘚材料，取樣方法同上，不研磨，直接進行提取，提取時間11d，每天震盪1次。色素提取過程均在弱暗光和4℃低溫條件下進行。
苔蘚植物組織結構簡單，通常僅具1～2層細胞，是否能不經研磨而直接提取苔蘚色素並得到滿意的結果呢?實驗表明，暖地大葉蘚樣品不經過研磨，直接用3種溶劑進行提取，儘管提取時間很長，實驗觀察到提取後的殘渣仍然表現為微綠現象。經實驗測定，4個各色素變數的含量均偏低，其中採用80%丙酮溶劑不研磨處理提取的結果最低，難以獲得理想的結果，表明研磨處理仍然是苔蘚植物苔蘚色素測定的必要步驟。在研磨前提下，3種不同提取溶劑處理的測定結果間差異顯著(P<0.05)，其中以95%乙醇提取測定的結果最高，而混合液提取的測定結果次之，最差的是80%丙酮提取後測定的結果。表明苔蘚植物苔蘚色素測定在低溫暗光條件下採用95%乙醇作為提取溶劑並經研磨處理製備提取液比色測定獲得的測定結果最為可靠，這種方法明顯優於廣泛採用的丙酮作為溶劑製備提取液來進行比色測定苔蘚色素含量的方法。
