西南地区优良观赏白及属花色色差测定与分析

李文俊, 姜丽琼*, 浣杰, 高素萍, 雷霆, 肖前刚, 申萍, 杨洪燕, 何周建

1. 成都市农林科学院林业研究所, 成都 611130；

2. 四川农业大学风景园林学院, 成都 611130；

3. 北京林业大学, 北京 100080

多年生草本球根植物白及为中国传统药材，始载于《神农本草经》[1]，该属植物全球有6 种，我国有4 种[2]。性微寒，味苦、甘，具有化瘀止血、补肺生肌的功效，属止血类药，由于不当开发、生境恶化和品种退化等原因，我国当前白及的产量难以满足市场需求，白及资源短缺成为主要问题[3]，现已列入《濒危动植物种国际贸易公约》予以保护[4]。白及多糖是中药白及中的有效成分，在包合材料、生物黏附材料、水凝胶材料、基因递送载体、血管栓塞材料和聚合物胶束材料等方面有着广泛的应用前景[5-6]。在园林景观方面，白及因其丰富的花色与适应性通过孤植或搭配种植的形式应用于各种造景中[7]，结合仿野生林下栽培技术，以其特有的经济、生态以及社会效益助力乡村振兴。

花色是观赏花卉的主要评价指标，由于人眼色差的敏感受视觉、光学和心理等诸多要素影响[8]，借助色差仪进行量化，并用聚类分析的方式对颜色进行分析，在花色测量中，目前最为常用的是CIELab颜色系统[9]，借助L*、a*、b*参数选育对白及花色分类[10]。通过色差聚类分析白及花瓣颜色，对结合白及属表型性状相关性，为下一步观赏白及良种选育和杂交亲本的筛选提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料与仪器工具

供试材料从西南地区白及主产区的科研单位、企业和种植户等处引种优良白及（Bletilla Striata(Thunb. ex Murray) Rchb. f.）、小白及（Bletilla formosana(Hayata) Schltr.）、黄花白及（Bletilla ochraceaSchltr.）等白及种质资源，定植在成都市农林科学院白及种质资源圃中，并定期观察生长情况，白及种质资源来源如表1 所示：

表1 供试材料一览表Tab. 1 List of materials

表2 色系区间Tab. 2 Color interval diagram

表3 不同色号花长、花宽，株高，花期，花茎高Tab. 3 Flower length, width, plant height, flowering period, and stem height of different color codes

表4 生长特性与色差值相关性分析Tab. 4 Correlation analysis between growth characteristics and color difference values

仪器工具：KONICA MINOLTA CM-2600d 色差仪、IBM SPSS Statistics 19、全遮光背景黑布、惠普电脑、剪刀等。

1.2 花色与亮度分析

CIELab 三维色空间可以用L、a 和b空间直角坐标系来表示，纵轴为L轴，2 条正交水平轴分别为a、b轴，其中，L代表明度，a 代表红色与绿色相比的程度，b值代表黄色与蓝色相比的程度，所有颜色都可以用L、a和b这3 个数值表示。

白及盛花期采集花中萼片，用色差仪在标准光源D65 下测定中萼片颜色，测量口径为0.8 cm，记录测量结果L*、a*和b*的数值，每个试验材料3 个重复。并对测量值L*、a*和b*采用Ward 离差平方和法进行聚类分析。

L*—明度，值越大表明所测样品表面越亮。

a*—红色或绿色值，最大值为199.99，正值为红色，负值偏绿。

b*—黄色或蓝色值，最大值同a，正值为黄色，负值偏蓝。

C*—彩度，到L*轴垂直举例，距离越大，彩度越大，C*=(a*2+b*2)1/2。

h*—色相角，表现为对象的坐标点与原点连接成的直线与a*轴之间的夹角，h*=arctan(b*/a*)，表示不同的比色所得的色相[11]。

2 结果与分析

2.1 花色测量与聚类分析

对L、a和b采用Ward 离差平方和法进行聚类分析，区间选择欧氏距离，将所测花卉分为8 个色系。

2.2 白及属不同花色生长特性

对不同色系的白及花进行观测分析，黄色花系一般植株偏大，且株型挺拔，花期较长如7 号花色，但花叶对比度不高，观赏价值没有紫色花系高。紫色花系一般偏矮小，株型较为散，花期较短，但花叶对比度高，层次明显，观赏价值高。

就株高而言，白及花株高20 cm—64.3 cm，最高花茎高可达103 cm，花茎越高花显示度越佳，株型越挺拔，是兰花中“秀”的代表。不同花色花期不一，短花期最短有14 d，最高花期160 d，在一年内有接近半年的时间处于花期，可作为长花期观赏素材选育。

5 号花色比较特别，2 号与6 号色艳丽，分别为紫色花系与黄色花系中饱和度（彩度C）最大值；1 号花色比较普通，其余色号饱和度（彩度C）偏低，花色较暗较为一般品种。2 号花色与6 号花色C值较高，为最艳丽明亮花色，但其花期，株高，花型并不占据优势。

2.3 生长特性与色差值相关性分析

在花色方面，L值为明度值，明度值与最高花茎高、花期、株高具有显著的正相关性，花色越明亮，花期越长、株高和最高花茎高越高；a值为红绿值，与最高花茎高、花期具有显著的负相关性，花色越偏红，花期越短，最高花茎高越矮；b值为黄蓝值，与最高花茎高、花期具有显著的正相关性，花色越偏黄，花期越长，最高花茎高越矮；C彩度值与花期具有显著性的负相关，花色越鲜艳，花期越短。

图1 花色聚类分析图Fig. 1 Flower color cluster analysis chart

在生长表型方面，高与最高花茎高具备显著的正相关性，花茎越高，最高花茎高也越高。在花期方面，最高花茎高与花期具备显著的正相关性，花茎越高花期便越长。花的大小与色差值没有显著的相关性，白及花色分布广泛，且黄花白及与白及的花型差距不大，小白及花型偏小，但小白及与白及花色差距亦不大。

3 讨论

花色是花卉观赏重要指标之一，在园林观赏品种选育过程中，具有优良明丽的花色植株是不可多得的材料。近年来，关于花色表型数据量化研究较多，苏晓倩等[12]借助色差仪对风信子进行花色测定，显色反应确定花色素类型，李辛雷等[13]对山茶芽变花色进行测定并探索与花青苷的关系。人眼感色灵敏度往往受到心理、生理和经验等主观因素的影响，对花的视觉映像易受到气候、物候以及背景等客观因素的影响。利用色差仪量化色彩现象，进而客观反映色彩程度。对盛花期白及属花的中萼片，在标准光源D65 通过CIELab 三维色空间坐标，划分紫色、深紫、粉紫、淡紫、粉、淡橙、淡黄和黄色8 个色系，粉色花系颜色明丽为最佳，其他花色则结合彩度进行判断，彩度值高色彩艳丽；彩度低则色彩涩而浑浊。花色结合生长特性，探究其相关性[14-16]，为选育优良观赏白及品种提供新思路。研究表明，花期、株高等参数与色差参数具有显著的相关性，后续如何将高彩度值、长花期、高花显示度、高花叶对比度等优良观赏性状相结合，是未来观赏型白及选育的重点。

种质资源是农业产业重要基石，对其评价是良种选育中关键环节。随着科研的深入、技术的发展，一批具有康养、保健功能的观赏植物逐渐被大众所熟知，喜爱，并成为社会需求。白及属植物花大、艳丽，作为康养保健型观赏植物开发的潜力巨大[17]。前人的报道中白及属资源选优的标准主要以药用成分为标准[18-19]，通过色差分析，将最为复杂的观赏指标“花色”定量化、标准化，初步对白及花色进行分类，结合其他表观性状，可筛选出具备观赏性花卉以及遗传改良素材，初步筛选出了成都地区观赏用白及优株，对区域内今后的良种培育和园林应用提供了一定的参考价值。