每到三四月份，各地油菜花盛開(kāi)，吸引了不少游客前往拍照打卡。但如果走進(jìn)一些油菜花景區(qū)，你可能會(huì)看到一幅打翻調(diào)色盤的景象：雪白、粉紅、橘紅，甚至深紫色的油菜花同時(shí)盛開(kāi)。

彩色油菜花｜周抖抖

等等，油菜花不是黃色的嗎？這些彩色油菜花是怎么來(lái)的？

油菜花為什么會(huì)出現(xiàn)不同顏色？

花朵顏色主要由類胡蘿卜素（carotenoids）和花青素（anthocyanins）兩類色素決定。當(dāng)這兩類色素的比例變化時(shí)，就會(huì)形成從黃色到紫紅色的各種色調(diào)。

類胡蘿卜素通常呈現(xiàn)黃色或橙色，胡蘿卜、南瓜、玉米等植物的顏色大多來(lái)自它們，它同樣也造就了油菜花最“經(jīng)典”的金黃色。

最經(jīng)典的金黃色油菜花，顏色源于類胡蘿卜素｜作者供圖

早春時(shí)節(jié)氣溫偏低，陽(yáng)光照射不足，類胡蘿卜素較為穩(wěn)定，比一些遇低溫易降解的色素更具優(yōu)勢(shì)；且早春時(shí)植物還沒(méi)有長(zhǎng)葉子，體內(nèi)代謝活動(dòng)尚不活躍，而合成類胡蘿卜素需要消耗的能量相對(duì)較少。這可能反映了植物能量利用的一種策略，因此類胡蘿卜素在春季花朵中含量往往較高，黃色花在春季也較為常見(jiàn)。

另外，從進(jìn)化的角度來(lái)看，黃色花朵在自然界中也具有一定優(yōu)勢(shì)。許多傳粉昆蟲（例如蜜蜂和一些蠅類）對(duì)黃色較為敏感，能清晰地識(shí)別出這種顏色。在長(zhǎng)期的自然選擇下，能夠更有效吸引傳粉昆蟲的花色更容易繁衍下來(lái)。這可能也是黃色油菜最為常見(jiàn)的原因之一。

當(dāng)花青素增加時(shí)，油菜花的花色隨之改變——在一些彩色油菜品種中，控制花青素合成的關(guān)鍵酶基因表達(dá)增強(qiáng)，合成了更多的花青素。這些花青素本身的顏色（如粉、紫）與類胡蘿卜素的黃色相互疊加，便產(chǎn)生了從黃色到粉色、再到紫色等一系列過(guò)渡色。

粉的紫的深的淺的，各種顏色的油菜花｜作者供圖

有時(shí)還會(huì)看到白色的油菜花。這是因?yàn)榛ò曛性咎峁S色的類胡蘿卜素明顯減少，且花青素的含量也不高，此時(shí)花瓣幾乎不再積累色素，就會(huì)呈現(xiàn)出接近白色的外觀。

還有一些顏色深淺不一的油菜花，它們則是因?yàn)榛ㄇ嗨氐暮铣扇菀资艿江h(huán)境因素的影響。例如在較強(qiáng)光照或較低溫度條件下，植物往往會(huì)合成更多花青素，以幫助抵御紫外線并減輕氧化壓力。因此，在氣溫偏低或光照較強(qiáng)時(shí)，油菜花的顏色往往會(huì)更加濃艷；而在溫度較高或陰雨天氣中，花色則可能變淺[1]。

淺顏色的油菜花｜作者供圖

目前，已經(jīng)培育出了80多種彩色油菜品種。不過(guò)，仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，油菜花的顏色仍然集中在黃色－粉色－紫色這一范圍內(nèi)，很少出現(xiàn)藍(lán)色或綠色[2]。

如果要形成穩(wěn)定的藍(lán)色花朵，不僅需要特定類型的花青素，還需要細(xì)胞液酸堿度、金屬離子絡(luò)合等條件共同作用；許多藍(lán)色花朵的植物體內(nèi)還有一種關(guān)鍵酶F3′5′H（黃酮3′5′羥化酶），參與藍(lán)色花青素的合成途徑[3]。但油菜中這一途徑相關(guān)酶的活性較弱或缺失，因此難以形成穩(wěn)定的藍(lán)色花朵。至于綠色，在多數(shù)植物中，花瓣細(xì)胞中的葉綠體數(shù)量較少，葉綠素表達(dá)也受到抑制，因此花瓣通常不會(huì)呈現(xiàn)明顯的綠色。

彩色油菜是從哪里來(lái)的？

彩色油菜花最初往往來(lái)源于自然突變。在田間調(diào)查中，科研人員偶爾會(huì)發(fā)現(xiàn)個(gè)別花色異常的油菜植株，這種變異在自然界中十分罕見(jiàn)，被發(fā)現(xiàn)后就可能成為培育新品種的材料。

油菜能夠產(chǎn)生這些變異，與其特殊的起源背景有關(guān)。現(xiàn)代栽培油菜（Brassica napus）很可能起源于蕓薹（B. rapa，基因組為AA）與甘藍(lán)（B. oleracea，基因組為CC）之間的自然雜交，雜交后經(jīng)過(guò)染色體加倍，形成新的異源四倍體物種，基因組結(jié)構(gòu)為AACC。由于油菜的基因組同時(shí)來(lái)自兩個(gè)不同的祖先物種，它體內(nèi)往往保留著多套相似的遺傳信息，相當(dāng)于有較多的“備用信息”——即使其中一套基因發(fā)生突變，另一套仍能維持基本功能，植株不至于死亡或嚴(yán)重異常。這樣一來(lái)，原本可能被淘汰的突變就有機(jī)會(huì)保留下來(lái)，從而為花色等形態(tài)變化提供了更多可能。

油菜花田的油菜通常是歐洲油菜（Brassica napus），野甘藍(lán)是其祖先。蕓薹屬的混亂程度不亞于柑橘家族，戳圖片閱讀

不過(guò)，即使發(fā)現(xiàn)了突變的彩色油菜花，突變的花色也并不一定能夠立即穩(wěn)定下來(lái)。

科研人員將突變個(gè)體與其他油菜進(jìn)行人工雜交，但在雜交后代中，控制花色的基因會(huì)重新分配，導(dǎo)致不同個(gè)體之間花青素合成能力存在差異。這就導(dǎo)致花色可能在后代中出現(xiàn)變化，甚至恢復(fù)為黃色。因此，科研人員需要在雜交后代中持續(xù)進(jìn)行多代篩選和自交，反復(fù)挑選花色穩(wěn)定、植株整齊的個(gè)體，才能逐漸把理想的花色固定下來(lái)。這一過(guò)程往往需要十幾年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家還可以利用分子標(biāo)記定位花色相關(guān)基因，從而在幼苗階段就篩選出具有理想花色潛力的植株，大大提高了育種效率。

彩色油菜有什么用？

盡管培育難度較高，彩色油菜仍然具有不少應(yīng)用價(jià)值。

最直觀的是觀賞價(jià)值。

成片開(kāi)放的油菜花｜周抖抖

與許多觀賞花卉相比，油菜種植成本低，非常適合用于景觀農(nóng)業(yè)。油菜開(kāi)花有一個(gè)特點(diǎn)：許多用于觀賞的冬油菜需要經(jīng)歷一段低溫才能進(jìn)入開(kāi)花階段。這一過(guò)程被稱為“春化”，可以理解為低溫給油菜花發(fā)放了一張準(zhǔn)予開(kāi)花的通行證，因此在經(jīng)歷冬季之后，油菜往往會(huì)在春天比較整齊地進(jìn)入花期。

此外，一株油菜并不是只開(kāi)一朵花。油菜通常形成一種叫作總狀花序的結(jié)構(gòu)：花朵沿著花軸依次排列，并從下往上逐漸開(kāi)放。一株油菜植株往往可以同時(shí)開(kāi)放幾十朵花，而且新的花朵還會(huì)不斷綻放，因此整片油菜田能夠形成持續(xù)數(shù)周的花海景觀。

總狀花序｜作者供圖

很多人也會(huì)問(wèn)，彩色油菜能吃嗎？當(dāng)然，它們也可以兼顧油用和蔬菜用途。

一些彩色油菜品種的菜薹可以作為蔬菜食用，花瓣也可以加工成花茶或食品配料，延伸農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。有的彩色油菜品種榨出的菜籽油香味較為濃郁，屬于濃香型菜籽油；其中某些品種還含有相對(duì)較高的神經(jīng)酸成分，一般可達(dá)1%—1.6%，明顯高于普通油菜籽油中約0.05%的含量[4]。

多樣化的花色還可能吸引更多種類的昆蟲，包括傳粉昆蟲和一些天敵昆蟲，從而在一定程度上增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。

吸引昆蟲｜作者供圖

當(dāng)在春天走進(jìn)花田，看到一片五彩斑斕的油菜花海時(shí)，眼前的不僅是自然景色，也是一段持續(xù)多年的農(nóng)業(yè)科學(xué)探索。

隨著育種技術(shù)的不斷進(jìn)步，也許未來(lái)的油菜花，還會(huì)呈現(xiàn)出更多我們尚未見(jiàn)過(guò)的顏色。

參考文獻(xiàn)

[1] https://www.mdpi.com/1422-0067/25/5/2577

[2] https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=EojayBZ0l1lkBOpmRu8X09xJz922VES0cN1724imWOEQNkZywNvOUzB_UMEgXRBOYjp8F-7E7kJ3Ah8TzsQKpaN103tlb57dxCuL3XgP-3t0SQzgFFOfw6ywG9FeW76f1ry4lxevOjFaC7xxPA_up-7gZlvqfQ66GmJjtNpCxgDiyv_c71NBlw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

[3] https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=EojayBZ0l1mH79ZMKRZK9FYV5ym42rbGUvapSzmjnk2-OvZbi5kfV0y08DKULkxoq3ZT1keLYww-c6TfyMhwAbpQimsjcPEZOd9gVPAx7Nv7T3EuuqJ7-GE2tjr_U6bE6wUZbvpibC728OtRAhvf5eaZqMWxRrrvpCqD-uruOeoaNSqqYrSiRKMQzUYLOJs0&uniplatform=NZKPT&language=CHS

[4] https://kjc.jxau.edu.cn/info/1107/1544.htm

作者：張超

編輯：麥麥

題圖來(lái)源：作者供圖

本文來(lái)自果殼自然（ID：GuokrNature）

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