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Arid Zone Research >

2025 , Vol. 42 >Issue 8: 1525 - 1535

DOI: https://doi.org/10.13866/j.azr.2025.08.15

Agricultural Ecology

Effects of environmental factors on anthocyanin accumulation in Lycium ruthenicum from various provenances

  • LI Jinhui , 1, 2 ,
  • HU Jing 1 ,
  • JIN Hongxi 1, 2 ,
  • WANG Qi 1, 2 ,
  • YAO Ze , 1
Expand
  • 1. Gansu Desert Control Research Institute, Lanzhou 730070, Gansu, China
  • 2. Gansu Linze Desert Ecosystem National Observation and Research Station, Linze 734200, Gansu, China

Received date: 2025-01-22

  Revised date: 2025-05-30

  Online published: 2026-03-12

Fold

Abstract

Anthocyanins are potent free radical scavengers that help plants adapt to extreme environmental stresses and have important nutritional and medicinal value for humans. Studying the effect of habitat conditions on the variation in germplasm in Lycium ruthenicum can provides an important scientific basis for artificial breeding and germplasm innovation. L. ruthenicum collected from various provenances was used as the research object. Analytical methods, including structural equation model (SEM), principal component analysis, and linear regression analysis, were used to explore the effects of space, climate, and soil factors on anthocyanin accumulation in L. ruthenicum fruits. The results showed that: (1) The accumulation of anthocyanin in L. ruthenicum fruits increased significantly as altitude increased (P<0.01); altitude mainly influenced climate (β=−0.99, P<0.001) and soil total phosphorus (β=−0.90, P<0.001). (2) The accumulation of anthocyanin in wild L. ruthenicum fruits was mainly influenced by climatic factors, and the artificial cultivation of L. ruthenicum fruits was mainly influenced by soil total phosphorus. (3) The important climatic factors influencing anthocyanin accumulation in L. ruthenicum were diurnal temperature range (DTR), mean temperature of driest quarter (MTDQ), mean annual precipitation (MAP), and solar radiation. Therefore, environmental factors influencing the anthocyanin accumulation in L. ruthenicum depend on the provenance. Thus, when regulating and improving anthocyanin accumulation, it is necessary to adjust measures to local conditions and develop improvement measures to suit the corresponding environmental driving factors.

Key words： various provenances; Lycium ruthenicum; anthocyanin; environmental factors; wild; artificial cultivation

Cite this article

LI Jinhui , HU Jing , JIN Hongxi , WANG Qi , YAO Ze . Effects of environmental factors on anthocyanin accumulation in Lycium ruthenicum from various provenances[J]. Arid Zone Research, 2025 , 42(8) : 1525 -1535 . DOI: 10.13866/j.azr.2025.08.15

黑果枸杞系茄科枸杞属多棘刺灌木，果实中富含花青素、黄酮类化合物、氨基酸等多种营养成分。花青素是植物重要的次生代谢产物，存在于植物中的花青素苷主要有矢车菊素、矮牵牛色素、飞燕草色素、锦葵色素、芍药色素和天竺葵色素6种[1]，不同的花青素苷表现出来的生物活性不同，有关研究表明，对癌症[2]、糖尿病[3]、溃疡、心血管[4]等有一定的作用。黑果枸杞是改良和利用盐碱地的优良树种，可生长于盐碱荒地、盐湖岸边及砾石戈壁等各种盐渍化土壤或荒漠草地，是典型的集生态价值、营养价值和药用价值于一身的野生珍稀植物资源，有极高的开发利用价值。黑果枸杞在我国主要分布于甘肃省、青海省东部、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区中部、内蒙古自治区西部等地，不同地域的气候环境、群落分布、土壤养分等存在较大的差异，这些变化均会影响植物次生代谢产物的形成。研究发现黄花烟草在海拔800 m处含烟碱3.58%，在2000 m处含5.44%。生长在赤峰的麻黄生物碱含量为1.4%，而生长在大同的含量为1.8%~1.9%。Maier等[5]认为海拔梯度变化通过影响太阳辐射、温度、降水等气候因子，间接调控植物的生理生态过程，最终影响次生代谢产物的合成和积累；Spinardi等[6]研究发现，海拔梯度相关的环境因素显著调节蓝莓中花青素的积累量。因此，同一种植物生长在不同地域，地理环境的差异不仅影响药用植物次生代谢产物的含量，还影响其组成。
近年来，黑果枸杞野生资源不断被破坏，目前已被列为重要保护植物。野生黑果枸杞有质而无量，不能充分有效保证日益扩大的市场需求，人工种植黑果枸杞是代替野生黑果枸杞的最佳选择。而黑果枸杞在长期适应环境的过程中，形成了固有的生态学特征，在不同的环境条件下表现出不同的生长状况和适应机制。研究发现，黑果枸杞花青素的含量不仅受植物基因型的调控，还受外界环境的影响，如经纬度、海拔等空间因子，光照、温度、水分等气候因子，以及土壤理化性质、微生物生物量等土壤因子[7-9]。内部基因决定了花青素合成的种类，而外界环境可激活花青素合成途径中相关基因的表达，影响花青素的积累量、稳定性及其生物合成的速率[10-11]。然而，不同种源在异质生境中的生态适应性及多因子耦合效应缺乏系统研究，因此，本文通过研究西北干旱和半干旱区不同种源、不同种植方式及引种驯化对黑果枸杞花青素积累的影响，深入剖析不同生境条件导致黑果枸杞种质差异的原因，对优良种源的筛选、人工栽培及野生资源的开发利用等具有非常重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 样地设置

通过查阅文献和野外调查，以黑果枸杞种群为中心，在甘肃、青海、内蒙古、新疆4个省区的黑果枸杞主要分布密集区和种植区，设置14个100 m×100 m样地（表1），采用5点法在每个样地内设置5个10 m×10 m的小样方，随机选取3个样方作为调查样方。本文野外采样遵守中国野生植物保护条例，未涉及濒危物种破坏。
表1 14个采样点的地理、气候信息

Tab. 1 Geographic, climatic information of the fourteen sampling sites

采样点 经度（E） 纬度（N） 海拔/m 气温日较差/℃ 最干季度平均温/℃ 年降水量/mm 太阳辐射/(kJ·m-2·d-1)
青海诺木洪-野生 96°11′ 36°30′ 2858 14.37 -4.55 50 17047.00
青海诺木洪-人工 96°11′ 36°23′ 2806 14.64 -4.57 45 17114.75
内蒙古额济纳旗-野生 101°10′ 41°59′ 919 13.97 -8.78 43 16688.83
内蒙古额济纳旗-人工 105°32′ 38°47′ 1376 12.99 -6.07 179 16585.92
新疆阿克苏-野生 79°10′ 41°08′ 1396 12.13 -4.55 125 15676.67
新疆阿克苏-人工 80°56′ 41°26′ 1247 14.62 -5.50 101 15720.17
甘肃民勤-野生 103°31′ 38°46′ 1345 14.17 -6.17 117 16367.75
甘肃民勤-野生 102°57′ 38°50′ 1326 14.70 -6.28 113 16501.42
甘肃民勤-野生 103°36′ 39°03′ 1306 14.88 -6.37 110 16563.92
甘肃民勤-人工 102°58′ 38°35′ 1363 14.66 -6.22 125 16428.17
甘肃酒泉-野生 98°27′ 39°56′ 1481 13.82 -5.52 95 16687.00
甘肃酒泉-人工 98°53′ 39°55′ 1295 14.07 -7.12 93 16971.42
甘肃张掖-野生 100°25′ 39°01′ 1483 14.05 -6.38 188 16748.00
甘肃张掖-人工 99°35′ 38°49′ 2304 14.09 -8.65 355 16503.75

1.2 指标测定与方法

1.2.1 花青素含量测定

黑果枸杞果实成熟期，在每个大样方（100 m×100 m）已选取的小样方（10 m×10 m）内，各随机选择20~60株长势优良的植株，采摘成熟且大小均匀一致的鲜果，每个样地取3个重复样本，用保鲜盒低温保存，采集的样品去除胎座和果柄部分备用。花青素的提取方法参照Zheng等[12]的方法，使用Agilent 1260型高效液相色谱仪进行检测；色谱柱为Water Sunfire C18柱子（250 mm×4.6 mm，5.0 µm）；流动相A为水（含1%的甲酸），流动相B为乙腈（含1%的甲酸）；进样量为20 µL，柱温35 ℃，检测波长530 nm。
称取矢车菊素、矮牵牛色素、锦葵色素和飞燕草色素标准品各5 mg，用10% 盐酸甲醇溶液溶解并定容至10 mL容量瓶中，即为500 µg·mL-1的单标储备液，贮存于-18 ℃下的棕色玻璃瓶中。将单标储备液混合，并用10% 盐酸水溶液逐级稀释成50 µg·mL-1、75 µg·mL-1、100 µg·mL-1、150 µg·mL-1和200 µg·mL-1，即为混标储备液。将不同浓度梯度的混标标准品和各个单标标准品溶液各进样3次，矢车菊素、矮牵牛色素、锦葵色素和飞燕草色素的出峰时间依次为10.41 min、16.78 min、18.97 min和12.93 min。花青素的标准曲线以各个花青素标准品的质量浓度为横坐标，峰面积为纵坐标进行线性回归，各花青素标准曲线的判定系数R2均大于0.99，说明质量浓度与峰面积呈良好的线性关系。

1.2.2 土壤样品测定

在已选取的各个小样方内，分别随机选择5株长势一致，已采摘果实的黑果枸杞植株，以距离植株15 cm处作为土壤样品采样点，每点挖剖面取0~20 cm表层土，不同位置取3份混合，剔除植株根系和石头等杂物后，将5个点样品混合，作为1个样本，每个样地3个重复。利用四分法将土样分两份分别装入无菌样品采集袋中，贴好标签，封口，置于储物盒中带回实验室；土壤风干保存，过孔径2 mm土壤筛，用于土壤指标的测定。土壤有机碳的测定采用重铬酸钾容量法；全氮的测定采用凯氏蒸馏法；全磷的测定采用钼锑抗比色法（使用硫酸-高氯酸消煮）；pH值用酸度计测定[13]。

1.3 空间、气候因子数据来源

1.3.1 气候数据来源

根据采样点的经纬度，在世界气候数据库（http://worldclim.org），提取22个气象因子数据，包括年平均温（Mean Annual Temperature，MAT）、气温日较差（Diurnal Temperature Range，DTR）、等温性、季节性温度、最热月温度（Max Temperature of Warmest Month，MTWM）、最冷月温度、年较差温度、最湿季度平均温、最干季度平均温（Mean Temperature of Driest Quarter，MTDQ）、最热季度平均温、最冷季度平均温、年降水量（Mean Annual Precipitation，MAP）、最湿月降水量、最干月降水量、季度性降水量（Precipitation Seasonality，PSEA）、最湿季度降水量、最干季度降水量、最热季度降水量、最冷季度降水量、太阳辐射、水蒸气压和风速。由于气象因子之间具有共线性，使用R语言中Hmisc包的varclus函数对提取的气象数据进行Spearman秩相关检验，ρ2>0.7的气象因子都舍弃。

1.3.2 空间因子数据来源

除采样点数据外，在已有相关研究文献中，获取30个黑果枸杞收集样点的相关数据。

1.4 数据处理

采用SPSS 26.0进行单因素方差分析（One-Way Analysis of Variance，One-Way ANOVA）及多重比较法（‌L‌east ‌S‌ignificant ‌D‌ifference，LSD），利用Office Excel 2010绘制柱状图，数据取平均值±标准差。通过Spearman秩相关检验，从22个气象因子数据中筛选出主要的气候因子（ρ2<0.7），对主要气候因子与花青素含量做线性回归分析，选出对花青素积累最重要的气候因子（P<0.05），并将最重要的气候因子进行主成分分析，得分的第一轴值（PC1）作为结构方程模型的气候变量。利用结构方程模型分析海拔-气候-土壤影响花青素积累的过程。采用R软件（4.0.1）进行线性回归分析、主成分分析、结构方程模型和Spearman相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同种源黑果枸杞生境对总花青素积累的影响

2.1.1 不同种源黑果枸杞总花青素含量对比

黑果枸杞主要有野生型和人工种植型，由于生长环境不同，果实花青素含量和果实大小等存在很大的差别，对比同一地域野生和人工种植黑果枸杞总花青素含量发现（图1），除甘肃省酒泉市人工种植黑果枸杞果实中总花青素含量稍高于野生种外，青海诺木洪地区、内蒙古额济纳旗、新疆阿克苏地区、甘肃民勤县、甘肃张掖市的野生黑果枸杞总花青素含量均高于人工种植黑果枸杞；不同地域野生黑果枸杞总花青素含量大小依次为：诺木洪>民勤>阿克苏>额济纳旗>酒泉>张掖；不同地域人工种植黑果枸杞总花青素含量大小依次为：诺木洪>民勤>酒泉>阿克苏>额济纳旗>张掖；青海黑果枸杞不管是野生种还是人工种植品种，其总花青素含量均显著高于其他地域黑果枸杞（P<0.05），说明青海的环境适宜黑果枸杞的生长和花青素积累。
图1 不同种源野生和人工种植黑果枸杞总花青素含量对比

注：误差棒为标准差；不同字母表示不同种源之间差异显著（P<0.05）。下同。

Fig. 1 Comparison of total anthocyanin content between wild and cultivated Lycium ruthenicum from various provenances

2.1.2 不同种源黑果枸杞环境因子与总花青素的相关性

从图2可知将采样点总花青素含量与不同种源黑果枸杞环境因子做线性回归分析发现（图2），经度和纬度与花青素均没有显著相关性，海拔与花青素呈非常显著正相关（P<0.01）（图2a）。为了进一步验证空间因子与花青素含量的准确性，通过文献提取的30个样本的空间因子和花青素含量数据分析发现，经度和纬度与花青素含量也无显著相关性，而海拔与花青素含量呈显著正相关（P<0.05）（图2b），说明随着海拔高度的增加，不同种源黑果枸杞花青素的积累量会增加。
图2 不同种源黑果枸杞环境因子与总花青素含量的线性回归

Fig. 2 Linear regression of environmental factors and total anthocyanin content in Lycium ruthenicum from various provenances

为了解不同种源黑果枸杞生境气候因子与总花青素积累的关系，根据不同采样点的经纬度信息，提取了各样点对应的22个气候因子。由于变量之间具有共线性，通过Spearman秩相关检验，选取了7个气候因子（ρ2<0.7），年平均温、气温日较差、最热月温度、最干季度平均温、年降水量、季度性降水量和太阳辐射，7个气候因子与花青素含量做线性回归分析发现，影响不同种源黑果枸杞花青素积累最重要的气候因子是气温日较差、最干季度平均温、年降水量和太阳辐射。气温日较差与总花青素含量呈非常显著正相关（P<0.01）（图2c），最干季度平均温与总花青素含量呈显著正相关（P<0.05）（图2d），年降水量与总花青素含量呈极显著负相关（P<0.001）（图2e），太阳辐射与总花青素含量呈显著正相关（P<0.05）（图2f）。

2.1.3 野生和人工种植黑果枸杞生境对总花青素积累的影响

海拔极显著影响总花青素积累（图2a~图2b），气候因子也显著影响总花青素积累（图2c~图2f），然而空间因子和气候因子是如何相互作用影响不同种源花青素的积累尚不明晰，因此，建立结构方程模型了解海拔-气候-土壤影响总花青素积累的过程（图3）。用影响花青素积累最重要的4个气候因子（气温日较差、最干季度平均温、年降水量和太阳辐射）做主成分分析，得分的第一轴值（PC1）作为结构方程模型的气候变量。野生和人工种植黑果枸杞果实中总花青素含量具有显著差异，因此，对野生黑果枸杞和人工种植黑果枸杞分别建立结构方程模型。由图3a和图3b可知，影响野生黑果枸杞总花青素积累中作用最大的是气候因子，气候因子通过显著促进土壤全氮含量（β=5.65，P<0.001）和降低有效磷作用（β=-0.90，P<0.001）的双重中介机制，间接影响花青素的积累（图3a）；海拔是影响野生黑果枸杞总花青素积累的次重要环境因子，间接作用最大（图3b），海拔极显著影响土壤全氮（β=6.01，P<0.001）和气候（β=-0.99，P<0.001），进而间接影响花青素积累；土壤全磷显著促进花青素积累（β=0.70，P<0.05），土壤有机碳和全氮对野生黑果枸杞花青素积累的影响均较小。影响人工种植黑果枸杞总花青素积累最重要的环境因子是土壤全磷，极显著促进花青素的积累（β=0.71，P<0.001）（图3c）；海拔对花青素积累的间接影响最大（图3d），与气候呈极显著负相关（β=-0.84，P<0.001）（图3c），但气候对人工种植黑果枸杞的影响不显著；土壤有机碳和全氮对人工种植黑果枸杞花青素积累的影响也较小。综上所述，影响野生黑果枸杞总花青素积累最重要的环境因子是气候因子（气温日较差、最干季度平均温、年降水量和太阳辐射），而影响人工种植黑果枸杞总花青素积累最重要的环境因子是土壤全磷；海拔对野生和人工种植黑果枸杞总花青素积累的间接影响均最大，尤其对野生黑果枸杞的间接影响。因此，不同种植方式对花青素积累的影响有很大差别，需对不同的生境，提出针对性的改良意见提高果实花青素含量。
图3 不同种源野生和人工种植黑果枸杞生境海拔-气候-土壤影响总花青素积累的结构方程模型

注：系数是对每条因果路径的标准化预测；红色实线箭头表示正效应；黑色实线箭头表示负效应；箭头的粗细与标准化路径系数的大小成正比，表明关系的强弱；*和***分别表示在P<0.05和P<0.001水平显著相关；χ2表示卡方值；df表示自由度；RMSEA表示均方根近似误差；R2表示决定系数。

Fig. 3 SEM of altitude-climate-soil effects on total anthocyanin accumulation in wild and cultivated Lycium ruthenicum habitat from various provenances

2.2 不同种源黑果枸杞引种驯化对花青素组成和积累的影响

本文将青海诺木洪野生和人工种植的黑果枸杞种源移栽到甘肃民勤治沙综合试验站黑果枸杞种植基地生长6 a后，通过移栽前后果实中花青素含量对比发现（图4），青海诺木洪野生黑果枸杞移栽到甘肃民勤后，果实中的矢车菊素、矮牵牛色素、飞燕草色素和总花青素含量均显著降低（P<0.05），分别降低了29.9%、57.29%、84.56%和59.11%；青海诺木洪人工种植的黑果枸杞移栽到甘肃民勤后，果实中总花青素含量降低了26.14%，但矢车菊素含量显著增加（P<0.05），是以前的2.06倍，矮牵牛色素和飞燕草色素分别降低了51.07%和14.69%。移栽6 a后的青海诺木洪种源与甘肃民勤种源对比发现，移栽后野生和人工种植的黑果枸杞总花青素含量比民勤本地人工种植的黑果枸杞高20.61%和11.84%，说明青海诺木洪的黑果枸杞可作为人工种植优良种源的选择。移栽前，青海诺木洪野生黑果枸杞果实中矢车菊素、飞燕草色素均显著高于人工种植（P<0.05）；移栽后，野生黑果枸杞果实中的矢车菊素和飞燕草色素含量均显著低于人工种植（P<0.05），说明引种驯化对花青素苷积累有很大的影响。
图4 不同种源黑果枸杞花青素苷组成和含量对比

注：误差棒为标准差，同一花青素不同字母表示差异显著（P<0.05）。

Fig. 4 Comparison of anthocyanin composition and content in Lycium ruthenicum from various provenances

青海诺木洪野生黑果枸杞移栽到甘肃民勤后，其生境发生了改变，如海拔、最干季度平均温、太阳辐射、土壤全磷和pH值分别降低了52.31%、36.64%、3.63%、56.58%和14.22%，气温日较差、年降水量增加了1.97%和150.00%（图5），且海拔、最干季度平均温、太阳辐射、土壤全磷和pH显著促进总花青素积累（P<0.01），年降水量对总花青素的积累起到了显著负向影响（P<0.01）（图6），说明海拔、最干季度平均温、太阳辐射、土壤全磷和pH值的降低以及年降水量的升高可能是影响总花青素含量降低的原因。移栽后，花青素苷中降低幅度最大的是飞燕草色素，降低84.56%（图4），可能因为野生黑果枸杞移栽到民勤后，海拔、最干季度平均温、土壤全磷和pH全面降低，而这些因子对飞燕草色素的积累有显著促进作用（P<0.001），一旦降低，则影响其积累。另外，通过对比不同种源黑果枸杞果实中花青素组成可知，甘肃野生黑果枸杞果实中含矢车菊素、飞燕草色素、锦葵色素和矮牵牛色素4种花青素苷，而青海黑果枸杞、甘肃人工种植的黑果枸杞均不含锦葵色素；从图6可知，土壤有机碳极显著正向影响锦葵色素积累（P<0.001），而与矢车菊素、矮牵牛色素、飞燕草色素和总花青素均无显著相关性。
图5 青海诺木洪种源黑果枸杞移栽民勤后环境因子变化占比

Fig. 5 Proportion of environmental factors changes after transplanting Lycium ruthenicum from Qinghai nuomuhong to Minqin

图6 不同种源黑果枸杞花青素含量与环境因子的相关性

注：蓝色表示正相关，红色表示负相关，圆的大小与相关系数的大小成正比，表示关系的强弱；*、**和***分别表示在P<0.05、P<0.01和P<0.001水平显著相关。

Fig. 6 Pearson correlation coefficients between environmental factors and anthocyanin content in Lycium ruthenicum from various provenances

3 讨论

3.1 西北干旱和半干旱区环境因子对花青素积累的影响因素

海拔是影响植物代谢产物积累的重要因素之一，本文研究发现随着海拔高度的增加，黑果枸杞花青素的积累量显著增加，因为海拔高度越高，环境越极端，光照越强[14]，温湿度越低[15]，昼夜温差越大，而这些环境因子被证明是影响花青素积累的重要因素；Berli等[16]发现高海拔地区UV-B辐射强，能促进植物果实中花青素的积累和抗氧化能力；Xing等[17]发现较高海拔利于花青素和酚类的合成；蒋宝等[18]发现海拔会影响不同聚合度的花青素含量。综上可知，海拔梯度变化会导致气候及其他环境因子随之改变，从而影响植物的生长发育和结构功能等，进而影响花青素的合成和积累。
野生和人工种植黑果枸杞由于生境不同，果实中花青素含量和果实大小等有很大的差别，本文对比同一地域野生和人工种植黑果枸杞中总花青素含量发现，青海诺木洪、内蒙古额济纳旗、新疆阿克苏、甘肃民勤县、甘肃省张掖市的野生黑果枸杞总花青素含量均高于人工种植黑果枸杞，与矫晓丽等[19]和彭飞等[20]研究结果一致。野生黑果枸杞大部分生长在盐碱荒漠、高山沙地、砾石戈壁等地，而人工种植的黑果枸杞一般生长在地势比较平坦、土质疏松肥沃以及排灌方便的向阳地区，野生黑果枸杞的生存环境比人工种植的环境要恶劣很多，而花青素是植物响应逆境而产生的一种次生代谢产物，环境越恶劣，反而使黑果枸杞果实积累更多的花青素[21-22]。野生和人工种植的黑果枸杞，其苗期、物候期的生长特性不同导致其果实成熟时的果实大小、果实主要营养成分存在显著差异[23]，如野生黑果枸杞较耐旱、果实较小、花青素含量较高，而人工种植果实个头较大、果皮较厚、花青素含量低[19-20]。另外，人工种植为提高产量常较高密度种植，过度密集可能限制植株光合作用及水、肥等的利用，影响花青素合成所需的能量积累；而野生黑枸杞因自然竞争和逆境适应可积累更多的花青素。
本文研究发现在西北干旱和半干旱区，野生黑果枸杞花青素的积累量主要受气温日较差、最干季度平均温、年降水量和太阳辐射的影响。气温日较差和最干季度平均温显著促进花青素的积累，因为植物在较高或较低温度下，会通过提高花青素合成通路中查尔酮合成酶（Chalcone Synthase，CHS）、二氢黄酮醇还原酶（Dihydroflavonol-4-reductase，DFR）、查尔酮异构酶（Chalcone Isomerase，CHI）和花青素合成酶（Anthocyanidin Synthase，ANS）等基因的表达增加果实中花青素含量[24-25]，从而保护植物免受高低温变化对植物的损伤；但也有研究发现，当温度高于35 ℃会促进花青素降解，高温会抑制花青素合成通路中CHS、DFR和CHI等基因的表达，而低温可促进相关基因的表达，促进花青素的积累[26]。太阳辐射也显著正向影响花青素积累，因为，高的太阳辐射量可诱发结构基因和调节基因的高效表达，植物经强光诱导后，MYB转录因子与结构基因启动子结合，使MYB基因与结构基因的表达丰度均明显增加，从而促进花青素的合成和积累[27]。另外，年降水量显著负向影响花青素积累，因为植物在干旱胁迫下，会通过调控脱落酸[22]和细胞分裂素等促进植物花青素积累来应对干旱胁迫伤害[28]；Castellarin等[29]也发现，葡萄在缺水条件下，促进了黄烷酮-3-羟化酶（Flavanone 3-hydroxylase，F3H）、DFR、尿苷二磷酸-葡萄糖-类黄酮-3-葡糖基转移酶（Uridine Diphosphate-Glcose-flavonoid-3-Glucosyltransferase，UFGT）等基因的表达，促进花青素积累。同时，本文发现对人工种植黑果枸杞果实中总花青素积累影响最大的是土壤全磷，极显著正向影响花青素的积累，可能因为磷参与植物体内多种生理代谢过程，是光合作用的关键元素，可为花青素合成提供能量[30-31]，磷可提升光合效率，促进糖类物质合成，而这些物质是花青素合成前体物质的重要来源[32]‌；但也有研究发现植物在低磷胁迫时，可激活低磷信号通路中核心转录因子PHR1，促进花青素积累应对低磷胁迫[33]。对于人工种植黑果枸杞，建议在黑果枸杞果实转色增糖期，适量地施用磷肥，或增加土壤有机质提高土壤磷的利用率[34]，促进花青素的合成和积累，提高果实品质。
青海黑果枸杞、甘肃人工种植的黑果枸杞果实中均不含锦葵色素，而甘肃野生黑果枸杞果实中含锦葵色素，可能因为甘肃野生黑果枸杞选取石羊河下游不同荒漠草地生长的黑果枸杞，由于石羊河下游是荒漠与草原的过渡地带，拥有特殊的气候和土壤环境。本文研究发现影响锦葵色素积累最主要的环境因子是土壤有机碳，对比青海和甘肃不同种源黑果枸杞的环境因子，民勤野生黑果枸杞生境土壤有机碳含量最高，且锦葵色素含量与土壤有机碳含量呈极显著正相关，说明土壤有机碳可能是影响锦葵色素合成和积累的关键因素。研究报道，黑果枸杞花青素在转色期开始积累，土壤有机碳改变会影响花青素的组成和积累[35]，因为土壤有机质是土壤养分的主要来源，可为花青素的合成提供前体物质[36-37]；Busse-Valverde等[38]在葡萄的研究中也发现，葡萄果皮花青素含量，会随土壤中有机碳含量的增加而显著增加。

3.2 黑果枸杞良种选育

本文研究发现青海野生和人工种植黑果枸杞总花青素含量均高于甘肃、内蒙古、新疆等地黑果枸杞，与矫晓丽等[19]和何彩等[39]研究结果一致，可能因为青海地区日照充足、有较大的昼夜温差和紫外线辐射，适合黑果枸杞生长，利于果实积累更多的花青素，尤其青海柴达木盆地是业内公认的正宗野生黑果枸杞的产地，这里产出的黑果枸杞含有丰富的花青素及微量元素。良好的产地，其气候、地质、生物和非生物因素均适宜相应品种生长，影响着植物果实的品质[40-42]。本文将青海野生和人工种植的黑果枸杞成功引种到甘肃民勤地区，移栽6 a后，通过对比果实中花青素的组成和含量发现，移栽后果实中总花青素含量降低，但矢车菊素含量是以前的2.06倍，说明植物可以通过自然或人工选择保持和发展有利变异，促进植物驯化[43-44]；移栽后果实中的矢车菊素、矮牵牛色素、飞燕草色素分别降低了29.9%、57.29%和84.56%，说明植物为适应新环境条件，可通过改变其形状、生理特性、代谢产物等来适应新的生存环境[45]。移栽后的野生和人工种植黑果枸杞，其果实总花青素含量较原产地分别下降59.11%和26.14%，但仍显著高于当地种源20.61%和11.84%，该结果说明尽管地理迁移引发的环境胁迫导致次生代谢产物合成速率下降，但种质遗传优势仍主导花青素生物合成的代谢基础[43,45]，建议青海野生的黑果枸杞可作为人工种植优良种源的首选。基于此，未来研究可结合转录组学进一步解析环境因子对花青素合成通路的调控机制。

4 结论

（1） 随海拔高度的增加，黑果枸杞果实中总花青素的积累量显著增加（P<0.01）。海拔对花青素的积累主要是间接影响，通过气温日较差、最干季度平均温、年降水量和太阳辐射的变化，作用于土壤全磷，最终影响花青素积累。
（2） 对比发现，诺木洪、额济纳旗、阿克苏、民勤、张掖的野生和人工种植的黑果枸杞总花青素含量均是野生>人工；不同地域野生黑果枸杞总花青素含量为诺木洪>民勤>阿克苏>额济纳旗>酒泉>张掖；不同地域人工种植黑果枸杞总花青素含量为诺木洪>民勤>酒泉>阿克苏>额济纳旗>张掖；另外，青海诺木洪野生和人工种源黑果枸杞移栽甘肃民勤6 a后，虽总花青素含量降低59.11%和26.14%，仍保持显著遗传优势，高于当地种源20.61%和11.84%，说明青海诺木洪野生黑果枸杞在人工驯化过程中具有显著的遗传优势，可作为人工种植优良种源的首选。‌
（3） 野生黑果枸杞果实中总花青素积累主要受气候因子影响，气温日较差、最干季度平均温和太阳辐射显著促进花青素积累，年降水量显著负影响花青素积累。而对人工种植黑果枸杞果实中总花青素积累影响最大的是土壤全磷，极显著正影响花青素的积累，对于人工种植黑果枸杞，建议在黑果枸杞转色增糖期，适量地施用磷肥，或增加土壤有机质，提高果实品质。

本研究野外调查、样地设置和采样过程中雷成和给予了很大的帮助，在此表示衷心的感谢！

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