全红杨(Populus deltoids ’quanhong’)是杨属植物中新兴的红叶品种,因其较高的观赏价值而备受关注。目前人们对红叶杨叶色形成的机理的研究还相当匮乏,极大的限制了以全红杨为代表的彩叶植物的进一步开发和利用。高等植物叶片的最终呈色是由细胞内的叶绿素、类胡萝卜素和花青素三大类色素之间的比例及其在叶片中的分布决定的。本研究以红叶杨品种全红杨为试材,以常色叶树种2025杨(Populus tremuloides×Populus deltoids)为对照,通过对全红杨叶色表达期各类色素与有机内含物含量、色光值和花色素苷相关酶活性的季节性动态变化以及主要环境因子对叶片呈色的影响等方面进行了研究,从生理水平对全红杨叶片呈色机理进行了初步探讨,并得出以下主要结论：(1)全红杨叶片中各种色素的含量随季节变化呈现出一定的规律性。叶绿素、类胡萝卜素在春、秋季含量低,夏季含量高；花色素苷的含量变化则与之不同,在夏季较低,而春秋两季较高。生长季节全红杨叶片花色素苷含量至少为2025杨的9倍以上,而光合色素含量不超过2025杨的2.2倍,因此可认为全红杨和2025杨叶色差异的主要因素是花色素苷含量的差异。色素含量的改变导致色素比例随之变化,全红杨叶片的呈色效果取决于花色素苷/叶绿素的比值大小,随花色素苷/叶绿素比值的大小变化其叶片对应呈色鲜艳或者暗淡。(2)叶色表达期全红杨叶片色光值与花色素苷含量、花色素苷/叶绿素均呈显著的线性关系,色光值很好地解释了全红杨叶片颜色深浅程度的差异。因此可利用色差仪对全红杨植株叶片色泽进行对比,选育出色泽表达更佳的植株,为进一步对全红杨优株选育及评定打下基础。(3)全红杨叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量与花色素苷的变化相似,与花色素苷的合成均存在极显著正相关关系,对全红杨叶色表达影响明显。因此,在栽培育种时可尝试通过调控全红杨可溶性糖、可溶性蛋白质含量来改变叶片呈色的栽培措施,提高植株的观赏价值。(4)全红杨叶片叶色表达过程中花色素苷合成相关酶活性动态变化的研究结果表明,PAL活性与花色苷的含量呈对数曲线关系,花色素苷含量随着PAL酶活性的升高而降低,但相关性不显著；CHI酶活性与花色素苷的含量呈极显著的线性关系,随着CHI活性的升高,花色素苷含量增加。PAL不是全红杨花色素苷合成的关键酶,而CHI是全红杨花色素苷合成的关键酶。(5)温度、湿度、降雨量等气候因子可能并不是个独立的过程,它们通过共同作用全红杨叶片中花色素苷含量或者花色素苷／叶绿素的比例来改变色光值大小,从而影响全红杨叶片呈色。