本研究以‘紫叶加拿大紫荆’(Cercis canadensis‘Forest Pansy’)和‘中华红叶杨’(Populus×euramericana‘Zhonghong’)为试材,通过对其叶片色素合成动态变化、相关物质动态变化、酶活性的研究以及‘紫叶加拿大紫荆’CHI基因克隆初步研究,对这两种彩叶树种叶片呈色的生理机制进行了初步探讨,并得出以下主要结论:(1)‘紫叶加拿大紫荆’和‘中华红叶杨’两种彩叶植物叶色表达期叶片中色素的总体变化规律相似。‘紫叶加拿大紫荆’叶片呈色期较长,从4月中旬～6月初。5月初气温较低,花青苷含量相对较高,5月底～6月初气温迅速升高,花青苷的含量下降,总叶绿素和类胡萝卜素含量迅速升高;而’中华红叶杨’的叶片呈色期较短,从4月中旬～5月上旬。‘紫叶加拿大紫荆’整个叶色表达期花青苷呈总体下降的“M”型趋势,‘中华红叶杨’花青苷含量呈升-降-升-降的变化趋势。(2)‘紫叶加拿大紫荆’和‘中华红叶杨’叶片颜色的变化主要是花青苷降解与叶绿素合成的结果,叶片的呈色取决于花青苷和总叶绿素的比例。当花青苷与总叶绿素的比例小于1:0.18时,‘紫叶加拿大紫荆’叶片开始由鲜亮的紫红色向暗红色转变,当比例小于1:1.92左右时叶片由暗红色转变为绿色;在‘中华红叶杨’中,当花青苷与总叶绿素的比例小于1:0.66时叶片开始由亮紫红色向暗红色转变,当比例小于1:3.23时叶片由暗红色转向绿色。(3)对‘紫叶加拿大紫荆’和‘中华红叶杨’叶色表达期叶片进行花青苷、叶绿素、类胡萝卜素和可溶性糖的测定,并进行相关性分析。结果表明,‘紫叶加拿大紫荆’叶片中类胡萝卜素、总叶绿素与花青苷均呈极显著的负相关,随着花青苷含量的降低,叶绿素和类胡萝卜素含量不断升高;可溶性糖与紫叶加拿大紫荆叶片中花青苷含量的相关性不显著。‘中华红叶杨’中,总叶绿素、类胡萝卜素与花青苷呈显著的负相关关系,可溶性糖含量与花青苷存在极显著的正相关关系,随着可溶性糖含量的降低,花青苷含量降低。(4)测定了两种彩叶树种叶色表达期叶片中花青苷含量,以及花青苷合成相关酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮异构酶(CHI)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)、类黄酮糖基转移酶(UFGT)活性的变化。结果表明,4月中旬～6月初,‘紫叶加拿大紫荆’叶片中花青苷含量下降了93%,‘中华红叶杨’叶片中花青苷含量下降81%。‘紫叶加拿大紫荆’叶色表达期,PAL酶活性与花青苷的含量呈三次曲线关系,CHI酶活性与花青苷的含量呈极显著的倒数曲线关系,随着CHI酶活性的升高,花青苷含量降低。DFR酶活性与花青苷的含量呈极显著的线性关系,随着DFR酶活性的升高,花青苷含量增加,随着DFR酶活性的降低,花青苷含量降低,UFGT酶活性与花青苷含量呈指数曲线关系;‘中华红叶杨’叶片转色期花青苷合成相关酶的活性变化研究结果表明,PAL酶活性与花青苷的含量呈二次曲线关系,当PAL酶活性小于625.84U·g-1FW时,花青苷含量随着PAL酶活性的降低而降低。CHI酶活性与花青苷含量存在“S”曲线关系,DFR酶活性与花青苷含量存在三次曲线关系,UFGT与花青苷的合成存在极显著的指数曲线关系,随着UFGT酶活性的降低,花青苷含量降低,UFGT酶活性较高时,花青苷含量也较高,因此提高其活性能提高‘中华红叶杨’叶片中花青苷的含量。