墨兰(Cymbidium sinense)为兰科兰属多年生草本植物，单子叶，是我国的传统名贵花卉，其婀娜多姿的叶片有很高的观赏价值。特别是在叶尖、叶缘和叶中部等处出现白色或黄色斑块的彩斑(Variegation)，在兰界称其为“叶艺”兰。“叶艺”兰在我国、日本、韩国及东南亚一带很受市场欢迎，其商品价值根据“叶艺”类型不同成倍甚至十倍、几十倍的增加。鉴于植物叶片彩斑形成对其商品性的重要意义，因而研究其彩斑形成的分子机理，对于人工创造彩叶新品种具有重要的意义。 尽管彩斑是自然界的一个普遍的现象，但其形成机理却一直不太清楚。目前的研究多采用全叶表现为失绿(或称叶绿素缺乏)的材料，而非彩斑植物。本试验研究了墨兰线艺品种叶片的绿色区和色斑区生理生化以及光系统相关基因表达上的差异，并通过分子标记手段，寻找彩斑品种和无彩斑品种在基因组分子水平上是否有差异，为以后得到与彩斑形成相关的基因，分析其可能的功能，采用基因工程技术改造植物的观赏性状提供一定的理论基础。具体研究结果如下： 1.采用RT-PCR技术，从墨兰线艺品种“万代福”、“银凤”、“桑原晃”叶片克隆了四个与光系统相关的基因，并在线艺兰色斑区和绿色区进行了半定量表达分析。结果显示，cab基因在绿色区和色斑区两个部位的表达差异不明显，rbcs、rbcL、psbO基因在两个部位的表达有差异，尤其是rbcs基因，在绿色区的表达明显的强于色斑区。叶绿体蛋白质电泳结果也显示，色斑区Rubisco酶的大、小亚基含量降低，特别是Rubisco酶的小亚基在色斑区含量显著低于绿色区。 2.用透射电镜观察线艺兰“银风”叶片叶绿体超微结构，叶片色斑区的叶绿体结构与正常的部位有较大的差异，色斑区叶绿体中几乎没有淀粉粒的存在，而出现了大量的囊泡和嗜饿颗粒，并且叶绿体结构发育不完整，基粒类囊体数较少，大多数基粒垛中片层数较少。因此，从叶绿体的结构层面上来看，叶绿体的结构发生解体和基粒片层数少是引起色斑区叶绿素含量减少并导致该部位黄化或白化的主要原因。 3.从“银凤”叶片色素含量的比较结果来看，叶片绿色区和色斑区的色素含量有较大的差别。色斑区的类胡萝卜素、叶绿素a、b含量及叶绿素总量都下降，但色斑区的Chla/Chlb的比值比绿色区高，说明色斑区的叶绿素缺乏更体现在叶绿素b的缺乏上。色斑区的类胡萝卜素含量较绿色区低，但类胡萝卜素/叶绿素的比值却显著高于绿色区，说明在叶片的色斑区类胡萝卜素的含量相对较高，叶片色斑区表现黄色可能与此有关。 4.从“银风”叶片叶绿素合成中间物质的测定结果可以看出，从δ-氨基酮戊酸(ALA)到胆色素原(PBG)步骤，叶片色斑部分ALA含量比绿色部分高25％以上，其余步骤都是绿色部分含量高于色斑部分，说明可能是ALA-PBG这一步的合成出现障碍。 5.利用RAPD技术分析了徽州墨兰及其线艺变种金嘴和银边在DNA分子水平上的差异，得到了四个差异片段，并经过克隆、测序得到了四个片段的核苷酸序列，但这几个片段是否与色斑形成有关，还有待于进一步的研究。