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花色素苷是大多数陆生植物叶片、花、果实等器官的着色物质。长期以来，花色素苷在生理和药理学方面的功能吸引了诸多科学家的关注。
本论文从紫色甘薯(Ipomoea． batatas Lam．)中提取了花色素苷干粉(PSPA)，并对其组分进行了色谱分析。运用ESR(电子自旋共振波谱技术)法测定了PSPA对有机自由基DPPH·、O2—·和OH·的清除能力。另外，运用DAB(二氨基联苯胺)和NBT(硝基四氮唑蓝)组织定位法分析了拟南芥花色素苷缺失突变体(tt3tt4)及其野生型(WT)叶片在高光下(1300μmol m-2 s—1)H2O2和O2—·的积累。在此基础上，我们将PSPA(0.04 mg ml—1)渗入WT和tt3tt4叶片中，探讨了高光下外源的花色素苷PSPA对于光系统Ⅱ活性和叶片DNA损伤的保护作用。另外，运用化学法测定了紫色甘薯叶片花色素苷和红苋菜叶片中的甜菜红素的总抗氧化能力。本论文证实了花色素苷可以在体内通过清除过量的自由基，从而保护逆境下光合机构免受自由基的毒害作用。主要结果如下：
1、紫色甘薯中至少含有10种花色素苷，且它们的花色素苷元为花青素(cyanidin，或称矢车菊素)或芍药素(peonidin，甲基花青素)。除矢车菊—3—槐糖苷—5—葡萄糖苷(cyanidin—3—sophoroside—5—glucoside)和芍药素—3—槐糖苷—5—葡萄糖苷(peonidin—3—sophoroside—5—glucoside)两种花色素苷没有被酰基化外，其余的8种是在以上两种花色素苷的基础上被阿魏酸或咖啡酸酰基化后的衍生物。
2、ESR法检测结果表明PSPA对于三种自由基均有较强的清除效果。比较IC50(吸收峰降低50％所需抗氧化剂的量)，PSPA清除DPPH·能力强于AsA；清除O2—·的能力强于SOD；清除OH·的能力强于甘露醇。
3、高光处理导致了拟南芥叶片中O2·和H2O2的积累。无论是WT还是tt3tt4，受高光照射180 min后的叶片中O2—·和H2O2的积累都多于90 min高光照射的叶片。光照时间相同的条件下，花色素苷合成缺失突变体tt3tt4叶片O2—·和H2O2的积累比其野生型严重。
4、高光处理拟南芥突变体tt3tt4，随着处理时间的延长，最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ电子传递的量子效率(φPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均呈下降的趋势。前180 min的高光处理，外源PSPA对叶片高光胁迫的保护作用不显著。然而，从光照180 min开始，外加PSPA的tt3tt4叶片三种荧光参数(Fv/Fm、φPSⅡ、qP)与高光对照组之间差异显著。处理时间达到5小时后，与不加PSPA的对照组相比，外加PSPA tt3tt4叶片Fv/Fm、φPSⅡ、qP分别高于不加PSPA叶片17.0％、95.5％和62.1％。
5、在慧星电泳中，DNA慧尾越长，表明其损伤越大。光照处理前，野生型与突变体叶片DNA慧尾均很短。相反，经300 min的高光照射后，叶片(WT和tt3tt4)DNA慧尾显著增长，但野生型拟南芥叶片DNA慧尾比突变体短。然而，高光照射前叶片渗入外源PSPA，WT与tt3tt4叶片DNA慧尾变短。渗入Cy至叶片内，得到了与PSPA相似的结果。无论是外加PSPA或Cy，WT叶片DNA慧尾总短于tt3tt4。
6、甜菜红素、花色素苷和ASA对DPPH清除率与浓度之间均具有良好的线性关系。随着受试物浓度的增加DPPH的清除率逐渐增大。甜菜红素的IC50为1.20mg，花色素苷的IC50为0.28mg，抗坏血酸的IC50为32.26μM。对比前两者的IC50可以看出甜菜红素的抗氧化能力还不足为花色素苷的1/4倍
总之，在含低剂量花色素苷的野生型拟南芥中，花色素苷的直接吸光作用不明显。然而，在严重胁迫条件下花色素苷可通过其强烈的抗氧化作用参与清除高光介导叶绿体产生的ROS，减轻光合结构和DNA等的损伤，从而参与植物的光保护作用。在植物体内可能作为光保护作用的一种补偿机制存在。