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黑白江南花

江南花,即牵牛花,又称喇叭花。在日本,它有个很美的名字,叫作朝颜。

在我家乡人们一般称牵牛花为喇叭花,这是我小时候比较喜欢的一种花。我虽然从小不擅乐器,但是对能发声音的东西却颇感兴趣,可能是因为这个原因吧,我看到喇叭花常会摘下来,放在嘴边,假装我能吹奏出点音乐来。

昨天,研究朝颜花色调控的星野先生突然来找我,说有几个问题想要咨询一下。我知道他最近计划在苔藓(无花)里面研究跟花色调控相关的一些基因(大家可以想想为什么),我想他可能是有这方面的问题要讨论吧。没想到他拿出了几张扫描的中国古籍片段,说上面有几处不懂,希望我能帮忙解释一下。

星野先生扫描的书是清朝陈淏子的《花镜》,他比较关心里面关于“江南花”的记载:

牵牛一名草金铃,一名天茄儿,有黑白两种。三月生苗,即成藤蔓。或绕篱墙,或附木上。长二,三丈许,叶有三尖如枫叶。七月生花,不作瓣,白者紫花,黑者碧色花,结实外有白皮,里作毬。毬内有子四五粒,状若茄子差小,色青,长寸许,採嫩实盐焯或蜜浸,可供茶食。近又有异种,一本上开二色者,俗因名之曰黑白江南花。

文中说的“有黑白两种”的黑白指的不是花的颜色,而是其种子的颜色。紫花牵牛结的种子白中泛黄,所以称白;而蓝色牵牛的种子则颜色较深,看起来如墨,于是称黑。这两种种子常被用于中药,分别称白丑和黑丑。我起初不解,牵牛花如此之美,为何其种子以“丑”称?上网查询也没有找到相关的解释。不过想了一想,意识到“丑”和“醜”在古代是两个不同的字,作为“难看”解的是后一个“醜”;以“丑”代“醜”应该是汉字简化后的用法。“丑”在古代主要表示地支的第二位,即丑牛,我想或许在黑丑白丑这个用法里,“丑”取的可能是这个“牛”的意思吧–因为是牵“牛”花的种子嘛。

牵牛花为什么叫朝颜呢?因为它开花一般在清晨,到日出的时候花就开始闭合了,如《汇苑》里所讲的:

牵牛花,清晨始开,日出已瘁,花虽甚美,不能留赏。

本所广播室制作的牵牛花开花延时摄影很好的展现牵牛花的开花过程。

从视频上的时间标记判断,牵牛花开到花闭大概只有6个小时。

这花开花闭时间之早,之短在梅尧臣先生的《篱上牵牛花》一诗里体现得好:

楚女雾露中,篱上摘牵牛。
花蔓相连延,星宿光未收。
采之一何早,日出颜色休。
持置梅卤间,染姜奉盘羞1
烂如珊瑚枝,恼翁牙齿柔。
齿柔不能食,粱肉坐为雠。

星野先生对《花镜》中“黑白江南花”的记载颇感兴趣。一般牵牛花一株开一色花,而清朝人偶得异种,居然一株开二色花。星野先生对此有个疑问:这记载中的二色花是一朵花上包含了两种颜色还是一株植物上分别开了两种不同颜色的花?根据《花镜》后文记载,人们因其开“二色花”,将该“异种”命名为“黑白江南花”。这里的“黑白”指的是种子的颜色,而种子颜色跟花色有对应关系,如前文说牵牛花为“白者紫花,黑者碧色花”,所以我判断这“黑白江南花”应该是一株植物上开了两种不同颜色的花,但是每朵花都是单色的。

为了验证这黑白江南花是否确实为我所推测的那样,我上网搜索看有没有关于“黑白江南花”的图像资料。可惜就是关于这个名字,网上的相关消息也十分罕见。不过偶然发现原来星野先生要在国立历史民俗博物馆做一个题为「DNAで紐解く黒白江南花(こくびゃくこうなんか)の謎」2的报告,看来他可能是通过某种技术手段再现了这传说中的“黑白江南花”吧3。我这才记起来他跟我说过这“黑白江南花”是他研究的关键词,但我当时没有在意,只是顾着去查《花镜》了。只有等下次见他的时候再询问一下详情了。

牵牛花的色彩是受什么调控的呢?牵牛花的花瓣液泡里聚集了花青素。花青素是一种类黄酮物质,其结构多样性高,不同结构能产生不同的颜色;且花青素的发色基团结构还能根据液泡酸碱度的改变而产生可逆变化(酸性条件下显红,碱性条件下显蓝),这样的结构变化也使得花青素颜色多变。这些特点可能是牵牛花花色丰富的基础。

本所广播室也制作了一个有意思的牵牛花变脸视频,比较清晰地展示了这依赖于酸碱度的色彩变化。

视频里用来改变牵牛花液泡酸碱度的是干冰,也就是固体的二氧化碳。

在上一个视频里,细心的读者会发现,在牵牛花开花和闭花的过程中,花色也会发生改变:花苞的时候是红色,等绽放后则变为蓝,等花闭的时候又变为红。这是为什么呢?2009年,名古屋大学的吉田等发现在牵牛花开的过程中,液泡的酸碱度会从 pH = 6.6 上升到 pH = 7.7。这是因为一个定位于液泡膜上的钾氢逆向转运体在调控开花过程会将钾离子运到液泡里,将液泡里的氢离子运到细胞质里,使得液泡里的酸碱度升高,进而使得花青素变蓝。这细胞内离子浓度的改变和细胞体积的增大也相关联。闭花过程的色彩由蓝变红的机制我没有找到,不过可以推想也可能是类似的机制的反转在起作用。

牵牛花的花色变化也被记录在了杨万里的《牵牛花》诗里:

素罗笠顶碧罗檐,脱卸蓝裳着茜衫。
望见竹篱心独喜,翩然飞上翠琼簪。

看来杨诗人不仅诗情浪漫,其格物之细致也是值得称赞的。

考虑到牵牛花的花色是部分取决于液胞的酸碱度的,那种在同一个地点的同一株“黑白江南花”为何能不同地调控液胞酸碱度从而产生不同的颜色的花呢(这里我假设没有其它未知原因影响花色,不过这个假设不一定正确)?这“黑白江南花”确实挺神奇。

这不是第一次星野先生试图将科研和历史文化因素结合了,前些年他也搞了个大新闻,制作出了黄色牵牛花。为什么这是个大新闻呢?因为现存的日本牵牛花(Ipomoeanil)里没有发现黄色的品种,但是在江户时期的文字记载和绘画上却出现过黄色牵牛花。如图4

yellow

日本的园艺家长久以来一直想复现黄色牵牛花,但是一直不能取得成功5。而星野先生通过转基因技术将金鱼草里控制黄色色素合成的基因引入花青素合成有缺陷的突变体(这个突变体由于花青素合成有缺陷,所以原本的花色很浅),于是再现了黄色牵牛。如图:

real

这个工作的论文最近刚发表

据报道,黄色牵牛花在东野圭吾的小说「夢幻花」里出现过。我没有看过这个故事,先记在这里,等以后有空了找来看看。


  1. 初到日本时,发现他们便利店里买的盒饭中常有姜丝,颜色鲜红,其味道似乎并不受所用染料影响。我不明白为何日本人要将姜丝染红再吃,看到这首诗后才发现原来我国古代也有这样的做法:将牵牛花採摘下来,放在梅卤里,梅卤极酸(我是通过现在日本人常吃的梅子干推测的,我吃一颗牙就倒了),于是牵牛花里的花青素在酸性条件下呈红色;将这红色的染剂用来染姜,再食用。费这么大的劲就为了染个色,真是讲究啊,难道红色的姜丝会让人吃起来感觉更好吗?我不能理解红姜的好处,可能是因为生活在现代的我周围到处都是五光十色的所在,所以不那么在乎这点颜色的区别了吧。对于古人,这颜色的变化可能意味着更多的享受,而这习惯在日本被延续了下来。现在日本用的染剂好像不是牵牛花,而是来自于红紫苏。
  2. 《用 DNA 分析解开黑白江南花之谜》。
  3. 我猜他询问关于“黑白江南花”的记载估计是为了确认他复现的和历史记载的是否一致。从后文可以看到,星野先生以前也复现过历史上曾有过,而现在却消失了的牵牛花。
  4. 该图以及下图都来源于基础生物研究所关于黄色牵牛花的新闻发布。此处仅用于交流讨论,如有不妥,请联系 iandr@126.com,我会及时回应。
  5. 植物花瓣藓黄色多是类胡萝卜素的积累造成的,可能日本的牵牛花栽培种花瓣里胡萝卜素的合成有问题,这篇论文可供参考。