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叶子变红，奥秘就在于植物色素在叶片中的含量与相对比例的变化。植物叶片中主要有叶绿素、①类胡萝卜素和花青素三大类色素，其中，对叶子变红“贡献”②最大的当数花青素。它是一类广泛存在于被子植物及少数裸子植物器官中的水溶性色素，在酸性条件下呈红色，③在碱性条件下呈蓝色。

秋冬季节，气温降低，光照减少，叶绿素的合成被抑制，此时叶绿素的合成速率小于降解速率，（A）。与此同时，在一些种类的植物中，叶片细胞中的花青素含量迅速增加，细胞质积累的可溶性糖也逐步增加，呈酸性。花青素（B），因此叶片逐渐变红。

不过，大自然不只在秋天才会赋予叶子红色。在正常养护情况下，一些植物会积累花青素，在其他季节，叶片也会呈现红色。此外，有些植物新长出的嫩叶也是红色的，例如紫薇、接骨木等……④。

影响色素合成代谢与分解代谢的基因数量众多，任何一个关键基因的突变都有可能引起叶色异常。利用这一点，科学家通过遗传转化等技术手段，培育出越来越多的红叶植物种类。近年来，有关彩叶植物叶片分子调控机制的研究取得了一系列起色，人工调控叶色不再不是遥不可及的梦。