花青素的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，等合成之后再轉(zhuǎn)至液泡中。由花青素生物合成途徑而來的色素分子，會因為所參與的酵素種類不同. 而產(chǎn)生各類型的花青素及其衍生物，進(jìn)而在水草體表現(xiàn)出多變的姿色。  

在生化及分子生物學(xué)家的研究下，已經(jīng)證實花青素系經(jīng)由苯基丙酸路徑(phenylpropanoid pathway)和類黃酮生合成途徑(flavonoids biosynthetic pathway)生成，由許多酵素調(diào)控催化。這部分的專業(yè)領(lǐng)域非常復(fù)雜，我們暫且不談，不過至少要了解花青素基本上都是配糖體(glycoside)產(chǎn)物，沒有經(jīng)過醣化作用(glycoslation)無法形成穩(wěn)定的色素。因此，如果在細(xì)胞質(zhì)中累積的醣類不足，花青素的合成通常是會受到抑制的。  

花青素合成酶的種類很多，這些酶的制造由很多基因共同控制，并依中間產(chǎn)物及最終產(chǎn)物的合成途徑而定。從已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的酶中，皆證實屬于光依賴性(light-dependent)的酵素。這說明沒有光照，會間接影響花青素的形成。太陽光中的紫外線(UV-B)對花青素合成酶的生成具有促進(jìn)作用，因此對花青素的形成有很大的影響。尤其許多花青素合成的第一個關(guān)鍵酶(key enzyme)---苯丙胺酸脫胺酶(phenylalanine ammonialyase ， PAL)是受光敏色素和UV-B調(diào)控的，若沒有紫外線照射，這些花青素根本無法形成。  

三、花青素的功能  

花青素的合成是一種十分復(fù)雜過程，除非有重要的功能，否則植物是不可能如此勞神費力地來制造的。首先，花青素是目前已知對抗紫外線最有效的抗氧化物質(zhì)，植物生產(chǎn)花青素可用來對抗紫外線的傷害，這是為什么植物要在它表皮組織合成花青素的主要原因。例如，某些水草的葉色，在含有紫外線的照明燈照射下，可以由綠轉(zhuǎn)紅，主要原因是花青素大量合成，以及葉綠素部分分解之故。  

植物在進(jìn)行光合作用的過程中，經(jīng)常會面臨自由基和活性氧的威脅，雖然植物本身也有自已一套對付此種威脅的防衛(wèi)系統(tǒng)，例如，植物細(xì)胞中有一系列酶和酚色素能消除自由基和活性氧，但有時候仍不足以抵擋自由基或活性氧的攻擊。此時，花青素就可立即發(fā)揮作用，能對細(xì)胞膜和DNA等發(fā)揮全面的保護(hù)作用。  

花青素在植物的花瓣、苞片、果實及種子上，能表現(xiàn)出鮮艷的色彩，以誘使昆蟲及動物幫忙授粉及散播種子。另外，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)，有些花青素參與荷爾蒙的合成，以及促進(jìn)花粉活力等生理功能等。  

四、影響花青素形成的因子  

花青素形成會受到植物內(nèi)在及外在因子的影響，主要的內(nèi)在影響因子，是來自植物的先天性遺傳作用。由于花青素的合成途徑與其相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因(structure genes)有關(guān)，所以水草品種若不同，它們合成花青素的能力也有不同。另外，在細(xì)胞中累積的醣類越多，對促進(jìn)花青素的形成越有利。  

最重要的外在影響因子是光照。有研究學(xué)者曾經(jīng)利用不同光質(zhì)照射栽培植物，藉以探討包括UV-312、白光、紅光和藍(lán)光對花青素生合成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中以【UV-312+白光】的組合，對增加花青素的累積最具有效果(Arakawa，1991)。由此顯示，在光質(zhì)中若含有一部分的紫外線(如UV-312)，也可能對刺激水草花青素的形成有利。  

溫度是另一個影響花青素合成的重要因子。在低溫下，花青素合成速度較為緩慢，高溫時，花青素則很容易分解。每種植物最適合成花青素的溫度并不相同，甚至于有些具有蠻大的差異性(如溫帶植物與熱帶植物)，所以我們很難界定出能符合一般植物花青素合成的最適溫度(optimum teperature)范圍。不過，基本上低溫對花青素的累積較為有利。  

完善的栽培管理通常對促進(jìn)水草形成花青素有間接的助益，或至少較能維持花青素的穩(wěn)定性。例如，照明時間延長、光度增加;修剪過長過密的水草，可以增加水草接受光照的機會;以及使用品質(zhì)優(yōu)良的肥料，可以刺激花青素合成酶的生成等，都會間接影響花青素的形成。