茶樹抗寒單株選育研究初報

丁仕波，宋大鵬，房峰祥，王紀國，王會

日照市茶葉科學研究所，276800

山東茶區(qū)屬茶樹生長的次適宜區(qū)，冬季較為寒冷干燥，茶樹常常因凍害導致大幅度減產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟損失。茶樹凍害已成為限制山東茶產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的主要瓶頸。因此，選育抗寒茶樹品種一直是山東茶葉科技工作者的重點研究課題。

山東茶區(qū)主要是實生群體種茶園，經(jīng)過漫長的自然馴化，群體中會出現(xiàn)為適應寒冷脅迫而產(chǎn)生變異的抗寒單株。通過系統(tǒng)選種篩選茶樹抗寒單株，再經(jīng)過比較、鑒定和繁殖，就能培育出抗寒茶樹新品種。2017年冬天，日照茶區(qū)經(jīng)歷了較為嚴重的凍害，2018年2月對凍害后茶園進行調(diào)查，在黃山群體種茶園中初步標記出沒有遭受凍害的茶樹單株并進行扦插繁育，2018年冬對標記單株進行抗寒性相關指標測定，初步篩選出2株抗寒性較強的優(yōu)良茶樹單株CKS-1和CKS-2。

一、材料與方法

1.試驗材料

茶樹品種：黃山群體種茶園中篩選的單株CKS-1和CKS-2，福鼎大白茶作為對照。

儀器設備：電導率儀、阿貝折射儀、水浴鍋、顯微鏡、真空泵、電子天平（1/10 000）、照相機等。

藥品試劑：95%乙醇、蔗糖、石英砂、碳酸鈣粉等。

2.試驗方法

（1）茶樹葉片相對電導率測定[1-2]

取自然低溫處理后的成熟葉片，用去離子水洗凈，每組用打孔器打成12個葉圓片放入25 mL試管中，加10 mL去離子水，置于真空干燥器中用真空泵抽氣10 min，后緩慢放入空氣。取出試管，間隔幾分鐘振蕩1次，在室溫下靜置30 min，測定初電導值L1。后將試管置于水浴鍋中煮沸10 min，冷卻至室溫后再次測定外滲液的電導值L2。

電解質(zhì)滲出率/%=（L1/L2）×100

（2）茶樹葉片葉綠素含量測定

稱取剪碎的新鮮葉片0.1 g，加少量石英砂和碳酸鈣粉及2 mL 95%乙醇研成勻漿，再加適量95%乙醇繼續(xù)研磨至組織變白，靜置3～5 min。將提取液過濾到25 mL棕色容量瓶中，用乙醇沖洗數(shù)次，直至濾紙和殘渣中無綠色為止。最后定容至25 mL，搖勻。取提取液，以95%乙醇為空白，在665 nm、649 nm波長下測定吸光度。葉綠素a、b濃度Ca、Cb按下式計算：

Ca=13.95A665-6.88A649

Cb=24.96A649-7.32A665

葉綠素濃度C為Ca與Cb之和，葉綠素含量/（mg/g）=（C×25 mL）/（1000×0.1 g）

（3）茶樹葉片含水量測定[3]

取稱量瓶6個，編號并分別準確稱重。選取部位、長勢、葉齡一致的葉片數(shù)片，用打孔器打取小圓片180片（打孔時避開粗大的葉脈），立即裝到稱量瓶中（每瓶隨機裝入30片），蓋緊瓶蓋。其中3瓶用于測定總含水量，稱取鮮葉質(zhì)量m1，然后置于烘箱中，先在105℃下烘10 min，再調(diào)至80℃烘至恒重，稱取質(zhì)量m2；另外3瓶測定自由水含水量，分別稱取稱量瓶質(zhì)量m3，稱量瓶與小圓片總質(zhì)量為m4，然后在每個稱量瓶中各加入60%的蔗糖溶液5 mL，再分別稱取總質(zhì)量m5，后置于暗處放置5 h，其間輕輕搖動。5 h后充分混勻溶液，用阿貝折射儀分別測定各瓶糖液原來的濃度為C1，浸過植物組織后的糖液的濃度為C2。總含水量、自由水含量、束縛水含量的計算公式如下：

（4）茶樹葉片解剖結構測定

采集枝條頂端以下第二片成熟葉10片，采用徒手切片法制作臨時切片[4]，在光學顯微鏡下觀察，用顯微測微尺測定葉片總厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度。

（5）農(nóng)藝性狀觀測

觀測記錄抗寒單株的定型葉、樹高、新梢特性、生育期、株形等農(nóng)藝性狀。

（6）數(shù)據(jù)分析

所有試驗重復3次，采用Microsoft Excel和SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析處理，采用最小顯著差數(shù)法（LSD法）進行多重比較分析。

二、結果與分析

1.茶樹葉片相對電導率

當茶樹遭受凍害等逆境傷害時，細胞膜受到不同程度的破壞，膜的透性增加，細胞內(nèi)部分電解質(zhì)外滲，導致電導率增加。因此，相對電導率常可作為逆境傷害的一個生理指標[5]。測定CKS-1、CKS-2和對照福鼎大白茶的相對電導率和葉綠素含量如表1。結果可見，單株CKS-1相對電導率為（15.31±1.27）%，與對照福鼎大白茶差異顯著；CKS-2相對電導率為（17.46±0.53）%，低于對照，但與對照差異不顯著。

表1 不同品種茶樹葉片相對電導率和葉綠素含量

2.茶樹葉片葉綠素含量

研究表明，葉綠素含量與植物抗寒能力成正相關，低溫脅迫下植物的光合速率會受影響，主要原因是葉綠素含量的下降[6]。從表1可以看出，CKS-1的葉綠素含量最高，與對照差異顯著，CKS-2的葉綠素含量稍低于CKS-1，與對照差異顯著。

3.抗寒單株葉片自由水與束縛水含量

茶樹細胞內(nèi)束縛水比例增加，自由水含量低，代謝活動減弱，有利于提高其抗寒性[7]。測定3個品種茶樹葉片的自由水與束縛水含量，結果如表2。從表中可見，CKS-1束縛水含量最高，自由水含量最低，束縛水/自由水比值最高，與對照差異顯著；CKS-2束縛水/自由水比值也高于對照，但差異不顯著。

表2 不同品種茶樹葉片自由水與束縛水含量

4.茶樹葉片厚度

茶樹葉肉組織發(fā)達，分化程度高，柵欄組織的厚度大，層數(shù)多，排列緊密，細胞較小，抗寒性強[8]。上表皮厚度、柵欄組織厚度、柵欄組織厚/海綿組織厚比值可作為茶樹抗寒性鑒定指標[9]。上表皮細胞厚度20 μm以上，柵欄組織厚/海綿組織厚比值在0.6以上，上表皮細胞厚/海綿組織厚比值在0.18以上為抗寒性較強標志[10-11]。不同茶樹品種葉片厚度情況如表3，從表中可以看出，CKS-1和CKS-2上表皮細胞厚度大于20 μm，柵欄組織厚/海綿組織厚比值大于0.6，上表皮細胞厚/海綿組織厚比值大于0.18，對照上表皮細胞厚度小于20 μm，柵欄組織厚/海綿組織厚比值略大于0.6，上表皮細胞厚/海綿組織厚比值小于0.18。綜合分析，CKS-1和CKS-2葉片解剖結構抗寒性指標優(yōu)于對照。

5.定型葉片指標

茶樹單株葉片較小，葉片較厚，葉面隆起是抗寒性較強的葉片外部特征。不同茶樹品種定型葉片觀測調(diào)查結果如表4。單株CKS-1屬中葉型，橢圓形葉，葉面隆起，葉面積稍大于對照，葉片上斜，葉片光澤性強；單株CKS-2屬中葉型，橢圓形葉，葉面隆起，葉面積小于對照，葉片光澤性強。

6.株高樹幅與新梢特性

不同茶樹品種樹高樹幅及新梢性狀調(diào)查結果如表5。CKS-1嫩葉內(nèi)折，葉色深綠，持嫩性強。CKS-2嫩葉平展，持嫩性強。兩個單株樹高、樹幅均超過對照，生長勢良好。

7.生育期

記錄不同茶樹品種的物候期如表6。CKS-2腋芽的萌動時間較早，發(fā)芽期比對照早5 d，一葉初展期比對照早5 d；CKS-1發(fā)芽期和一葉初展期分別比對照早3 d和4 d。

綜合分析相對電導率、葉綠素含量、束縛水/自由水比值、葉片厚度等指標，CKS-1抗寒性顯著優(yōu)于對照福鼎大白茶，CKS-2抗寒性也優(yōu)于福鼎大白茶。因此，認為CKS-1和CKS-2是2個抗寒性較強的茶樹單株。

三、結論

山東茶區(qū)由于緯度較高，氣候較寒冷，茶樹易遭受凍害，導致茶園減產(chǎn)和越冬防護費用增加，因此限制了山東茶區(qū)茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。本研究篩選出的單株CKS-1和CKS-2具有較強的抗寒性，為后期進一步選育優(yōu)質(zhì)抗寒茶樹品種提供了前期育種材料，對加快山東茶區(qū)抗寒茶樹品種選育進程，提高茶園經(jīng)濟效益具有十分重要的意義。

表3 不同茶樹品種葉片厚度比較

表4 不同茶樹品種定型葉片觀測調(diào)查結果

表5 不同茶樹品種樹高樹幅及新梢性狀調(diào)查結果

表6 不同茶樹品種的物候期