以电导法配合Logistic方程鉴定茶树品种（系）的抗寒性

金孝芳　贾尚智　石亚亚　陈勋

摘要：以4个优良茶树品系为试验材料，以福鼎大白茶为对照，采用电导法进行抗寒性的初步鉴定。结果表明，随着处理温度的不断降低，5个茶树品种（系）的电解质外渗率变化趋势呈现“S”型曲线变化。利用电解质外渗率配合Logistic方程推算出20-2-1、20-3-1、03-7-4、05-9-1和福鼎大白茶的低温半致死温度（LT50）分别为-10.98、-12.81、-14.40、-7.93、-10.34 ℃，抗寒性由强到弱依次为03-7-4、20-3-1、20-2-1、福鼎大白茶、05-9-1。

关键词：茶树；抗寒性；电导法；Logistic方程

中图分类号：S571.1；S503.4；Q948.112+.2文献标识码：A文章编号：0439-8114（2012）20-4538-02

茶树（Camellia sinensis （L.） O. Kuntze）是世界上著名的三大饮料作物之一，属多年生常绿木本植物，现已在中国南方地区广泛种植，而抗寒性问题是制约其在北方地区推广的最主要限制因子。湖北省地处中国南北交界地带，冬季的低温时有发生，因此筛选出抗寒能力强的优良茶树品种进行推广种植具有重要意义。有研究表明，当低温发生时，植物细胞膜的外形和厚度会发生变化，导致膜透性增大，电解质大量外渗，外渗量反映了膜的受伤害程度[1-3]。因此，利用电导法配合Logistic方程求得植物的低温半致死温度（Semi-lethal temperature，LT50），可比较不同植物的抗寒能力强弱[4-6]。目前，这一技术已在茶树抗寒性研究中得到应用推广[7，8]。本研究在经过单株选择初步筛选出茶树优良品系的基础上，以福鼎大白茶（C. sinensis （L.） O. Kuntze cv. Fuding Dabaicha）为对照，对4个优良品系利用电导法配合Logistic方程进行抗寒性鉴定评价，以期为茶树优良品种的选育提供抗寒性方面的理论依据。

1材料与方法

1.1材料

供试材料取自湖北省农业科学院果树茶叶研究所的湖北茶树种质资源圃，分别为20-2-1、20-3-1、03-7-4、05-9-1和福鼎大白茶，均为五年生的茶树品种（系）。

1.2叶片电解质渗透率的测定

每份茶树品种（系）从田间采集生长一致且健康无病害的当年新生成熟叶片，先用自来水冲洗干净，然后用去离子水漂洗2～3次，再在洁净滤纸上吸干叶片表面残留的水分。取叶片小样时避开叶片主脉，用打孔器打取圆形片样。任取10个叶片圆片作为一组，分装至细菌瓶中，每组重复3次。分别放置于预定温度梯度（-3、-6、-9、-12、-15 ℃）的低温环境中进行处理，处理至预定时间后取出。用移液枪准确加入10 mL去离子水于细菌瓶中，盖上橡皮塞，抽气，抽完后缓缓开启橡皮塞，放入空气，使叶片沉入瓶底。

然后盖上橡皮塞，将细菌瓶放于摇床上处理2～3 h，处理完后取出静置20～30 min，再用DDS-11A电导仪测定其叶片样品的冰冻电导率。测定后盖上橡皮塞，在沸水浴中处理10 min，取出冷却至室温后，测定其煮沸电导率。电解质外渗率=冰冻电导率/煮沸电导率×100%。

1.3Logistic方程拟合和半致死温度计算方法

在植物抗寒性研究中，电解质外渗率拟合Logistic回归方程为：y=K/（1+ae-bx）（其中，y为叶片的电解质外渗率、x为处理温度、K为极限电解质外渗率、a和b为方程参数）。

为了确定a、b的值，将方程进行线性化处理，ln[（K-y）/y]=ln a-bx，令y1=ln [（K-y）/y]，则转化为细胞伤害率（y1）与处理温度（x）的直线方程。通过直线回归的方法求得a、b值及相关系数，则低温半致死温度LT50=ln a/b[9]。

2结果与分析

2.1不同低温处理下各茶树品种（系）叶片电解质外渗率的变化

叶片电解质外渗率大小是常用的衡量植物遭受温度胁迫后受害程度的生理指标，低温胁迫使细胞膜的透性增加，越不抗寒的植物，膜透性的增加速度越快[10]。试验中各茶树品种（系）的叶片在不同低温处理下电解质外渗率的变化结果见表1，从表1可见，随着处理温度的不断降低，各茶树品种（系）的电解质外渗率呈现升高趋势，但升高的幅度并不相同，在温度降至-6 ℃之前，5个茶树品种（系）的电解质外渗率差异较小；而到-9 ℃时，部分品种（系）的电解质外渗率出现急剧增加的趋势，其中03-7-4品系上升的幅度最大。总体来看，电解质外渗率的变化呈现缓慢增加-快速增加-缓慢增加的趋势，为典型的“S”型曲线变化，符合Logistic曲线的变化规律。

2.2由Logistic方程拟合各茶树品种（系）的低温半致死温度

利用茶树叶片电解质外渗率拟合Logistic方程，确定茶树品种（系）的低温半致死温度，结果见表2，如表2所示，Logistic拟合方程的相关系数均达到了显著水平，这说明抗寒性研究结果是可靠的。与对照品种福鼎大白茶相比，茶树品系03-7-4、20-3-1和20-2-1的低温半致死温度均不同程度地低于对照，其中品系03-7-4的低温半致死温度最低，达到了-14.40 ℃；而茶树品系05-9-1的低温半致死温度高于对照。根据得到的低温半致死温度进行茶树品种（系）抗寒性强弱排序，结果依次为03-7-4、20-3-1、20-2-1、福鼎大白茶、05-9-1。

3小结与讨论

利用电导法测定植物叶片电解质的渗漏情况来确定植物的受害程度操作较为简单，已经成为植物抗寒性最常用的鉴定方法。在不同低温处理下，茶树叶片电解质外渗率随着温度的降低不断增大，这与Lyons[1]的早期研究结果相吻合。虽然不同茶树叶片电解质外渗率升高的幅度不同，但总体呈现缓慢增加-快速增加-缓慢增加的趋势，为典型的“S”型曲线变化，符合Logistic曲线的变化规律。利用茶树叶片电解质外渗率拟合Logistic方程，确定20-2-1、20-3-1、03-7-4、05-9-1和福鼎大白茶5个品种（系）的低温半致死温度分别为-10.98、-12.81、-14.40、-7.93和-10.34 ℃；根据得到的低温半致死温度进行5个茶树品种（系）的抗寒性强弱排序，结果为03-7-4>20-3-1>20-2-1>福鼎大白茶>05-9-1。因此，与对照品种福鼎大白茶相比，不难确认20-2-1、20-3-1和03-7-4为茶树抗寒性强的品系，可作为茶树抗寒育种的材料。

参考文献：

[1] LYONS J M. Chilling injury in plants [J]. Annual Review of Plant Physiology，1973（24）：445-466.

[2] 张露，张俊红，温忠辉，等.引种桉树苗期的抗寒性分析[J].江西农业大学学报，2011，33（1）：47-51.

[3] 冯献宾，董倩，李旭新，等.黄连木和黄山栾树的抗寒性[J]. 应用生态学报，2011，22（5）：1141-1146.

[4] 刘友良，朱根海，刘祖祺.植物抗冻性测定技术的原理和比较[J].植物生理学通讯，1985（1）：40-43.

[5] 徐康，夏宜平，徐碧玉，等.以电导法配合Logistic方程确定茶梅‘小玫瑰的抗寒性[J].园艺学报，2005，32（1）：148-150.

[6] 谢军，耿文娟，何峰江，等.以电导法配合Logistic方程测定6种扁桃枝条的抗寒性[J].新疆农业大学学报，2011，34（1）：32-35.

[7] 黄海涛，余继忠，张伟，等.电导法配合Logistic方程鉴定茶树抗寒性的探讨[J].浙江农业科学，2009（3）：577-579.

[8] 侯渝嘉，唐敏，胡翔.茶树种质资源的抗寒性鉴定[J].西南农业学报，2010，23（1）：137-140.

[9] 许瑛，陈发棣.菊花8个品种的低温半致死温度及其抗寒适应性[J].园艺学报，2008，35（4）：559-564.

[10] 项延军，李新芝，王小德.5种藤本植物的抗寒性研究初探[J]. 浙江大学学报（农业与生命科学版），2011，37（4）：421-424.