低温胁迫下茶树喷施6-BA的生理指标变化

陈 娟， 郭 燕， 胡伊然， 郭 灿， 陈晏飞， 高秀兵

(贵州省茶叶研究所， 贵州 贵阳 550006)

低温胁迫下茶树喷施6-BA的生理指标变化

陈 娟， 郭 燕， 胡伊然， 郭 灿， 陈晏飞， 高秀兵*

(贵州省茶叶研究所， 贵州 贵阳 550006)

6-BA(6-苄氨基嘌呤)是广谱型植物生长调节剂，能够提高植物的抗逆性。为探索6-BA对寒害后茶树的修复机理，以福鼎大白茶茶苗为试验对象，于入冬前后采用单因子试验设计，研究6-BA不同浓度(10 mg/L，25 mg/L，50 mg/L，100 mg/L)喷施对茶树抗寒性相关生理指标的影响。结果表明：各处理对茶树的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量，SOD、POD和CAT的酶活性，丙二醛和脯氨酸含量均有不同程度的影响。其中，以50 mg/L 6-BA处理茶树的生理指标变化最大。说明，喷施6-BA可以提高茶树的抗寒性，浓度为50 mg/L时效果最好。

6-BA； 茶树； 抗寒性； 生理指标

茶树[Camelliasinensis(L.) Q. Kuntze]是我国广泛种植的一种经济植物，在农业生产中具有极重要的地位。茶树喜温暖、湿润气候，俗话说高山云雾出好茶，但海拔越高温度相对就越低，并且昼夜温差极大，很可能对其造成严重的寒害[1-5]，导致茶叶减产和品质降低。研究表明，低温胁迫能引起植物体内活性氧的积累，导致膜脂过氧化和蛋白质、核酸等分子的破坏，生物膜受损等。植物体内的酶促清除系统主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)，其可消除细胞内的活性氧对细胞膜的伤害，减少膜脂过氧化，稳定膜的透性[6-10]。在极低温度下(如低于5℃)，通过观测相应的生理指标可判断茶树抗寒性的强弱[11-12]。

6-BA(6-苄氨基嘌呤，C12H11N5)属广谱型植物生长调节剂，具有抑制植物叶内叶绿素、核酸和蛋白质的分解，保绿防老，将氨基酸、生长素和无机盐等向处理部位调运等多种效能，能够增强光合作用促进植物生长，提高植物免疫力、抗病性及抗寒、抗旱性[7-8]。6-BA的另一个重要特征是在植物体内的移动性差，其生理作用局限于处理部位及其附近，不易造成残留，对人体无害，能够保证茶叶质量安全。有研究表明[8]，喷施6-BA有助于提高辣椒、黄瓜、油菜、小麦的抗逆性。关于6-BA在茶树上的应用报道很少，邱丽玲等[9]研究发现，于1芽1叶初展期用50～100 ppm GA+50～100 ppm 6-BA混合喷施于茶树叶面能增加茶叶产量。但有关茶树单独施用6-BA的研究未见报道。为此，笔者于2013年采用单因子试验方法，研究不同浓度6-BA喷施处理幼龄茶苗后其各项生理指标的变化，以期探明6-BA对受低温伤害茶树树体的修复作用机理。

1 材料与方法

1.1 供试材料

福鼎大白茶，茶苗种于盆口直径为15 cm的塑料盆中，每盆2株(苗高30 cm，苗龄1龄)。

6-BA(含量≥99%)，美国SGM Biotech公司生产；pH 7.8的磷酸缓冲液(含1% PVP)。

1.2 试验设计

采用单因子试验设计，共设5个处理，即：6-BA浓度分别为10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L和1个清水对照(CK)，每个处理3次重复，每次重复10株茶苗，共150株试验苗。于2013年1月7日开始对茶园进行喷施，每5 d喷施1次，连续3次，每次每个处理喷施1 L，喷施时间为17: 00-18: 00，植株由上到下均匀喷施，喷至叶面滴水为止。

1.3 采样与酶液提取

2013年春季茶树萌芽后，取一芽1叶和一芽2叶茶树鲜叶保存在液氮中，带回实验室测定生理指标。取样品0.5 g于预冷研钵中，加入5 mL预冷的提取介质0.05 mol/L pH 7.8的磷酸缓冲液研磨成浆，转入离心管，加5 mL提取介质冲洗研钵，并转入离心管，于12 000 r/min、4℃下离心5 min，离心2次，上清液即为酶提取液[2-4]。

1.4 测定项目

叶绿素含量的测定采用分光光度法[13]，可溶性糖含量和丙二醛(MDA)含量的测定采用硫代巴比妥酸法，可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法，超氧化物歧化酶(SOD)的测定采用氮蓝四唑(NBT)光还原法[14]，脯氨酸含量的测定采用酸性茚三酮法[14]。

1.5 数据处理

采用SPSS软件进行方差分析，用Duncan’s新复极差法进行平均数间的多重比较，使用Excel 2010、orgin进行整理和作图。

2 结果与分析

2.1 茶树叶片叶绿素的含量

逆境可导致植物光合速率降低，而叶绿素的含量可影响植物的光合作用，其含量高低在很大程度上反应植物光合作用的强弱[5]。从表可知： 1) 叶绿素a的含量。当6-BA喷施浓度为100 mg/L时茶树叶片叶绿素a含量最高，为1.62 μg/g；其次为25 mg/L，为1.58 μg/g。6-BA喷施浓度为50 mg/L和10 mg/L时叶绿素a的含量最低，但都显著高于CK(1.43 μg/g)，分别较CK提高108.39%～110.05%。 2)叶绿素b的含量。6-BA喷施浓度为25 mg/L和50 mg/L时茶树叶片叶绿素b显著高于CK，与CK相比分别提高112.50%和106.94%，其他处理与CK无显著差异。 3)叶绿素(a+b)的含量。与CK相比，6-BA处理均显著提高茶树叶片的叶绿素(a+b)含量，较CK分别提高106.51%～111.16%，但以25 mg/L 6-BA处理时茶树叶片的叶绿素a+b含量最高，较CK提高111.16%。

表 不同浓度6-BA 处理茶树叶绿素的含量和组成

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

Note: Different lowerase letters in the same column indicated 5% significant level.The same below.

注：同类指标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。

Note: Different lowerase letters in the same index indicated 5% sigificant level.The same below.

图 1 不同浓度6-BA 处理茶树叶片可溶性糖和可溶性蛋白的含量

Fig.1 Contents of soluble sugar and soluble protein in tea leaves treated with different concentrations of 6-BA

2.2 叶片可溶性糖和可溶性蛋白的含量

从图1可知，喷施6-BA可显著提高茶树叶片可溶性糖和可溶性蛋白的含量。其中，6-BA浓度为50 mg/L时茶树叶片可溶性糖和可溶性蛋白的含量最高，分别为12.07 mg/g和11.73 mg/g，而CK中可溶性糖和可溶性蛋白的含量仅分别为8.31 mg/g和8.31 mg/g。

2.3 POD、SOD 和CAT 的酶活性

植物体在低温条件下细胞内积累的自由基可对细胞膜系统造成伤害，使植物组织器官生长受到制约，而提高细胞膜系统保护酶活性成为增强植物抗寒力行之有效的方法[19]。POD、SOD、CAT共同组成植物体内的活性氧清除系统，能有效地清除植物体内低温胁迫产生的自由基和过氧化物[7]，保护植物免受寒害。从图2可知，低温胁迫后喷施6-BA的茶树其叶片保护性酶活性均显著提高，均以浓度为50 mol/L处理的效果最佳。表明，6-BA能有效地提高茶树抗氧化酶的活性，减少活性氧化物质的积累，从而降低茶树细胞体内活性氧自由基对质膜过氧化作用水平的伤害，保护膜系统的完整性，减轻低温对茶树的伤害。不同浓度6-BA处理对不同种类保护酶的提高效果不同，使用6-BA的茶树POD活性均高于CK(262.86 μg/g)，分别为270.64 μg/g，288.42 μg/g，288.11 μg/g和283.22 μg/g，且差异达显著；SOD活性均高于CK，且喷施浓度为50 mg/L时达极值184.48 μg/g，浓度为100 mg/L时有所下降，为127.88 μg/g；CAT活性均高于CK，且浓度为50 mg/L时达最高(为94.83 μg/g)，浓度为100 mg/L时降至80.20 μg/g。说明，6-BA能有效地提高CAT的活性。

图2 不同浓度6-BA处理茶树叶片SOD，POD 和CAT 的酶活性

Fig.2 The enzymatic activity of SOD，POD and CAT in tea leaves by different contentrations of 6-BA treated

2.4 丙二醛的含量

逆境中，植物细胞原生质膜的不饱和脂肪酸发生过氧化作用产生MDA，使质膜系统受到伤害，因而MDA含量可反映膜脂过氧化作用的强弱[8]，即丙二醛含量的多少与植物的抗寒能力呈负相关。从图3可知，在低温胁迫后茶树喷施6-BA其MDA含量均小于CK。其中，喷施浓度为50 mg/L时MDA含量为0.23 μmol/g，而浓度为100 mg/L时MDA含量有所上升，达0.29 μmol/g。说明，6-BA能有效地减少植物体内的MAD含量。

2.5 游离脯氨酸的含量

植物在正常条件下游离脯氨酸含量很低，但遇到干旱、低温、盐碱等逆境时，游离脯氨酸便大量积累，并且积累指数与植物的抗逆性有关。因此，脯氨酸可作为植物抗逆性的一项生理指标。从图3可知，6-BA处理的茶树其游离脯氨酸含量除100 mg/L低于CK 外，其他处理均高于CK。其中，喷施浓度为10 mg/L和25 mg/L时游离脯氨酸含量与CK差异不显著，喷施浓度为50 mg/L时游离脯氨酸含量为0.45 μg/g，与CK、10 mg/L、25 mg/L、100 mg/L的差异均达显著水平。

图3 不同浓度6-BA 处理茶树叶片的丙二醛、游离脯氨酸含量

Fig.3 The content of MDA and proline in tea leaves by different contentrations of 6-BA treated

3 结论与讨论

逆境可导致植物叶绿素含量的减少，从而抑制其光合速率。本试验喷施6-BA后茶树的叶绿色含量均不同程度增加。说明，茶树在低温胁迫后喷施6-BA能有效促进叶绿素分解，从而提高茶树的光合速率，增加细胞光合产物的积累，促进树体的自我修复。可溶性糖和可溶性蛋白都是植物在遭受低温条件下的保护性物质，其含量的增加有利于植物抵抗低温[12-13]。本试验结果表明，6-BA能够诱导茶树叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量的增加，使之产生一系列抗性物质以抵抗低温所造成的伤害，从而提高其抗寒性。

自由基的产生和消除受细胞保护酶系统的控制[14]，植物体在低温条件下细胞内自由基产生和消除的平衡遭到破坏，酶活性呈现不同程度的变化。本试验结果表明：喷施10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L和100 mg/L的6-BA均能引起受寒害茶树内部生理指标的变化，各处理SOD、CAT和POD的酶活性均高于清水处理。其中，喷施浓度为50 mg/L时茶树酶活性的提高最为明显。说明，6-BA能有效地提高低温胁迫后茶树的SOD、CAT和POD酶活性，从而提高茶树的抗寒能力。逆境中，植物细胞原生质膜的不饱和脂肪酸发生过氧化作用产生MDA，使质膜系统受到伤害，本试验中喷施不同6-BA能有效地减少茶树体内的MAD含量，使质膜伤害减轻，说明喷施6-BA能够提高茶树的抗寒性。游离脯氨酸的积累是植物对逆境的一种反应，许多植物在低温条件下游离脯氨酸含量迅速提高[15-19]，本试验中喷施6-BA茶树体内游离氨基酸含量除100 mg/L有所降低外，其他处理的脯氨酸含量均高于CK。说明，茶树喷施6-BA后其游离氨基酸迅速提高，对寒害的响应比较好，能有效地提高茶树的抗寒性，但喷施浓度过高(本试验中高于100 mg/L)，游离氨基酸则降低，也会对茶树造成寒害。

茶树抵御低温胁迫的伤害是一个极其复杂的生理过程，虽然可以作为抗寒性的指标很多，但是各指标都有其应用条件和范围，评价茶树抗寒性强弱应该是各种生理生化指标以及器官结构的综合评价。

[1] 王 玉，张 楠.夏秋季留养对茶树叶片糖分含量及抗寒生理指标的影响[J].北方园艺，2011(20):10-12.

[2] 黄伟峰，商晗武，高永生，等.竹醋基液抗寒剂对茶树抗寒性的影响[J].茶叶科学，2012，32(5)：432-440.

[3] 李叶云，庞 磊，陈启文，等.低温胁迫对茶树叶片生理特性的影响[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2012,40(4):134-138,145.

[4] 朱 政，蒋家月，江昌俊，等.低温胁迫对茶树叶片SOD、可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响[J].安徽农业大学学报，2011,38(1):24-26.

[5] 张玉翠,王连翠.低温对茶树叶片膜透性和保护酶活性的影响[J].北方园艺，2010(9):38-40.

[6] Nayyara H,Bainsb T S,Kumara S.Chilling stressed chickpea seedlings effect of cold acclimation,calcium and abscisic acid on cryoprotective solutes and oxidative damage[J].Environmental and Experimental Botany，2005,54:278-285.

[7] 王友华，刘佳杰，陈兵林，等.6-BA和ABA缓解棉纤维发育低温胁迫的生理机制[J].应用生态学报，2011,22(5):1233-1239.

[8] 丁小涛，金海军,张红梅，等.6-BA缓解黄瓜弱光胁迫的浓度研究[J].浙江农业学报,2010,22(6):769-773.

[9] 邱丽玲，孙威江，陈志丹.茶树抗寒性研究进展[J].福建茶业，2012(2):2-4，5.

[10] 刘家尧.植物生理学实验教程[M].北京：高等教育出版社，2010：71-79.

[11] 李雪梅，张利红，何兴元，等.脱落酸对UV-C胁迫下小麦幼苗光合特性及抗氧化酶活性的影响[J].应用生态学报，2006，17(5)：822-826.

[12] 黄海涛，余继忠，王贤波，等.不同抗寒性茶树品种秋季新梢的生理特性研究[J].浙江农业学报，2014，26(4):925-928.

[13] 张利刚，曾凡江，刘 波，等.绿洲—荒漠过渡带四种植物光合及生理特征的研究[J].草业学报，2012，21(1)：103-111.

[14] 高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2006：208-230.

[15] 毕彩虹，范开业，沈凌言，等.8个无性系茶树品种的抗寒性鉴定与评价[J].茶叶，2014，40(3):146-147.

[16] 李叶云，舒锡婷，周月琴，等.自然越冬过程中3个茶树品种的生理特性变化及抗寒性评价[J].植物资源与环境学报，2014，23(3):52-58.

[17] 张 丽，周 欣，蒋家月，等.外源ABA对茶树抗寒生理指标的影响[J].茶业通报，2012,34(2)：72-74.

[18] 刘祖棋，张石诚.植物抗性生理[M].北京：北京农业出版社，1994：369-382.

[19] 何若温.植物低温逆境生理[M].北京：中国农业出版社，1995：61-84.

[20] Panla K P,Thompson J E.Evidence or th eaccum ulation of per-oxidized lipids in membranes of senescing cotyledons[J].Plant Physiol,1984,75:1152-1157.

[21] Hare P D,Cress W A.Metabolic implications of stressinduced proline accumulation in plants[J].Plant Growth Regul,1997,21:79-102.

[22] 黄建安.茶树保护酶类与抗寒性的关系[J].茶叶科学，1990，10(1)：35-40.

[23] 罗军武，唐和平.茶树不同抗寒性品种间保护酶类活动的差异[J].湖南农业大学学报，2001，27(3)：94-96.

[24] Guy C L.Cold acclination and freezaig stress to lerance role of proteai metabolisn[J].Annal Rev Plant Physiol PlanMo1Bio1,1990(4):197-223.

(责任编辑： 王 海)

Physiological Indexes Changes for Spraying 6-BA on Tea Trees under Low Temperature Stress

CHEN Juan, GUO Yan, HU Yiran, GUO Can, CHEN Yanfei, GAO Xiubing*

(GuizhouTeaResearchInstitute,Guiyang,Guizhou550006,China)

6-BA (6-benzyl amino purine) is a broad-spectrum type plant growth regulator, which can improve the resistance of plants. In order to research 6-BA for the repair mechanism of tea tree after cold injury, the authors choose tea plantation of Fudingdabaicha as experiment object, Before and after the winter by using single factor experiment design, the effects of different concentrations of 6-BA (10 mg/L, 25 mg/L, 50 mg/L, 100 mg/L) spraying on physiological indexes related to cold hardiness were studied. Results: Contents of chlorophyll, soluble sugar and soluble protein, activities of SOD, POD and CAT and contents of MDA and proline of different treatments changed in varying degrees. Among them, 50 mg/L 6-BA treatment showed the largest physiological indexes change. As a result, spraying 6-BA can improve the cold hardiness of tea tree, and 50 mg/L 6-BA was of the best effect.

6-BA; tea tree; hardiness; physiological indexes

2015-09-14； 2016-01-29修回

贵州省科学技术基金项目“6-BA对茶树寒害后树体的修复作用机理”[黔科合J字(2012)2204]；贵州省科学技术基金项目“贵州优良茶树地方种丛枝菌根真菌资源研究及其在茶苗繁育上的应用评价”[黔科合J字(2013)2155]；贵州省农科院研究生基金项目“贵州茶树丛枝菌根真菌资源调查、鉴定及保存”(2011007)

陈 娟(1983-)，女，助理研究员，硕士，从事茶树栽培与育种研究。E-mail:chenjuan309@163.com

*通讯作者：高秀兵(1982-)，男，副研究员，硕士，从事茶树丛枝菌根真菌多样性方面研究。E-mail：gxb527@163.com

1001-3601(2016)03-0107-0033-04

S571.1

A