油茶叶片生理生化指标动态变化*

胡玉玲 姚小华张 山 周艳红

（1.湖南应用技术学院，湖南 常德 415000；2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400）

油茶一般指的是以产油为主的山茶科(Theaceae)中植物，属于我国重要的木本食用油料树种。普通油茶(Camellia oleifera)栽培面积和产量占所有油茶的90%以上，其中长林系列油茶是由中国林科院亚林所和亚林中心选育的油茶优良无性系品种，具有适应性较强、栽培面积非常广的特点[1]。在长林系列油茶品种中，长林4号(Camellia oleifera‘ChangLin 4’)油茶无性系的综合表现较好，较有代表性，对该品种进行深入的研究，可为其他普通油茶品种的研究提供有益的参考。

植物叶片是光合作用和光形态建成的主要器官，叶片中的生理生化变化反应了植物的生长状况及各项生命活动特征[2,3]。普通油茶叶片生命周期可从当年3月份叶片萌发开始至翌年5月底，成熟的叶片一方面为油茶果实生长及花芽发育提供所有的能量和营养物质，另一方面还为油茶适应夏天高温、冬季低温及不同光周期等刺激提供各种信号物质。目前研究油茶叶片营养、生理生化的较多，但由于对油茶叶片正常生命周期没有准确界定、对油茶成花机制没有一致性的研究，因此，对油茶叶片生理生化指标的年动态变化鲜有报道。本文主要研究油茶长林4号无性系品种叶片中碳氮化合物和植物内源激素含量变化，旨在明确油茶形态建成和感受逆境时的生理生化指标变化。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

中国林科院亚热带林业研究所油茶基地（浙江金华东方红林场）位于 20°0l′N，119°30′E，海拔80 m，年有效积温6 486.8℃，年降水量1 408.4 mm，属亚热带季风气候，土壤以第四纪土壤形成的红壤为主，土层较深厚。该基地油茶于2006年种植，株行距为2 m×3 m，2008年开始挂果，按照标准化进行栽培和管理。

1.2 试验材料及采样方法

试验材料为5年生长林4号油茶优良无性系。采样方法：在同一行中不同位置选择3株生长健壮的油茶，从东西南北4个方位摘取下中上（3根枝条）叶片，并用干冰保存，带回实验室置于-80℃冰箱内保存备用。采样时间间隔：从叶片萌发（本采样地油茶叶片萌发时间为3月25日）到落叶（翌年5月30日），每月下旬采样1次。

1.3 测定指标

2013年7月，将叶片从-80℃冰箱内取出，在液氮中充分研磨和混合，通过四分法从中取样进行相关指标测定。具体测定指标有可溶性蛋白、可溶性总糖、果糖、蔗糖、生长素（IAA）、赤霉素(GA)、玉米素(ZR)和脱落酸(ABA)，其中可溶性蛋白测定采用“考马斯亮蓝”比色法、可溶性总糖测定采用“蒽酮”比色法、蔗糖和果糖测定采用“间苯二酚”比色法、激素测定采用“酶联免疫法”[4-8]。

1.4 数据处理

测定的数据采用Microsoft office 2010和DPS12.1[9]进行处理和方差分析，并用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 油茶叶片中碳氮化合物含量变化

2.1.1 可溶性蛋白含量变化

从图1可以看出，油茶叶片成熟过程（3～5月）中，可溶性蛋白含量先上升后略有下降；果实成熟过程（6～10月）中，叶片中可溶性蛋白含量变化幅度不明显。在幼果休眠期（冬季）叶片中可溶性蛋白含量较其他时期相对较低；翌年随着温度的升高，叶片中可溶性蛋白含量也随之升高，到落叶时又开始下降。总体来看，油茶叶片中可溶性蛋白含量在12月份最低（5.84%），翌年4月份最高（10.17%），其次是开花授粉时期（11月），高温或低温逆境环境下叶片中可溶性蛋白含量相对较低。

图1 叶片中可溶性蛋白含量月变化

2.1.2 可溶性总糖含量变化

从图2可以看出，叶片成熟过程中，叶片中可溶性总糖含量上升；果实成熟过程中，叶片中可溶性总糖含量先略有下降后又上升；在幼果休眠期，叶片中可溶性总糖含量随着温度的降低开始下降。翌年，当温度开始上升时，可溶性总糖含量也开始上升；随着新叶萌发，可溶性总糖含量又略有下降；新叶成熟后，可溶性总糖含量又恢复上升趋势，到落叶时又开始下降。总体来看，油茶叶片中可溶性总糖含量在3月份最低（5.85%），11月份最高（13.39%），高温或低温逆境环境下叶片中可溶性总糖含量相对较低。

图2 叶片中可溶性总糖含量月变化

2.1.3 果糖含量变化

从图3可以看出，随着叶片成熟，叶片中果糖含量变化幅度比较明显，先下降后上升。在果实成熟过程中，叶片中果糖含量先略有下降后再上升；在幼果休眠期间，叶片中果糖含量较高。总体来看，油茶叶片中果糖含量在翌年2月份最高（4.90%），翌年4月份最低（0.57%），在低温逆境环境下叶片中果糖含量增加明显，在高温逆境条件下叶片中果糖含量略有增加。

图3 叶片中果糖含量月变化

2.1.4 蔗糖含量变化

从图4可以看出，随着叶片成熟，叶片中蔗糖含量逐渐上升；在果实成熟过程中，叶片中蔗糖含量先略有下降后再上升；在幼果休眠期，叶片中蔗糖含量变化比较明显，含量较高，均高于其他时期。翌年随着气温上升，叶片中蔗糖含量逐渐下降。总体来看，油茶叶片中蔗糖含量以翌年1月份最高（7.42%），翌年4月份最低（0.23%），在低温逆境环境下叶片中蔗糖含量增加明显，在高温初期叶片中蔗糖含量增加。

图4 叶片中蔗糖含量月变化

2.1.5 方差分析

对油茶叶片中碳氮化合物含量进行方差分析的结果（表1）表明，不同月份中，油茶叶片中可溶性蛋白含量、可溶性总糖含量、果糖含量及蔗糖含量均差异极显著（P=0.000）。

表1 碳氮化合物方差分析

2.2 油茶叶片中内源激素含量变化

2.2.1 生长素含量变化

从图5可以看出，幼叶萌发初期，其生长素含量最高；而叶片成熟过程中，叶片中生长素含量先上升再下降；果实成熟过程中，叶片中生长素含量先略有上升后再下降；幼果休眠期间叶片中生长素含量变化比较明显，幼果休眠初期生长素含量较高，幼果完全进入休眠状态后，生长素含量明显下降；翌年随着气温上升生长素含量略有增加。总体来看，油茶叶片中生长素含量以当年4月份最高（171.19 ng·gFW-1），翌年5月份最低（35.73 ng·gFW-1），在高温或低温逆境环境下叶片中生长素含量相对较低。

图5 叶片中生长素含量月变化

2.2.2 赤霉素含量变化

从图6可以看出，叶片成熟过程中，叶片中赤霉素含量上升后再下降；果实成熟过程中，叶片中赤霉素含量先略上升再下降，然后变化不明显；在幼果休眠期，叶片中赤霉素含量先下降再上升，经过一段稳定时期后又开始下降，到幼果膨大期略有上升。总体来看，油茶叶片中赤霉素含量在当年 4月份最高（23.92 ng·g FW-1），12月份最低（5.01 ng·g FW-1），在低温逆境环境下叶片中赤霉素含量增加，夏季随高温持续时间增加叶片中赤霉素含量略有下降。

图6 叶片中赤霉素含量月变化

2.2.3 玉米素含量变化

从图7可以看出，叶片成熟过程中，叶片中玉米素含量先上升后下降；果实成熟过程中，叶片中玉米素含量先上升然后下降；在幼果休眠期，叶片中玉米素含量变化不明显。总体来看，油茶叶片中玉米素含量 5 月份最高（19.82 ng·g FW-1），翌年5 月份最低（9.32 ng·g FW-1），在高温或低温逆境环境下叶片中玉米素含量相对较低。

2.2.4 脱落酸含量变化

从图8可以看出，叶片成熟过程中，叶片中脱落酸含量先上升后下降；果实成熟过程中，叶片中脱落酸含量呈双峰曲线变化；在幼果休眠期，叶片中脱落酸含量较高，但变化不明显；翌年随着新叶生长，脱落酸含量先下降后上升。总体来看，油茶叶片中脱落酸含量4月份最高（225.49 ng·gFW-1），翌年 4 月份最低（125.71 ng·g FW-1），在冬季低温逆境影响下叶片中脱落酸含量增加明显，夏季随着高温持续及降水影响叶片中脱落酸含量起伏变化。

图7 叶片中玉米素含量月变化

图8 叶片中脱落酸含量月变化

2.2.5 方差分析

对油茶叶片中内源激素含量进行方差分析的结果（表2）表明，不同月份中，叶片中生长素含量、赤霉素含量、玉米素含量及脱落酸含量均差异极显著（P=0.000）。

表2 叶片中植物内源激素含量方差分析

3 结果与讨论

3.1 油茶叶片中碳氮化合物含量变化

植物叶片中可溶性蛋白、可溶性总糖是植物重要的生命物质，他不仅是衡量植物生命状态的重要指标，如光合作用效率、受逆境伤害程度，而且一些糖类还可能是重要的信号传导物质。笔者多年观察认为，油茶春叶正常生命周期约为15个月，即从3月份（春梢萌发）到翌年5月份（叶片衰老掉落），虽然因树势和环境差异，叶片掉落时间会有所变化，但前后差异不超过20天，这与其他文献出现1年生、2年生和3年生叶片不一致[10,11]。在叶片生长过程中，油茶发生了两个重要的形态建成，即受精过程和花芽分化，这两个过程重要时间点分别为11月和5月。本研究显示，在受精过程中可溶性蛋白和总糖含量较高，蔗糖和果糖含量较低，完成受精后前两者含量略有下降，后两者则明显上升；花芽分化前可溶性蛋白和可溶性总糖含量较高，蔗糖和果糖含量较低，花芽分化完成后，前两者含量略有下降，而后两者上升明显，这与现有研究结果接近[12,13]。油茶叶片在其生长过程中还要经过两个重要逆境影响时期，即冬季低温冰冻天气和夏季高温干旱天气，从本研究可以看出，在两个逆境环境中可溶性蛋白含量变化较平缓；低温时期果糖含量上升最明显，在2月25日时达到最高（4.90%），其次是蔗糖含量，在1月25日时最高（7.42%）。

3.2 油茶叶片中内源激素含量变化

植物叶片是绝大部分植物内源激素合成的场所，内源激素水平影响着植物生长发育和形态建成，同时一些激素水平还反映了植物体承受的逆境水平。丁少净等认为，干旱胁迫使油茶叶片IAA含量下降，ABA含量上升，GA含量先上升后下降，ZR含量下降并维持在较低水平[14]。本研究发现，油茶叶片中植物内源激素含量的月动态变化差异极显著，叶片中脱落酸含量相对较高，其次为生长素，赤霉素和玉米素含量接近且较低。油茶叶片生长素的含量以春梢快速生长期（4月份）最高（171.19 ng·g FW-1），其次是授粉受精时期，在高温及果实成熟过程（6～10月）和低温时段（1～2月）较低，其中在第二年5月份含量最低（35.73 ng·g FW-1）；赤霉素含量以春梢生长阶段（3～5月）含量较高，其中 4 月份含量最高（23.92 ng·g FW-1），其他时间相对较低，而在 12 月份含量最低（5.01 ng·g FW-1）。玉米素的含量以花芽分化完成时（5月份）最高（19.82 ng·g FW-1），其次是授粉时期，翌年 5 月份最低（9.32 ng·g FW-1），夏季高温和冬季低温时段介于二者之间。脱落酸含量春梢快速生长时最高（225.49 ng·gFW-1），翌年4月份最低（125.71 ng·gFW-1）。脱落酸含量是重要的逆境衡量因子[15]，从脱落酸相对含量大小可以看出，7月底是油茶高温伤害最严重时期，1月份为冬季低温伤害较严重时期。

总之，叶片生理生化的变化是油茶内外部环境综合作用的一种生命活动表现，精确把握叶片不同生长阶段及不同环境下特定生理生化特征，可为提高油茶的丰产栽培和高效育种提供依据，也可为对油茶进一步深入研究提供一些基础数据。

［1］ 庄瑞林.中国油茶［M］.北京:中国林业出版社,2008.

［2］ 曹永庆,姚小华,任华东,等.油茶果实成熟过程中内源激素和矿质元素含量的变化特征［J］.北京林业大学学报,2015,37(11):76-81.

［3］ 陈晓亚，汤章城.植物生理与分子生物学［M］.北京:高等教育出版社,2007.

［4］ 曲春香,沈颂东,王雪峰,等.用考马斯亮蓝测定植物粗提液中可溶性蛋白质含量方法的研究［J］.苏州大学学报(自然科学版),2006,22(2):82-85.

［5］ 张妙霞,孔祥生,郭秀璞,等.蒽酮法测定可溶性糖显色条件的研究［J］.河南科技大学学报(农学版),1997,(4):24-28.

［6］ 卢珍华,倪辉,杨远帆,等.间苯二酚法测定蜂蜜中果糖的研究［J］.集美大学学报(自然科学版),2006,11(3):223-226.

［7］ Yang Y M,Xu C N,Wang B M,et al.Effects of plant growth regulators on secondary wall thickening of cotton fibres［J］.Plant Growth Regulation,2001,35(3):233-237.

［8］ 张钰莹，张会慧，张萌萌，等.3种丁香叶片PSⅡ光化学活性及光能利用特点［J］.森林工程，2016,32(4):13-17.

［9］ 唐启义,冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统［M］.北京:科学出版社,2010.

［10］ 胡哲森,李荣生.油茶不同叶龄叶片生理生化指标差异的研究［J］.林业科技开发,2000,14(1):30-31.

［11］ 张吉祥.油茶结实对不同叶龄叶片部分生理指标和影响[J].浙江林业科技,2000,20(4):75-78

［12］ 唐光旭.油茶春梢生长发育与物质转化的研究［J］.经济林研究,1984,2(2):44-51.

［13］ 姜志娜,谭晓风,袁军,等.油茶果实和叶片中主要营养物质含量的变化规律［J］.中南林业科技大学学报,2012,32(5)：42-45.

［14］ 丁少净,钟秋平,袁婷婷,等.干旱胁迫对油茶叶片内源激素及果实生长的影响［J］.林业科学研究,2016,29(6):933-939.

［15］ 郝格格,孙忠富.脱落酸在植物逆境胁迫研究中的进展［J］.中国农学通报,2009,25(18):212-215