茶树抗寒单株选育研究初报

2019-10-21丁仕波宋大鹏房峰祥王纪国王会

中国茶叶 2019年9期

丁仕波，宋大鹏，房峰祥，王纪国，王会

日照市茶叶科学研究所，276800

山东茶区属茶树生长的次适宜区，冬季较为寒冷干燥，茶树常常因冻害导致大幅度减产，造成巨大经济损失。茶树冻害已成为限制山东茶产业优化升级的主要瓶颈。因此，选育抗寒茶树品种一直是山东茶叶科技工作者的重点研究课题。

山东茶区主要是实生群体种茶园，经过漫长的自然驯化，群体中会出现为适应寒冷胁迫而产生变异的抗寒单株。通过系统选种筛选茶树抗寒单株，再经过比较、鉴定和繁殖，就能培育出抗寒茶树新品种。2017年冬天，日照茶区经历了较为严重的冻害，2018年2月对冻害后茶园进行调查，在黄山群体种茶园中初步标记出没有遭受冻害的茶树单株并进行扦插繁育，2018年冬对标记单株进行抗寒性相关指标测定，初步筛选出2株抗寒性较强的优良茶树单株CKS-1和CKS-2。

一、材料与方法

1.试验材料

茶树品种：黄山群体种茶园中筛选的单株CKS-1和CKS-2，福鼎大白茶作为对照。

仪器设备：电导率仪、阿贝折射仪、水浴锅、显微镜、真空泵、电子天平（1/10 000）、照相机等。

药品试剂：95%乙醇、蔗糖、石英砂、碳酸钙粉等。

2.试验方法

（1）茶树叶片相对电导率测定[1-2]

取自然低温处理后的成熟叶片，用去离子水洗净，每组用打孔器打成12个叶圆片放入25 mL试管中，加10 mL去离子水，置于真空干燥器中用真空泵抽气10 min，后缓慢放入空气。取出试管，间隔几分钟振荡1次，在室温下静置30 min，测定初电导值L1。后将试管置于水浴锅中煮沸10 min，冷却至室温后再次测定外渗液的电导值L2。

电解质渗出率/%=（L1/L2）×100

（2）茶树叶片叶绿素含量测定

称取剪碎的新鲜叶片0.1 g，加少量石英砂和碳酸钙粉及2 mL 95%乙醇研成匀浆，再加适量95%乙醇继续研磨至组织变白，静置3～5 min。将提取液过滤到25 mL棕色容量瓶中，用乙醇冲洗数次，直至滤纸和残渣中无绿色为止。最后定容至25 mL，摇匀。取提取液，以95%乙醇为空白，在665 nm、649 nm波长下测定吸光度。叶绿素a、b浓度Ca、Cb按下式计算：

Ca=13.95A665-6.88A649

Cb=24.96A649-7.32A665

叶绿素浓度C为Ca与Cb之和，叶绿素含量/（mg/g）=（C×25 mL）/（1000×0.1 g）

（3）茶树叶片含水量测定[3]

取称量瓶6个，编号并分别准确称重。选取部位、长势、叶龄一致的叶片数片，用打孔器打取小圆片180片（打孔时避开粗大的叶脉），立即装到称量瓶中（每瓶随机装入30片），盖紧瓶盖。其中3瓶用于测定总含水量，称取鲜叶质量m1，然后置于烘箱中，先在105℃下烘10 min，再调至80℃烘至恒重，称取质量m2；另外3瓶测定自由水含水量，分别称取称量瓶质量m3，称量瓶与小圆片总质量为m4，然后在每个称量瓶中各加入60%的蔗糖溶液5 mL，再分别称取总质量m5，后置于暗处放置5 h，其间轻轻摇动。5 h后充分混匀溶液，用阿贝折射仪分别测定各瓶糖液原来的浓度为C1，浸过植物组织后的糖液的浓度为C2。总含水量、自由水含量、束缚水含量的计算公式如下：

（4）茶树叶片解剖结构测定

采集枝条顶端以下第二片成熟叶10片，采用徒手切片法制作临时切片[4]，在光学显微镜下观察，用显微测微尺测定叶片总厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度。

（5）农艺性状观测

观测记录抗寒单株的定型叶、树高、新梢特性、生育期、株形等农艺性状。

（6）数据分析

所有试验重复3次，采用Microsoft Excel和SPSS17.0软件进行数据分析处理，采用最小显著差数法（LSD法）进行多重比较分析。

二、结果与分析

1.茶树叶片相对电导率

当茶树遭受冻害等逆境伤害时，细胞膜受到不同程度的破坏，膜的透性增加，细胞内部分电解质外渗，导致电导率增加。因此，相对电导率常可作为逆境伤害的一个生理指标[5]。测定CKS-1、CKS-2和对照福鼎大白茶的相对电导率和叶绿素含量如表1。结果可见，单株CKS-1相对电导率为（15.31±1.27）%，与对照福鼎大白茶差异显著；CKS-2相对电导率为（17.46±0.53）%，低于对照，但与对照差异不显著。

表1 不同品种茶树叶片相对电导率和叶绿素含量

2.茶树叶片叶绿素含量

研究表明，叶绿素含量与植物抗寒能力成正相关，低温胁迫下植物的光合速率会受影响，主要原因是叶绿素含量的下降[6]。从表1可以看出，CKS-1的叶绿素含量最高，与对照差异显著，CKS-2的叶绿素含量稍低于CKS-1，与对照差异显著。

3.抗寒单株叶片自由水与束缚水含量

茶树细胞内束缚水比例增加，自由水含量低，代谢活动减弱，有利于提高其抗寒性[7]。测定3个品种茶树叶片的自由水与束缚水含量，结果如表2。从表中可见，CKS-1束缚水含量最高，自由水含量最低，束缚水/自由水比值最高，与对照差异显著；CKS-2束缚水/自由水比值也高于对照，但差异不显著。

表2 不同品种茶树叶片自由水与束缚水含量

4.茶树叶片厚度

茶树叶肉组织发达，分化程度高，栅栏组织的厚度大，层数多，排列紧密，细胞较小，抗寒性强[8]。上表皮厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织厚/海绵组织厚比值可作为茶树抗寒性鉴定指标[9]。上表皮细胞厚度20 μm以上，栅栏组织厚/海绵组织厚比值在0.6以上，上表皮细胞厚/海绵组织厚比值在0.18以上为抗寒性较强标志[10-11]。不同茶树品种叶片厚度情况如表3，从表中可以看出，CKS-1和CKS-2上表皮细胞厚度大于20 μm，栅栏组织厚/海绵组织厚比值大于0.6，上表皮细胞厚/海绵组织厚比值大于0.18，对照上表皮细胞厚度小于20 μm，栅栏组织厚/海绵组织厚比值略大于0.6，上表皮细胞厚/海绵组织厚比值小于0.18。综合分析，CKS-1和CKS-2叶片解剖结构抗寒性指标优于对照。

5.定型叶片指标

茶树单株叶片较小，叶片较厚，叶面隆起是抗寒性较强的叶片外部特征。不同茶树品种定型叶片观测调查结果如表4。单株CKS-1属中叶型，椭圆形叶，叶面隆起，叶面积稍大于对照，叶片上斜，叶片光泽性强；单株CKS-2属中叶型，椭圆形叶，叶面隆起，叶面积小于对照，叶片光泽性强。

6.株高树幅与新梢特性

不同茶树品种树高树幅及新梢性状调查结果如表5。CKS-1嫩叶内折，叶色深绿，持嫩性强。CKS-2嫩叶平展，持嫩性强。两个单株树高、树幅均超过对照，生长势良好。

7.生育期

记录不同茶树品种的物候期如表6。CKS-2腋芽的萌动时间较早，发芽期比对照早5 d，一叶初展期比对照早5 d；CKS-1发芽期和一叶初展期分别比对照早3 d和4 d。

综合分析相对电导率、叶绿素含量、束缚水/自由水比值、叶片厚度等指标，CKS-1抗寒性显著优于对照福鼎大白茶，CKS-2抗寒性也优于福鼎大白茶。因此，认为CKS-1和CKS-2是2个抗寒性较强的茶树单株。

三、结论

山东茶区由于纬度较高，气候较寒冷，茶树易遭受冻害，导致茶园减产和越冬防护费用增加，因此限制了山东茶区茶产业的发展壮大。本研究筛选出的单株CKS-1和CKS-2具有较强的抗寒性，为后期进一步选育优质抗寒茶树品种提供了前期育种材料，对加快山东茶区抗寒茶树品种选育进程，提高茶园经济效益具有十分重要的意义。