PEG胁迫对六堡茶生理指标的影响

聂永雄 ，覃永业 ，唐世斌 ，程委杰 ，黄欣宇 ，罗炼平 ，张文洪

（1.广西大学林学院，广西南宁530004；2.苍梧县国有天洪岭林场，广西苍梧543005）

我国是茶树的发源地，也是最早利用茶叶的国家。我国有红、绿、黄、黑、白、青六大类茶，六堡茶属黑茶，是优质的历史名茶，它以特殊的槟榔香气和“红、浓、陈、醇”4个品性著称，茶叶色泽黑褐，汤色呈红色，浓郁而明亮，滋味甘甜、爽口，香气醇厚[1]。茶树作为多年生的经济作物，与其他植物一样，常常会受到外界环境的胁迫，使茶叶生长受阻，造成产量、品质下降，严重时会使茶树受害致死[2]。其中，干旱是茶树最容易遭受的逆境胁迫，是影响茶树生长、产量和质量最重要的限制因素之一[3]。干旱会影响植物细胞分子的运动，造成水分缺失，影响植物体内酶的活性，降低植物的光合作用[3-4]。

查阅相关文献表明，近3 a采用PEG模拟干旱胁迫对植物生理方面的研究主要集中于粮食作物与蔬菜瓜果类（如玉米[5]、小黑麦[6]、西瓜[7]、冬瓜[8]、黄秋葵[9]等）及部分乔木植物（如峨眉含笑[10]、栀子[11]、水杉[12]）等方面；仅在2016年及以前有干旱胁迫对茶树抗性生理指标影响等的研究[13-19]，但没有关于六堡茶的研究报道。

随着人们生活水平的提高和对六堡茶保健功能的认识，六堡茶在国内外市场上热销，为梧州六堡茶产业的发展带来了巨大的机遇[1]。为促进六堡茶产业的发展，选育优良抗旱品种，本研究以广西苍梧六堡茶为对象，探究在不同浓度的PEG胁迫下其相关生理指标的变化情况，了解其对干旱的适应机制，以期为选育六堡茶优良种苗提供科学参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为六堡茶六堡群体种扦插苗（扦插苗株高在30 cm左右、地径（扦插苗接近地面部分的直径）为3.5～4.5 mm且大小适中、长势较好、无病虫害），由广西苍梧县国有天洪岭林场提供。

1.2 试验方法

将六堡茶扦插苗用清水洗净根部并适当修剪，移入装有1/2 Hoagland营养液的桶中进行无土栽培；适应7 d后，以1/2 Hoagland营养液为培养基质，分别加入 4个浓度（0（CK）、0.5%、1.0%、1.5%）的PEG-6000，每个浓度20株。将洗净的六堡茶苗移入试验培养液中，放在大棚里培养20 d，每日观察一次，每3 d换一次培养液。

1.3 测定项目及方法

采取经试验培养的六堡茶苗新鲜叶片测定其7项生理指标：MDA（丙二醛）、POD（过氧化物酶）、CAT（过氧化氢酶）、SOD（超氧化物歧化酶）、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白。利用南京建成科技有限公司的相应试剂盒对MDA、POD、CAT、SOD进行提取及含量（活性）测定；采用乙醇∶丙酮（V/V）＝1∶1浸提法测定叶绿素含量；采用蒽酮法测定可溶性糖含量[20]；采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量[21]。每个指标测定3次。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据统计和图表绘制，采用SPSS 21.0软件进行单因素方差分析（ANOVA）和多重比较（用LSD法）。

2 结果与分析

2.1 PEG胁迫对六堡茶叶片中MDA含量的影响

由图1可知，在PEG胁迫下，随着PEG浓度的增加六堡茶叶片中MDA含量呈现持续上升的趋势，与CK相比，0.5%、1.0%和1.5%浓度处理分别上升了2.5%、5.0%和9.0%；在浓度为1.5%时，MDA含量达到最大值7.495 6 nmol/mg。方差分析表明，各处理浓度间MDA含量均达到极显著水平（P＜0.01）。

2.2 PEG胁迫对六堡茶叶片中POD活性的影响

从图2可以看出，在PEG胁迫下，随着PEG浓度的增加六堡茶叶片中POD活性呈先上升后下降的趋势，与CK相比，0.5%、1.0%和1.5%浓度处理依次升高了118.5%、219.5%和110.0%；在浓度为1.0%时，POD活性达到最大值3.739 0 U/mg；在浓度为1.5%时，POD活性下降的幅度较大，低于浓度为0.5%时的活性。方差分析表明，各浓度处理间的POD活性，除浓度0.5%和1.5%之间差异不显著外，其余浓度间差异均达极显著水平（P＜0.01）。

2.3 PEG胁迫对六堡茶叶片中CAT活性的影响

从图3可以看出，在PEG胁迫下，随着PEG浓度的增加六堡茶叶片中CAT活性呈先上升后下降的趋势，各浓度处理均显著高于CK，与CK相比，0.5%、1.0%和1.5%浓度处理分别升高了121.6%、266.1%和80.7%；当浓度为1.0%时，CAT活性达到最大值1.074 0 U/mg；当浓度为1.5%时，CAT活性下降的幅度较大，并低于浓度为0.5%时的活性，但高于CK。方差分析表明，各处理浓度间CAT活性差异均达到极显著水平（P＜0.01）。

2.4 PEG胁迫对六堡茶叶片中SOD活性的影响

从图4可以看出，SOD活性的变化与POD、CAT活性的变化趋势一致，在PEG胁迫下，也是随着PEG浓度的增加叶片中SOD活性呈先上升后下降的趋势，且上升幅度较大，与CK相比，0.5%、1.0%、1.5%浓度处理分别增加了134.1%、238.3%和82.0%；当浓度为1.0%时，SOD活性达到最大值5.831 9 U/mg；当浓度为1.5%时，SOD活性低于0.5%浓度处理，但高于CK。方差分析表明，各浓度处理之间SOD活性均存在极显著差异（P＜0.01）。

2.5 PEG胁迫对六堡茶叶片中叶绿素含量的影响

叶绿素有叶绿素a和叶绿素b。从图5可以看出，在PEG胁迫下，随着PEG浓度的增加六堡茶叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a＋b的含量均呈先上升后下降的趋势，且当浓度为1.0%时，均达到最大值，分别为 3.013 0、2.300 0、5.313 0 mg/g；与CK相比，各处理叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b含量均在升高，其中，0.5%、1.0%和1.5%浓度处理的叶绿素a含量分别升高了18.2%、25.9%和18.7%，叶绿素b含量分别升高了5.1%、9.3%和0.1%，叶绿素a＋b含量分别升高了12.1%、18.1%和10.0%。方差分析表明，叶绿素a含量，除了0.5%浓度处理与1.5%浓度处理之间差异不显著（P＞0.05）外，其余浓度之间均存在极显著差异（P＜0.01）；叶绿素b含量，CK与1.5%浓度处理之间不存在显著差异（P＞0.05），0.5%浓度处理和1.0%浓度处理之间存在显著性差异（P＜0.05），其余浓度之间均存在极显著差异（P＜0.01）；叶绿素a＋b含量，除了0.5%浓度处理与1.5%浓度处理之间差异显著（P＜0.05）外，其余浓度之间均存在极显著差异（P＜0.01）。

2.6 PEG胁迫对六堡茶叶片中可溶性糖含量的影响

从图6可以看出，在PEG胁迫下，随着PEG浓度的增加六堡茶叶片中可溶性糖含量呈现不断上升的趋势，当浓度为0.5%时，可溶性糖含量上升的幅度较大；与CK相比，0.5%、1.0%和1.5%浓度处理分别上升了90.0%、112.4%和130.5%；当浓度为1.5%时，可溶性糖含量达到最大值25.669 0 mg/g。方差分析表明，各浓度处理间可溶性糖含量都处于极显著水平（P＜0.01）。

2.7 PEG胁迫对六堡茶叶片中可溶性蛋白含量的影响

从图7可以看出，在PEG胁迫下，随着PEG浓度的增加六堡茶叶片中可溶性蛋白含量呈现先上升后下降的趋势，当浓度为0.5%时，可溶性蛋白含量达到最大值4.326 0 mg/g，比CK高68.7%；随着PEG浓度的增加叶片中可溶性蛋白的含量在逐渐减少，当浓度为1.0%时，可溶性蛋白含量比CK高37.3%；当浓度为1.5%时，可溶性蛋白含量明显低于CK，降幅为26.0%。方差分析表明，各浓度处理之间可溶性蛋白含量都达到了极显著水平（P＜0.01）。

表1 PEG胁迫下六堡茶叶片7项生理指标的相关性分析

2.8 各生理指标的相关性分析

从表1可以看出，PEG胁迫下，叶片中叶绿素含量与POD活性、SOD活性呈显著正相关（P＜0.05）；POD活性与CAT活性、SOD活性呈显著正相关（P＜0.05）；CAT活性与SOD活性呈极显著正相关（P＜0.01）。

3 结论与讨论

由于干旱会影响植物的生长发育及代谢情况，因此，在PEG胁迫下，六堡茶的各项生理指标（MDA、POD、CAT、SOD、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白）都有明显的变化。

MDA是脂质过氧化物的一种，它的增多会对植物细胞造成伤害。本研究中，随着PEG浓度的增加，六堡茶叶片中的MDA含量一直在增加，但增长的幅度较小，表明六堡茶的细胞在干旱情况下会受到伤害，但被伤害的程度较轻，可见其抗旱能力较强。

植物处于干旱条件下时，其体内会产生自由基活性氧，自由基活性氧会对植物细胞进行破坏，导致植物受到损害，这时植物自身就会产生抗氧化保护酶，将有害的自由基活性氧进行清除，而植物体内主要有POD、CAT和SOD这3种抗氧化保护酶[12]。本研究中，随着PEG浓度的增加，六堡茶叶片中这3种酶的变化趋势是一致的，都是先升后降，这与杨华[16]的研究结果一致。可见，在一定范围内，六堡茶自身能促使酶活性提高，具有一定的自我调节能力。但当干旱程度超过六堡茶的承受范围时，其酶活性就会降低。POD、CAT和SOD在浓度为0.5%和1.0%时活性提高，表明在中低浓度（≤1.0%）情况下，六堡茶的抗旱能力有所增强[17]。各生理指标的相关性分析表明，六堡茶的POD活性与CAT活性、SOD活性呈显著正相关（P＜0.05），且CAT活性与SOD活性呈极显著正相关（P＜0.01），表明在干旱情况下，POD、CAT和SOD共同组成酶促防御系统，对多余的自由基活性氧进行清除，降低其活性氧的毒害[8]。

本研究结果表明，随着干旱胁迫程度的增加，六堡茶的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a＋b含量都是呈先升后降的变化趋势，原因可能是，其体内的超氧阴离子会对叶绿素产生过氧化作用，而在PEG中低浓度下，SOD活性的增加会清除超氧阴离子，再加上六堡茶自身会合成叶绿素，使其叶绿素含量增加；而当PEG胁迫浓度过高时，就会降解细胞内的色素，使得六堡茶的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a＋b 含量降低[16]。

在PEG胁迫下，植物对矿质元素吸收能力下降，其体内会积累一些渗透调节物质，提高细胞的保水能力，如可溶性糖、可溶性蛋白等[2]。本研究中，六堡茶处于干旱条件下时，可溶性糖含量一直在大量地积累，可溶性蛋白含量在PEG中低浓度下也有明显增加，但在PEG高浓度胁迫下被抑制，表明六堡茶具有较强的抗旱能力，这与其他作物的抗旱研究有相似之处[19]。

综上所述，在PEG中轻度胁迫（浓度不超过1.0%）下，六堡茶的各生理指标都表现出比对照组更高的活性，但随着PEG浓度的加大（大于1.0%），其各项指标基本表现出下降趋势，表明六堡茶在应对干旱逆境胁迫时，会有一定的自我调节能力，当超过其可承受的范围时，六堡茶的生长就会受到影响。