7种茶树叶片高温失水过程中水分-光合指标变化及抗旱性评价.pdf

茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze)起源于中国袁是重要的经济作物袁对我国特色农业和茶文化传承具有重要意义1遥 茶树是多年生常绿木本植物袁喜温暖湿润气候袁年降雨量需达到 1 000 mm袁而我国茶叶多个产区夏秋气温高袁水分蒸发量大袁空气湿度低袁易造成伏旱和秋旱2遥 大量研究表明袁高温干旱严重的影响了茶树的生长发育袁 导致茶叶的产量和质量的下降袁造成较大的经济损失3-5遥使用茶树抗旱性的综合评价袁能弥补和缓和单个指标对评定抗旱性的片面性袁从而使评定结果与实际结果更为接近6遥 汤肖玮7通过对茶用菊干旱和涝渍胁迫袁基于隶属函数值的聚类分析将供试材料分为 4 个抗旱类型和 4 个耐涝类型袁并筛选出 7 份抗旱种质和5 份耐涝种质遥 郝西8以 6 个花生品种为研究材料袁通过 PEG-6000 模拟干旱胁迫对不同花生品种生长发育及生理指标的影响袁根据综合隶属函数值分析得出豫花 9326尧豫花 15 的抗旱性较强,花育 34尧ST001尧远杂 9847 的抗旱性一般袁湘花 2008 抗旱性较差遥 徐淑萍9尧沈思言2采用隶属函数值法袁得到了多个茶树品种的光合能力尧耐旱性综合分析结果遥本研究以武夷学院茶山基地栽培的 7 个茶树品种为对象袁对叶片离体失水过程中的叶片形态尧水分含量尧光合色素尧叶绿素荧光参数等指标进行测定袁分析叶片形态尧水分尧光合特性各指标间的相关性袁并采用模糊数学中的隶属函数法袁对 7 种茶树在高温失水条件下的叶片保水尧 光合等综合性能进行分析比较袁以期对茶树种质资源信息及抗旱育种提供一定的理论参考遥收稿日期院2022-08-25基金项目院福 建 省 自 然 科 学 基 金 项 目 渊 2020J01405 尧2022J011198冤曰福建省一流专业渊SJZY2020002冤曰武夷学院引进人才科研启动项目渊YJ201904,YJ202003冤遥作者简介院黄薇渊1998-冤袁女袁在读研究生袁主要从事农艺与种业的研究遥通信作者院李焰焰袁博士袁主要从事园艺学相关研究遥7 种茶树叶片高温失水过程中水分-光合指标变化及抗旱性评价黄薇1,2袁 李婧2袁 鄢朝俊2袁 李焰焰2*渊1.福建农林大学 园艺学院,福州 350002曰 2.武夷学院 茶与食品学院袁 武夷山 354300冤摘要院以 7 个茶树品种为研究对象袁模拟茶树叶片高温干旱失水过程袁观测其叶片水分渊相对含水量 RWC尧失水率 RWL尧自然饱和亏 WSD冤尧叶绿素含量尧叶绿素荧光参数等指标变化遥 结果表明袁茶树叶宽尧叶面积和叶片指数与 RWL显著负相关遥7 种茶树叶片对高温失水反映迅速袁在 12 h 内 RWC尧RWL 迅速上升袁WSD 下降袁肉桂尧水仙保水能力较优袁金观音最弱遥 光合色素含量测定表明袁7 个茶树品种的 Chla 含量处于同一水平渊30.0730.74 mg/L冤袁而 Chlb 在品种间差异显著渊11.7828.56 mg/L冤袁高温失水 02 h 内叶绿素总量除水仙外均下降遥 茶树叶绿素荧光参数变化对高温失水逆境的反映迅速袁主要集中在 03 h 内院Y(II)在 02 h 内下降尧23 h 间上升遥 茶树的光合色素与叶绿素荧光参数间有相关性袁并且在正常条件下和高温失水时渊3 h冤的相关性存在差异遥采用隶属函数值法对以上三类指标的综合评价得出袁7 个茶树品种在高温失水条件下的叶片综合性能表现从强到弱为院肉桂跃九龙袍跃丹桂跃毛蟹跃金观音跃水仙跃奇兰遥关键词院茶树曰水分指标曰叶绿素荧光参数曰抗旱性中图分类号院S571.1文献标识码院A文章编号院员远苑源原圆员园怨穴圆园23雪09原园023原园7第 42 卷 第 9 期武夷学院学报灾燥造援42 晕燥援9圆园23 年 9 月允韵哉砸晕粤蕴 韵云 宰哉再陨 哉晕陨灾耘砸杂陨栽再Sept.圆园23叶武夷学院学报曳 圆园23 年第 9 期1材料与方法1.1材料研究地点位于武夷学院茶山基地袁该地区年平均气温 17.9 益袁 降水量约为 2 000 mm袁 平均相对湿度80%10遥 实验材料为武夷学院茶树种质资源圃保存的7 个茶树品种院水仙尧毛蟹尧肉桂尧丹桂尧金观音尧奇兰尧九龙袍遥1.2方法供试材料选取武夷山茶树基地长势较一致的一年生茶树袁取茶树顶端三片完全展开叶袁设定烘箱温度为 40 益袁对茶树叶片进行 0尧1尧2尧3尧4尧5 和 6 h 的离体模拟高温失水干旱处理袁0 h 为对照袁 共 7 个处理袁每次处理结束后立即测定叶片叶绿素含量及叶绿素荧光参数值袁每个指标进行 3 次生物学重复测定遥1.2.1叶片形态及水分指标叶形态指标选用数显游标卡尺测量叶片的叶长a尧叶宽 b袁计算叶片面积 S=0.754 6 ab尧叶片指数=a/b遥水分指标测定项目及计算公式如下11-13院相对含水量(relative water content,RWC)=渊鲜重-烘渊时间冤重冤/渊饱和鲜重-烘渊时间冤重冤伊100豫失水率(rate of water loss,RWL)=渊鲜重-烘 渊时间冤重冤/渊鲜重-烘至恒重冤伊100豫自然饱和亏(water-saturated deficit,WSD)=渊Wt原 Wf冤/渊 Wt原 Wd冤伊 100%称叶片鲜质量 Wf袁 将其浸入蒸馏水中使叶片充分吸水至饱和状态袁得其质量 Wt曰再将样品烘干得干质量Wd遥1.2.2叶绿素含量采用丙酮浸提-比色法测定袁 分别计算叶绿素 a(chlorophyll a)尧叶绿素 b(chlorophyll b)尧叶绿素总量(chlorophyll)14院 Chla(mg/L)=12.7A663-2.69A645尧Chlb(mg/L)=22.9A645-4.68A663尧ChlT(mg/L)=Chla+Chlb=20.2A645+8.02A663遥1.2.3叶绿素荧光参数用德国 Walz 公司的 PAM 便携式调制叶绿素荧光仪袁按仪器使用说明测定以下指标院叶绿素初始荧光 F0尧最大荧光 Fm尧PSII 的实际光合效率 Y(II)尧光化学荧光淬灭系数 qP尧非光化学淬灭系数 NPQ尧PS域的最大光合效率 Fv/Fm等9遥1.2.4综合评价用模糊数学中的隶属函数值法15袁选取以上三类指 标 中 的 RWC尧RWL尧WSD尧Chla尧Chlb尧ChlT尧F0尧Fm尧qP尧NPQ尧Y(II)尧Fv/Fm12 个指标进行综合评价遥隶属函数值计算公式院R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)式中 Xi为指标测定值,Xmin尧Xmax为所有参试材料某一指标的最小值和最大值遥如果为负相关,则用反隶属函数进行转换,计算公式为院R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)1.3数据处理采用 SPSS 26 软件进行方差分析和相关性分析袁采用 Excel 2003 软件制作表格16遥2结果与分析2.1 茶树叶片形态指标及水分指标分析7 种茶树叶片形态指标方差分析表明袁水仙尧奇兰的叶长尧叶宽尧叶面积均显著高于其余 5 种袁丹桂最小袁九龙袍的叶片指数显著高于其余 6 种袁叶型最为狭长渊P0.05冤渊表 1冤遥水分利用率是评价植物耐旱性强弱的重要指标17遥测定数据表明渊表 2冤袁随处理时间的延长袁叶片失水加剧袁7 种茶树叶片的相对含水量尧叶片失水率均呈上升趋势袁而水分饱和亏缺渊WSD冤均下降趋势袁且皆在处理 1-2 h 时间段内的变幅最大袁说明这 7 种茶树对高温失水反映迅速袁均能耐受一定程度的高温干旱遥 其中肉桂的 RWC 变化最小渊7.55%冤袁表明其对干旱的耐受力在 7 种茶树中最强袁在处理 0-3 h 内袁水仙 RWL的上升速率最低袁金观音的最大袁处理 6 h 后 7 种茶树叶片的 RWL 大小依次为金观音尧肉桂尧九龙袍尧丹桂尧毛蟹尧水仙尧奇兰曰此时 WSD 值最小者是肉桂袁仅3.49%遥 综上袁肉桂尧水仙尧奇兰受到的影响较小袁保水能力较优袁金观音最弱遥7 种茶树叶片形态与水分指标的相关分析表明:叶长尧叶宽显著正相关袁叶面积和叶长尧叶宽极显著正24窑窑相关袁WSD 与 RWC 极显著负相关袁在高温胁迫下袁茶树叶宽尧叶面积和叶片指数与叶片失水率渊RWL冤显著负相关遥奇兰100.62依2.98ab48.86依0.40a3699.51依101.23a2.06依0.063d毛蟹86.99依2.85c42.67依1.64b2793.18依167.62b2.04依0.038d九龙袍96.70依2.85b35.67依2.48c2595.59依207.94bc2.71依0.144a金观音75.92依0.49d31.88依1.00cd1821.30依49.43de2.38依 0.078b肉桂81.19依3.81cd34.91依1.25cd2132.84依159.09cd2.33依0.028bc水仙109.26依3.69a49.74依2.80a4089.53依316.19a2.10依0.083bcd丹桂63.26依2.11e30.18依0.51d1436.67依61.85e2.10依0.047cd表 1 七种茶树的叶片形态参数Tab.1 Leaf morphological parameters of seven tea trees注院表中数据为 3 次重复平均值依标准差袁同列数据后标不同小写字母表示不同品种间数值差异显著渊P0.05冤遥表 2 七种茶树叶片 RWC尧RWL尧WSD 随高温失水时间变化情况Tab.2 Changes of RWC尧RWL and WSD of seven tea leaves with water loss time at high temperature肉桂0.87依0.02c0.91依0.01bc0.93依0.01bc0.94依0.01bc0.95依0.01bc0.95依0.01bc奇兰0.86依0.03c0.92依0.02c0.94依0.01c0.95依0.01c0.96依0.01c0.96依0.01c毛蟹0.79依0.04abc0.85依0.03ab0.88依0.02ab0.90依0.02a0.91依0.02a0.96依0.02aRWC水仙0.73依0.03a0.84依0.02a0.89依0.02ab0.91依0.01ab0.92依0.01ab0.93依0.01ab丹桂0.83依0.00bc0.89依0.00abc0.92依0.00abc0.93依0.00abc0.94依0.00abc0.95依0.00abc九龙袍0.80依0.03abc0.86依0.03ab0.89依0.02ab0.91依0.02ab0.92依0.02ab0.93依0.01ab金观音0.76依0.01ab0.85依0.01a0.88依0.01a0.90依0.01a0.91依0.01a0.92依0.01a肉桂0.20依0.02c0.31依0.01cd0.41依0.01bc0.49依0.00bc0.55依0.00bc0.60依0.01bc奇兰0.12依0.01a0.21依0.02ab0.30依0.03a0.36依0.04a0.42依0.05a0.47依0.05a毛蟹0.17依0.01bc0.27依0.01bc0.35依0.01ab0.41依0.02ab0.46依0.02ab0.50依0.02abRWL水仙0.10依0.01a0.19依0.02a0.28依0.03a0.35依0.04a0.41依0.04a0.46依0.04a丹桂0.16依0.02b0.26依0.03bc0.36依0.04ab0.44依0.05ab0.50依0.05abc0.55依0.06abc九龙袍0.17依0.00bc0.27依0.00bc0.36依0.00ab0.44依0.01ab0.51依0.01abc0.56依0.01abc金观音0.20依0.01bc0.34依0.02d0.45依0.02c0.54依0.02c0.61依0.03c0.67依0.03c肉桂0.13依0.02a0.09依0.01ab0.07依0.01ab0.06依0.01ab0.05依0.01ab0.05依0.01ab奇兰0.14依0.03a0.08依0.02a0.06依0.01a0.05依0.01a0.04依0.01a0.04依0.01a毛蟹0.21依0.04abc0.15依0.03bc0.12依0.02bc0.10依0.02c0.09依0.02c0.08依0.02cWSD水仙0.27依0.03c0.16依0.02c0.11依0.02bc0.09依0.01bc0.08依0.01bc0.07依0.01bc丹桂0.17依0.00ab0.11依0.00abc0.08依0.00abc0.07依0.00abc0.06依0.00abc0.05依0.00abc九龙袍0.20依0.03abc0.14依0.03bc0.11依0.02bc0.09依0.02bc0.08依0.01bc0.07依0.01bc金观音0.24依0.01bc0.15依0.01c0.12依0.01c0.10依0.01c0.09依0.01c0.08依0.03c注院表中数据为 3 次重复平均值依标准差袁同列数据后标不同小写字母表示相同时间下不同品种间数值差异显著渊P0.05冤遥黄薇袁等院7 种茶树叶片高温失水过程中水分-光合指标变化及抗旱性评价25窑窑叶武夷学院学报曳 圆园23 年第 9 期2.2茶树叶片光合色素含量变化分析光合色素含量变化直接影响植物光合能力18遥 测定结果表明 渊表 4冤院7 种茶树的 Chla 含量在 30.0730.74 mg/L 之间袁 属同一水平袁 而 Chlb 变幅在 11.7828.56 mg/L袁品种间差异显著渊P0.05冤遥在失水 02 h 期间袁7 种茶树叶绿素总量除水仙保持不变尧毛蟹上升外袁其余 5 种均下降尧失水 36 h 期间袁除金观音一直下降之外袁其余 6 种茶树叶绿素总量均出现无规律波动遥表 3 7 种茶树叶片形态与水分指标的相关分析Tab.3 Correlation analysis between leaf morphological indexes and water physiological status of seven tea plants叶长10.864*0.948*0.11-0.18-0.680.20叶宽10.975*-0.41-0.05-0.820*0.08叶面积1-0.21-0.10-0.806*0.13叶片指数1-0.220.410.20相对含水量10.04-0.999*失水率1-0.07水分饱和亏缺1注院*表示在 0.05 水平渊双侧冤下显著相关袁*表示在 0.01 水平渊双侧冤下显著相关遥表 4 7 种茶树叶片离体失水过程中的叶绿素含量变化(mg/L)Tab.4 Changes of chlorophyll content in leaves of seven tea plants during water loss in vitro注院表中数据为 3 次重复平均值依标准差袁同列数据后标不同小写字母表示相同时间下不同品种间数值差异显著渊P0.05冤遥水仙45.87依0.13e47.96依0.13d45.78依0.18e52.19依0.11c54.59依0.15a53.31依0.09b54.71依0.13a毛蟹40.36依0.15g46.28依0.14f51.19依0.14d56.86依0.11a56.38依0.10b48.89依0.16e55.01依0.38c肉桂51.59依0.15e50.78依0.13f48.20依0.16g53.06依0.17d60.41依0.23a54.93依0.13c59.02依0.10b丹桂58.15依0.16a52.76依0.15e49.22依0.12f53.49依0.09d54.94依0.14c56.84依0.24b54.95依0.19c金观音49.94依0.13c46.42依0.15e46.41依0.14e53.05依0.45a51.41依0.15b50.54依0.15c48.91依0.18d奇兰59.15依0.22a51.27依0.18d46.91依0.17f51.84依0.09c48.66依0.13e53.81依0.12b45.40依0.12g九龙袍56.59依0.21a49.50依0.15c47.54依0.17d53.90依0.72b56.25依0.18a56.25依0.18a56.93依0.20a2.3茶树叶片叶绿素荧光参数变化分析叶绿素荧光参数中袁Y(II)表示植物光合作用电子传递的量子产额袁是植物叶片光合电子传递速率快慢的重要指标9遥 实验结果表明渊表 5冤院03 h 是茶树高温失水逆境下的重要反映期遥 多数茶树品种在叶片失水过程中袁Y(II)的变化为 02 h 下降尧23 h 上升尧之后出现波动袁但差异不显著遥表 5 7 种茶树叶片离体失水过程中的 Y(II)变化Tab.5 Changes of Y(II)in leaves of seven tea plants during in vitro water loss注院表中数据为 3 次重复平均值依标准差袁同列数据后标不同小写字母表示相同时间下不同品种间数值差异显著渊P Jiulongpao Dangui Maoxie Jinguanyin Shuixian Qilan.Key words院tea plant;in vitro drought;water physiological index;chlorophyll fluorescence parameter;dry resistance渊责任编辑院叶丽娜冤黄薇袁等院7 种茶树叶片高温失水过程中水分-光合指标变化及抗旱性评价13胡建忠袁魏学智援基于叶片水分参数的不同类型沙棘抗旱性比较J援中国水土保持袁2021(8):44-46,9.14杨占彪援 兰州市南北两山四种绿化树种抗旱特性研究D援兰州院甘肃农业大学袁2006.15魏永胜袁两宗锁袁山仑援利用隶属函数值法评价苜蓿抗旱性J援草业科学袁2005袁22(6):33-36.16罗静袁范士胜袁宋勤飞援干旱胁迫对 5 个茶树优良品系扦插苗根系和叶片生理生化特性影响的比较J援分子植物育种袁2023,21(13):4388-4397.17孙晓楠援桐柏地区不同引进茶树品种的生理特性与品质特征及茶树花的生化成分研究D援郑州院河南农业大学袁2010.18钟秋生袁陈常颂袁林郑和袁等援九龙袍茶树光合特性与品种成分研究J援福建农业学报袁2011袁26(3):383-387.29窑窑