低溫脅迫下茶樹噴施6-BA的生理指標變化

陳 娟， 郭 燕， 胡伊然， 郭 燦， 陳晏飛， 高秀兵

(貴州省茶葉研究所， 貴州 貴陽 550006)

低溫脅迫下茶樹噴施6-BA的生理指標變化

陳 娟， 郭 燕， 胡伊然， 郭 燦， 陳晏飛， 高秀兵*

(貴州省茶葉研究所， 貴州 貴陽 550006)

6-BA(6-芐氨基嘌呤)是廣譜型植物生長調(diào)節(jié)劑，能夠提高植物的抗逆性。為探索6-BA對寒害后茶樹的修復(fù)機理，以福鼎大白茶茶苗為試驗對象，于入冬前后采用單因子試驗設(shè)計，研究6-BA不同濃度(10 mg/L，25 mg/L，50 mg/L，100 mg/L)噴施對茶樹抗寒性相關(guān)生理指標的影響。結(jié)果表明：各處理對茶樹的葉綠素、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響。其中，以50 mg/L 6-BA處理茶樹的生理指標變化最大。說明，噴施6-BA可以提高茶樹的抗寒性，濃度為50 mg/L時效果最好。

6-BA； 茶樹； 抗寒性； 生理指標

茶樹[Camelliasinensis(L.) Q. Kuntze]是我國廣泛種植的一種經(jīng)濟植物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有極重要的地位。茶樹喜溫暖、濕潤氣候，俗話說高山云霧出好茶，但海拔越高溫度相對就越低，并且晝夜溫差極大，很可能對其造成嚴重的寒害[1-5]，導(dǎo)致茶葉減產(chǎn)和品質(zhì)降低。研究表明，低溫脅迫能引起植物體內(nèi)活性氧的積累，導(dǎo)致膜脂過氧化和蛋白質(zhì)、核酸等分子的破壞，生物膜受損等。植物體內(nèi)的酶促清除系統(tǒng)主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)，其可消除細胞內(nèi)的活性氧對細胞膜的傷害，減少膜脂過氧化，穩(wěn)定膜的透性[6-10]。在極低溫度下(如低于5℃)，通過觀測相應(yīng)的生理指標可判斷茶樹抗寒性的強弱[11-12]。

6-BA(6-芐氨基嘌呤，C12H11N5)屬廣譜型植物生長調(diào)節(jié)劑，具有抑制植物葉內(nèi)葉綠素、核酸和蛋白質(zhì)的分解，保綠防老，將氨基酸、生長素和無機鹽等向處理部位調(diào)運等多種效能，能夠增強光合作用促進植物生長，提高植物免疫力、抗病性及抗寒、抗旱性[7-8]。6-BA的另一個重要特征是在植物體內(nèi)的移動性差，其生理作用局限于處理部位及其附近，不易造成殘留，對人體無害，能夠保證茶葉質(zhì)量安全。有研究表明[8]，噴施6-BA有助于提高辣椒、黃瓜、油菜、小麥的抗逆性。關(guān)于6-BA在茶樹上的應(yīng)用報道很少，邱麗玲等[9]研究發(fā)現(xiàn)，于1芽1葉初展期用50～100 ppm GA+50～100 ppm 6-BA混合噴施于茶樹葉面能增加茶葉產(chǎn)量。但有關(guān)茶樹單獨施用6-BA的研究未見報道。為此，筆者于2013年采用單因子試驗方法，研究不同濃度6-BA噴施處理幼齡茶苗后其各項生理指標的變化，以期探明6-BA對受低溫傷害茶樹樹體的修復(fù)作用機理。

1 材料與方法

1.1 供試材料

福鼎大白茶，茶苗種于盆口直徑為15 cm的塑料盆中，每盆2株(苗高30 cm，苗齡1齡)。

6-BA(含量≥99%)，美國SGM Biotech公司生產(chǎn)；pH 7.8的磷酸緩沖液(含1% PVP)。

1.2 試驗設(shè)計

采用單因子試驗設(shè)計，共設(shè)5個處理，即：6-BA濃度分別為10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L和1個清水對照(CK)，每個處理3次重復(fù)，每次重復(fù)10株茶苗，共150株試驗苗。于2013年1月7日開始對茶園進行噴施，每5 d噴施1次，連續(xù)3次，每次每個處理噴施1 L，噴施時間為17: 00-18: 00，植株由上到下均勻噴施，噴至葉面滴水為止。

1.3 采樣與酶液提取

2013年春季茶樹萌芽后，取一芽1葉和一芽2葉茶樹鮮葉保存在液氮中，帶回實驗室測定生理指標。取樣品0.5 g于預(yù)冷研缽中，加入5 mL預(yù)冷的提取介質(zhì)0.05 mol/L pH 7.8的磷酸緩沖液研磨成漿，轉(zhuǎn)入離心管，加5 mL提取介質(zhì)沖洗研缽，并轉(zhuǎn)入離心管，于12 000 r/min、4℃下離心5 min，離心2次，上清液即為酶提取液[2-4]。

1.4 測定項目

葉綠素含量的測定采用分光光度法[13]，可溶性糖含量和丙二醛(MDA)含量的測定采用硫代巴比妥酸法，可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍法，超氧化物歧化酶(SOD)的測定采用氮藍四唑(NBT)光還原法[14]，脯氨酸含量的測定采用酸性茚三酮法[14]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件進行方差分析，用Duncan’s新復(fù)極差法進行平均數(shù)間的多重比較，使用Excel 2010、orgin進行整理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶樹葉片葉綠素的含量

逆境可導(dǎo)致植物光合速率降低，而葉綠素的含量可影響植物的光合作用，其含量高低在很大程度上反應(yīng)植物光合作用的強弱[5]。從表可知： 1) 葉綠素a的含量。當6-BA噴施濃度為100 mg/L時茶樹葉片葉綠素a含量最高，為1.62 μg/g；其次為25 mg/L，為1.58 μg/g。6-BA噴施濃度為50 mg/L和10 mg/L時葉綠素a的含量最低，但都顯著高于CK(1.43 μg/g)，分別較CK提高108.39%～110.05%。 2)葉綠素b的含量。6-BA噴施濃度為25 mg/L和50 mg/L時茶樹葉片葉綠素b顯著高于CK，與CK相比分別提高112.50%和106.94%，其他處理與CK無顯著差異。 3)葉綠素(a+b)的含量。與CK相比，6-BA處理均顯著提高茶樹葉片的葉綠素(a+b)含量，較CK分別提高106.51%～111.16%，但以25 mg/L 6-BA處理時茶樹葉片的葉綠素a+b含量最高，較CK提高111.16%。

表 不同濃度6-BA 處理茶樹葉綠素的含量和組成

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

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

注：同類指標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)。

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

圖 1 不同濃度6-BA 處理茶樹葉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 葉片可溶性糖和可溶性蛋白的含量

從圖1可知，噴施6-BA可顯著提高茶樹葉片可溶性糖和可溶性蛋白的含量。其中，6-BA濃度為50 mg/L時茶樹葉片可溶性糖和可溶性蛋白的含量最高，分別為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僅分別為8.31 mg/g和8.31 mg/g。

2.3 POD、SOD 和CAT 的酶活性

植物體在低溫條件下細胞內(nèi)積累的自由基可對細胞膜系統(tǒng)造成傷害，使植物組織器官生長受到制約，而提高細胞膜系統(tǒng)保護酶活性成為增強植物抗寒力行之有效的方法[19]。POD、SOD、CAT共同組成植物體內(nèi)的活性氧清除系統(tǒng)，能有效地清除植物體內(nèi)低溫脅迫產(chǎn)生的自由基和過氧化物[7]，保護植物免受寒害。從圖2可知，低溫脅迫后噴施6-BA的茶樹其葉片保護性酶活性均顯著提高，均以濃度為50 mol/L處理的效果最佳。表明，6-BA能有效地提高茶樹抗氧化酶的活性，減少活性氧化物質(zhì)的積累，從而降低茶樹細胞體內(nèi)活性氧自由基對質(zhì)膜過氧化作用水平的傷害，保護膜系統(tǒng)的完整性，減輕低溫對茶樹的傷害。不同濃度6-BA處理對不同種類保護酶的提高效果不同，使用6-BA的茶樹POD活性均高于CK(262.86 μg/g)，分別為270.64 μg/g，288.42 μg/g，288.11 μg/g和283.22 μg/g，且差異達顯著；SOD活性均高于CK，且噴施濃度為50 mg/L時達極值184.48 μg/g，濃度為100 mg/L時有所下降，為127.88 μg/g；CAT活性均高于CK，且濃度為50 mg/L時達最高(為94.83 μg/g)，濃度為100 mg/L時降至80.20 μg/g。說明，6-BA能有效地提高CAT的活性。

圖2 不同濃度6-BA處理茶樹葉片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，植物細胞原生質(zhì)膜的不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用產(chǎn)生MDA，使質(zhì)膜系統(tǒng)受到傷害，因而MDA含量可反映膜脂過氧化作用的強弱[8]，即丙二醛含量的多少與植物的抗寒能力呈負相關(guān)。從圖3可知，在低溫脅迫后茶樹噴施6-BA其MDA含量均小于CK。其中，噴施濃度為50 mg/L時MDA含量為0.23 μmol/g，而濃度為100 mg/L時MDA含量有所上升，達0.29 μmol/g。說明，6-BA能有效地減少植物體內(nèi)的MAD含量。

2.5 游離脯氨酸的含量

植物在正常條件下游離脯氨酸含量很低，但遇到干旱、低溫、鹽堿等逆境時，游離脯氨酸便大量積累，并且積累指數(shù)與植物的抗逆性有關(guān)。因此，脯氨酸可作為植物抗逆性的一項生理指標。從圖3可知，6-BA處理的茶樹其游離脯氨酸含量除100 mg/L低于CK 外，其他處理均高于CK。其中，噴施濃度為10 mg/L和25 mg/L時游離脯氨酸含量與CK差異不顯著，噴施濃度為50 mg/L時游離脯氨酸含量為0.45 μg/g，與CK、10 mg/L、25 mg/L、100 mg/L的差異均達顯著水平。

圖3 不同濃度6-BA 處理茶樹葉片的丙二醛、游離脯氨酸含量

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

3 結(jié)論與討論

逆境可導(dǎo)致植物葉綠素含量的減少，從而抑制其光合速率。本試驗噴施6-BA后茶樹的葉綠色含量均不同程度增加。說明，茶樹在低溫脅迫后噴施6-BA能有效促進葉綠素分解，從而提高茶樹的光合速率，增加細胞光合產(chǎn)物的積累，促進樹體的自我修復(fù)?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍锥际侵参镌谠馐艿蜏貤l件下的保護性物質(zhì)，其含量的增加有利于植物抵抗低溫[12-13]。本試驗結(jié)果表明，6-BA能夠誘導(dǎo)茶樹葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量的增加，使之產(chǎn)生一系列抗性物質(zhì)以抵抗低溫所造成的傷害，從而提高其抗寒性。

自由基的產(chǎn)生和消除受細胞保護酶系統(tǒng)的控制[14]，植物體在低溫條件下細胞內(nèi)自由基產(chǎn)生和消除的平衡遭到破壞，酶活性呈現(xiàn)不同程度的變化。本試驗結(jié)果表明：噴施10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L和100 mg/L的6-BA均能引起受寒害茶樹內(nèi)部生理指標的變化，各處理SOD、CAT和POD的酶活性均高于清水處理。其中，噴施濃度為50 mg/L時茶樹酶活性的提高最為明顯。說明，6-BA能有效地提高低溫脅迫后茶樹的SOD、CAT和POD酶活性，從而提高茶樹的抗寒能力。逆境中，植物細胞原生質(zhì)膜的不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用產(chǎn)生MDA，使質(zhì)膜系統(tǒng)受到傷害，本試驗中噴施不同6-BA能有效地減少茶樹體內(nèi)的MAD含量，使質(zhì)膜傷害減輕，說明噴施6-BA能夠提高茶樹的抗寒性。游離脯氨酸的積累是植物對逆境的一種反應(yīng)，許多植物在低溫條件下游離脯氨酸含量迅速提高[15-19]，本試驗中噴施6-BA茶樹體內(nèi)游離氨基酸含量除100 mg/L有所降低外，其他處理的脯氨酸含量均高于CK。說明，茶樹噴施6-BA后其游離氨基酸迅速提高，對寒害的響應(yīng)比較好，能有效地提高茶樹的抗寒性，但噴施濃度過高(本試驗中高于100 mg/L)，游離氨基酸則降低，也會對茶樹造成寒害。

茶樹抵御低溫脅迫的傷害是一個極其復(fù)雜的生理過程，雖然可以作為抗寒性的指標很多，但是各指標都有其應(yīng)用條件和范圍，評價茶樹抗寒性強弱應(yīng)該是各種生理生化指標以及器官結(jié)構(gòu)的綜合評價。

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(責(zé)任編輯： 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

貴州省科學(xué)技術(shù)基金項目“6-BA對茶樹寒害后樹體的修復(fù)作用機理”[黔科合J字(2012)2204]；貴州省科學(xué)技術(shù)基金項目“貴州優(yōu)良茶樹地方種叢枝菌根真菌資源研究及其在茶苗繁育上的應(yīng)用評價”[黔科合J字(2013)2155]；貴州省農(nóng)科院研究生基金項目“貴州茶樹叢枝菌根真菌資源調(diào)查、鑒定及保存”(2011007)

陳 娟(1983-)，女，助理研究員，碩士，從事茶樹栽培與育種研究。E-mail:chenjuan309@163.com

*通訊作者：高秀兵(1982-)，男，副研究員，碩士，從事茶樹叢枝菌根真菌多樣性方面研究。E-mail：gxb527@163.com

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

S571.1

A