自然越冬期間茶樹葉片生理生化指標(biāo)和解剖結(jié)構(gòu)的變化

曾光輝， 周 琳， 黎星輝，①

(1. 溫州科技職業(yè)學(xué)院， 浙江 溫州 325006； 2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉科學(xué)研究所， 江蘇 南京 210095)

自然越冬期間茶樹葉片生理生化指標(biāo)和解剖結(jié)構(gòu)的變化

曾光輝1，2， 周 琳2， 黎星輝2，①

(1. 溫州科技職業(yè)學(xué)院， 浙江 溫州 325006； 2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉科學(xué)研究所， 江蘇 南京 210095)

為探討自然越冬條件下茶樹〔Camelliasinensis(Linn.) O. Ktze.〕葉片的生理生化指標(biāo)和解剖結(jié)構(gòu)變化，以種植于南京的茶樹品種‘龍井長葉’(‘Longjingchangye’)的10年生植株為研究對象，對自然越冬期間(2012年11月15日至2013年3月31日)其葉片的葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、游離脯氨酸和丙二醛(MDA)含量，超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)活性，以及上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織厚度及上表皮厚度與海綿組織厚度的比值進行了比較分析。結(jié)果表明：自然越冬期間，葉片的葉綠素含量隨時間推移呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，而葉片的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、游離脯氨酸和MDA含量以及SOD、CAT和POD活性則總體上呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，并且均在2013年1月15日達到其各自的最低值或最高值。與入冬前相比，越冬后葉片的葉綠素和可溶性糖含量顯著降低，MDA含量略降低，可溶性蛋白質(zhì)含量顯著升高，游離脯氨酸含量及SOD、CAT和POD活性均略升高。自然越冬期間，葉片的上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織厚度隨時間推移總體上呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，上表皮和柵欄組織厚度在2013年2月15日達到最低值，而下表皮和海綿組織厚度則在2013年1月30日達到最低值；上表皮厚度與海綿組織厚度的比值呈波動變化趨勢。與入冬前相比，入冬后葉片的上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織厚度均顯著降低，而上表皮厚度與海綿組織厚度的比值略降低。研究結(jié)果顯示：自然越冬條件下，茶樹具有一定的耐寒能力，為了減輕低溫對其機體的傷害可通過增加可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離脯氨酸合成及提高相關(guān)抗氧化酶活性來調(diào)解越冬期間的代謝平衡。

茶樹； 自然越冬； 抗寒性； 生理生化指標(biāo)； 解剖結(jié)構(gòu)

針對冬春冷害頻發(fā)以及冷害嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等問題，不同領(lǐng)域的研究者已從生長發(fā)育、生理生化、生物物理、生態(tài)、結(jié)構(gòu)組織和DNA結(jié)構(gòu)等方面對不同的農(nóng)作物和經(jīng)濟作物進行了相關(guān)研究，主要涉及冷害發(fā)生機制、冷害評價方法以及提高植物抗冷害水平方法等，并在植物抗冷害的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等方面均取得了一定的研究進展。目前，有關(guān)低溫脅迫下植物生理響應(yīng)的相關(guān)研究主要集中在膜系統(tǒng)、細胞內(nèi)物質(zhì)(如糖、氨基酸、蛋白質(zhì)和內(nèi)源激素)、細胞抗氧化能力以及低溫轉(zhuǎn)導(dǎo)信號等方面[1-4]。

茶樹〔Camelliasinensis(Linn.) O. Ktze.〕原產(chǎn)于熱帶及亞熱帶地區(qū)，性喜暖喜濕，是中國丘陵山區(qū)的主要經(jīng)濟作物之一，近幾十年來隨著茶葉消費量的日漸增多，茶樹的栽培面積日益擴大，其種植區(qū)域逐漸移至高緯度、高海拔地區(qū)。隨著全球氣溫的急劇變化，茶樹在生長過程中時常受到低溫傷害，嚴(yán)重影響茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]。低溫脅迫對茶樹的生理過程有明顯影響，茶樹的越冬能力是其長期適應(yīng)低溫環(huán)境而逐步形成的形態(tài)和生理生化特性。相關(guān)研究表明：低溫條件下茶樹生理生化特征及葉片結(jié)構(gòu)的變化均可作為其抗寒性的間接鑒定指標(biāo)，并可為選育優(yōu)良的茶樹抗寒品種提供依據(jù)[6-8]。

目前有關(guān)低溫脅迫對茶樹影響的相關(guān)研究多采用模擬低溫(4 ℃)的實驗設(shè)置，與冬季及倒春寒期間的自然溫度變化有一定差距，也不符合茶樹生長過程中實際受到的低溫傷害過程。鑒于此，作者以生長在南京的茶樹品種‘龍井長葉’(‘Longjingchangye’)為研究對象，對自然越冬期間(11月中旬至翌年3月底)其葉片部分生理生化指標(biāo)及解剖結(jié)構(gòu)的變化進行比較研究，初步探討茶樹對自然低溫脅迫的生理和結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并分析其對自然低溫的抗性機制，以期為茶樹抗寒性鑒定指標(biāo)篩選以及抗寒茶樹品種選育提供基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

實驗材料為種植于南京市中山陵茶園的10年生茶樹品種‘龍井長葉’的無性系植株，屬灌木型、中葉類早生茶樹品種，抗寒性強，適宜在江南和江北種植。該茶園的具體地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°50′36.71″、北緯32°02′59.49″；屬亞熱帶季風(fēng)氣候；海拔34 m；年均溫15.3 ℃～17.0 ℃，最高溫39.7 ℃，最低溫-13.1 ℃；年日照時數(shù)1 658.8～2 014.4 h；年降水量1 079.9～1 455.2 mm。

隨機選取株齡一致、生長良好且長勢一致的植株作為樣株，共60株，分別掛牌標(biāo)記；樣株的平均株高60 cm、平均地徑43 cm。

從2012年11月15日至2013年3月31日采集供試葉片，約15 d采集1次；取樣當(dāng)日氣溫見表1，數(shù)據(jù)由南京市氣象局南京中山植物園觀測站提供。

表1 自然越冬期間茶樹品種‘龍井長葉’葉片取樣日的氣溫變化

Table 1 Changes in air temperature at sampling day of leaf ofCamelliasinensis‘Longjingchangye’ during natural overwinter-ing period

1.2 方法

1.2.1 樣品采集及處理方法 在取樣日上午8：00，分別于各樣株的當(dāng)年生枝條中部采集無病蟲害的第3枚至第5枚成熟且完整的葉片，混勻；每次取3個重復(fù)樣品。

將樣葉用蒸餾水洗凈并吸干表面水分，稱量后放入液氮中速凍，置于-70 ℃冰箱中保存，用于生理生化指標(biāo)測定；取樣株的第4枚葉片，洗凈并吸干表面水分，用FAA液固定，用于制作石蠟切片。

1.2.2 生理生化指標(biāo)的測定 采用分光光度法[9]134-136測定葉綠素含量；采用考馬斯亮藍法[10]測定可溶性蛋白質(zhì)含量；采用蒽酮比色法[11]測定可溶性糖含量；采用酸性茚三酮顯色法[9]278-279測定游離脯氨酸含量；采用硫代巴比妥酸法[12]測定丙二醛(MDA)含量；采用氮藍四唑(NBT)法[13]測定超氧化物歧化酶(SOD)活性；采用紫外吸收法[14]測定過氧化氫酶(CAT)活性；采用愈創(chuàng)木酚法[15]測定過氧化物酶(POD)活性。每個指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1.2.3 葉片解剖結(jié)構(gòu)的觀察 采用石蠟切片法[16]制片，用Leica RM2016切片機(德國Leica公司)對每個葉片從頂端至底部進行連續(xù)橫切，并從葉柄一側(cè)開始向另一側(cè)進行連續(xù)縱切，切片厚度8 μm；經(jīng)愛氏蘇木精整體染色和番紅-固綠雙重染色后，用BX41TF光學(xué)顯微鏡(日本Olympus公司)進行觀察、拍照和測量。每個指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

采用EXCEL 2007和SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件對相關(guān)實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，并采用Duncan’s新復(fù)極差法進行顯著性檢驗。

2 結(jié)果和分析

2.1 自然越冬期間茶樹葉片生理生化指標(biāo)的變化

自然越冬期間茶樹品種‘龍井長葉’葉片的葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、游離脯氨酸和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)活性的變化見表2。

2.1.1 葉綠素含量的變化 由表2可見：自然越冬期間(2012年11月15日至2013年3月31日)，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的葉綠素含量隨時間推移呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，即在2012年11月15日至2013年1月15日期間逐漸下降，在2013年1月15日至2013年3月31日期間逐漸升高，并在2013年1月15日降到最低值(5.33 mg·g-1)。越冬后(2013年3月31日)葉片的葉綠素含量仍顯著(P<0.05)低于入冬前(2012年11月15日)水平。

2.1.2 主要滲透調(diào)節(jié)物含量的變化 由表2可見：自然越冬期間，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離脯氨酸含量總體上隨時間推移呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，并在2013年1月15日達到最高值，但這3個指標(biāo)的變化幅度各異，其中游離脯氨酸含量的變化幅度相對較小。葉片的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離脯氨酸含量的最高值基本上均較其他時間顯著升高，分別較入冬前升高52.17%、86.18%和32.43%。

2.1.3 MDA含量的變化 由表2可見：自然越冬期間，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的MDA含量變化趨勢與主要滲透調(diào)節(jié)物含量的變化趨勢一致，即隨時間推移呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，并在2013年1月15日達到最高值(1.48 μmol·g-1)。越冬后葉片的MDA含量略低于入冬前水平。

2.1.4 抗氧化酶活性的變化 由表2可見：自然越冬期間，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的SOD、CAT和POD活性均隨時間推移呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其中，SOD活性在2013年1月30日達到最高值(766.71 U·g-1)，CAT和POD活性在2013年1月15日達到最高值(分別為637.59 U·g-1·min-1和1 489.63 U·g-1)；在2013年1月15日至3月31日期間，葉片的CAT和POD活性不同程度降低，SOD活性則在1月30日略有增加，但隨后顯著降低。越冬后葉片的這3種酶活性均略高于入冬前水平。

取樣日期Samplingdate(YYYY-MM-DD)葉綠素含量/mg·g-1Chlorophyllcontent可溶性蛋白質(zhì)含量/mg·g-1Solubleproteincontent可溶性糖含量/mg·g-1Solublesugarcontent游離脯氨酸含量/μg·g-1Freeprolinecontent2012-11-157.10±0.21a15.33±0.42e67.94±0.75h23.77±0.63e2012-11-307.03±0.21ab19.27±0.76c90.94±0.86f24.38±1.31de2012-12-156.72±0.15abc20.20±0.40bc98.72±0.54d25.48±0.53d2012-12-315.93±0.28ef22.87±0.31a103.50±0.33c27.15±0.88c2013-01-155.33±0.18g23.33±0.42a126.50±0.67a31.48±1.22a2013-01-305.81±0.20f20.80±0.72b109.56±1.00b28.83±0.68b2013-02-155.85±0.08f20.87±0.12b98.11±0.82de27.08±0.67c2013-03-016.30±0.31de21.40±0.72b96.94±1.49e25.31±1.19de2013-03-156.61±0.26cd19.07±0.95c83.44±0.42g24.95±0.33de2013-03-316.67±0.19bcd17.67±1.33d58.61±0.95i23.93±0.96de取樣日期Samplingdate(YYYY-MM-DD)丙二醛含量/μmol·g-1MDAcontentSOD活性/U·g-1SODactivityCAT活性/U·g-1·min-1CATactivityPOD活性/U·g-1PODactivity2012-11-150.98±0.02cd719.91±4.81e306.38±8.39h485.07±29.45d2012-11-301.01±0.15cd725.66±2.56de347.09±3.83g503.23±10.80d2012-12-151.15±0.06bcd738.35±3.16bc386.76±3.28e670.93±18.65c2012-12-311.30±0.10ab746.97±7.43bc587.95±5.02b996.03±8.50b2013-01-151.48±0.15a765.06±12.11a637.59±3.07a1489.63±29.93a2013-01-301.20±0.03bc766.71±7.82a565.39±1.59c989.93±19.75b2013-02-151.17±0.07bc740.69±3.62bc423.87±6.42d503.37±21.11d2013-03-011.06±0.19cd734.45±2.81cd380.76±3.11e503.27±17.27d2013-03-151.04±0.18cd726.19±3.37de370.03±4.17f497.70±20.04d2013-03-310.94±0.09d722.78±4.98e309.20±2.95h495.37±21.93d

1)同列中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2.2 自然越冬期間茶樹葉片解剖結(jié)構(gòu)的變化

自然越冬期間茶樹品種‘龍井長葉’葉片的上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織的厚度以及上表皮厚度與海綿組織厚度比值的變化見表3。

由表3可見：自然越冬期間(2012年11月15日至2013年3月31日)，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織厚度總體上均隨時間推移呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，其中，上表皮和柵欄組織厚度在2013年2月15日達到最低值(分別為27.43和91.54 μm)，下表皮和海綿組織厚度在2013年1月30日達到最低值(分別為27.25和169.07 μm)；并且，上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織厚度在越冬期間及越冬后(2013年3月31日)顯著低于入冬前(2012年11月15日)水平。

取樣日期Samplingdate(YYYY-MM-DD)厚度/μm Thickness上表皮Upperepidermis下表皮Lowerepidermis柵欄組織Palisadetissue海綿組織SpongytissueR2)2012-11-1541.99±1.08a32.32±1.87a127.70±5.54a240.05±5.09a0.18±0.00ab2012-11-3037.05±1.63b31.24±0.01ab118.10±3.46b208.59±2.23b0.18±0.01ab2012-12-1533.75±0.63c29.44±0.63cd107.69±7.06c199.53±2.53c0.17±0.01bc2012-12-3132.67±0.62cd29.31±0.40cd104.53±1.07c189.53±7.06d0.17±0.01bc2013-01-1531.59±1.64cde28.72±0.62cd98.84±1.15d183.53±4.35de0.17±0.01bc2013-01-3031.23±1.10de27.25±0.62e96.91±1.86e169.07±3.80g0.19±0.01a2013-02-1527.43±1.07g28.37±0.61de91.54±1.08e174.76±4.17fg0.16±0.01c2013-03-0128.72±0.76fg29.05±0.81cd92.20±1.64de179.46±3.60fg0.16±0.01c2013-03-1529.82±1.65ef29.95±0.06bc93.33±1.24de181.31±2.45ef0.17±0.01bc2013-03-3129.44±1.64efg29.96±0.37bc94.63±1.46de190.08±20.77ef0.16±0.01c

1)同列中不同的小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2)R： 上表皮厚度與海綿組織厚度的比值 Ratio of upper epidermis thickness to spongy tissue thickness.

由表3還可見：自然越冬期間，茶樹品種‘龍井長葉’葉片上表皮厚度與海綿組織厚度的比值隨時間推移呈現(xiàn)波動的變化趨勢。越冬后葉片上表皮厚度與海綿組織厚度的比值較入冬前略降低。

3 討論和結(jié)論

葉綠素含量能夠直接影響植物的光合效率，可作為衡量植物光合能力的重要指標(biāo)。溫度對葉綠素生物合成的一系列酶促反應(yīng)影響較大，低溫能夠抑制酶的活性，影響葉綠素的合成，造成植物葉綠素含量下降，從而降低植物對光的利用率[17-19]。本研究中，自然越冬期間(2012年11月15日至2013年3月31日)，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的葉綠素含量隨時間推移呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，說明越冬過程中茶樹葉片的光合器官未受到永久傷害，但茶樹葉片葉綠素含量的變化是否與低溫相關(guān)還有待進一步研究。

可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離脯氨酸均能夠參與植物細胞的抗寒過程，提高細胞液濃度、降低細胞水勢、增加細胞保水能力，從而降低細胞的冰點，使植物能夠耐受一定程度的低溫脅迫[20-21]。自然越冬期間，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離脯氨酸含量的變化趨勢基本一致，表現(xiàn)為隨時間推移呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢。說明在自然越冬條件下，茶樹品種‘龍井長葉’可能通過增加可溶性糖和游離脯氨酸的合成來提高胞內(nèi)溶質(zhì)濃度，防止細胞過度脫水；同時，還可能合成逆境響應(yīng)蛋白和保護性酶類等，使可溶性蛋白質(zhì)含量增加，從而提高茶樹對低溫的抗性。李葉云等[19]的研究結(jié)果表明：不同茶樹品種的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離脯氨酸含量在-6 ℃時總體上顯著高于對照(未經(jīng)低溫處理)，在-15 ℃和-18 ℃時顯著低于對照，說明-6 ℃的低溫脅迫不會對茶樹的細胞膜結(jié)構(gòu)等造成過度損傷或破壞。由于實驗期間樣品采集地的最低溫度均高于-6 ℃，據(jù)此認(rèn)為，本研究中的自然低溫條件并未阻止茶樹品種‘龍井長葉’葉片中可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離脯氨酸的合成，并且在2013年1月15日后隨著氣溫回升，三者可調(diào)整各自在葉片中的濃度以適應(yīng)環(huán)境溫度的變化。

丙二醛(MDA)既是衡量植物體內(nèi)膜損傷程度的一個重要指標(biāo)，也是冷應(yīng)激損傷的反映參數(shù)，同時也反映了植物對其體內(nèi)活性氧和自由基的清除能力。本實驗結(jié)果表明：溫度越低茶樹品種‘龍井長葉’葉片的MDA含量越高，即溫度越低茶樹細胞膜的損傷程度越嚴(yán)重。相關(guān)研究表明：低溫脅迫能誘導(dǎo)活性氧(ROS)的積累，并且高濃度ROS會破壞細胞結(jié)構(gòu)和生物大分子，導(dǎo)致細胞死亡[22-23]。非生物脅迫下，植物具有氧化應(yīng)激防御系統(tǒng)，可以通過提高超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)等ROS清除酶的活性來清除體內(nèi)的ROS。本研究中，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的SOD、CAT和POD活性均隨入冬后氣溫降低而增強，并隨越冬后期氣溫回升而減弱。基于這3種酶活性的變化，并結(jié)合葉片MDA含量的變化，認(rèn)為在自然越冬條件下，雖然低溫對茶樹細胞膜有一定損傷，但這種損傷仍處于可恢復(fù)范圍內(nèi)；同時，由于茶樹具有一定的耐寒能力，其抗氧化酶活性會隨著環(huán)境溫度下降而增強，以減少細胞中的ROS含量，維持活性氧代謝平衡，進而保護膜結(jié)構(gòu)，減輕有毒和有害物質(zhì)對細胞的傷害。

植物葉片的組織結(jié)構(gòu)與其抗性存在一定的相關(guān)性[24-27]。束際林[28]認(rèn)為，茶樹葉片上表皮和下表皮與角質(zhì)層相連，構(gòu)成葉片的保護層，其厚度與機體的抗寒性有一定相關(guān)性，并且，上表皮對抗寒性的作用比下表皮更顯著，即上表皮越厚茶樹的抗寒性越強。此外，束際林[28]還認(rèn)為，葉片上表皮厚度在20 μm以上，且上表皮厚度與海綿組織厚度的比值在0.18以上為茶樹抗寒性強的標(biāo)志。本研究中，自然越冬期間，茶樹品種‘龍井長葉’葉片的上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織的厚度均隨入冬時間推移呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢，而不同時間葉片上表皮厚度與海綿組織厚度的比值卻低于或略高于0.18，說明茶樹品種‘龍井長葉’并未表現(xiàn)出較強的抗寒性，推測可能由于失水等原因而導(dǎo)致其上表皮、下表皮、柵欄組織和海綿組織變薄，并且隨著氣溫回升及其對低溫的適應(yīng)，葉片各部分組織結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)。

低溫為典型的環(huán)境脅迫因素之一，不但影響植物的生長發(fā)育，而且限制植物的分布。植物的抗寒性既受基因控制，也與長期適應(yīng)季節(jié)及晝夜環(huán)境溫度變化有關(guān)。在冬季來臨之前，隨著氣溫逐漸降低，植物體內(nèi)發(fā)生了一系列適應(yīng)低溫的生理變化(主要包括積累可溶性糖、蛋白質(zhì)和脯氨酸等，調(diào)節(jié)抗氧化酶活性及非酶保護物質(zhì)含量，防止細胞脫水并加速清除活性氧)，以盡量減少低溫對細胞的傷害，不斷提高其抗寒能力。近年來，關(guān)于低溫對植物生理生化影響的研究越來越深入[4，7-8，18-19，21，29]。本研究結(jié)果表明：低溫確實對茶樹品種‘龍井長葉’的葉片產(chǎn)生了一定的傷害，但自然越冬期間的低溫并不會對其造成永久傷害；同時，茶樹通過增加可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、游離脯氨酸的合成及提高抗氧化酶活性來調(diào)節(jié)體內(nèi)的代謝平衡，從而減輕低溫對機體的傷害。在自然越冬期間，低溫對茶樹品種‘龍井長葉’造成的活性氧代謝失衡在溫度回升時得到一定程度的減輕和恢復(fù)，說明茶樹品種‘龍井長葉’對低溫有一定的適應(yīng)性。

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(責(zé)任編輯： 佟金鳳)

收稿日期： 2016-05-31

基金項目： 國家重點研發(fā)計劃課題(2016YFC0500801)； 國家國際科技合作專項資助(2015DFR31130)； 國家自然科學(xué)基金資助項目(31670515； 41271033； 41471029)

作者簡介： 張志永(1986—)，男，山東壽光人，博士研究生，主要從事恢復(fù)生態(tài)學(xué)方面的研究。

①通信作者E-mail： yangxh@caf.ac.cn

Changes in physiological and biochemical indexes and anatomical structure of leaf ofCamelliasinensisduring natural overwintering period

ZENG Guanghui1，2， ZHOU Lin2， LI Xinghui2，①

(1. Wenzhou Vocational College of Science and Technology， Wenzhou 325006， China； 2. Tea Research Institute， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China)，

J.PlantResour. &Environ.， 2017， 26(1)： 63-68

In order to understand the changes in physiological and biochemical indexes and anatomical structure of leaf ofCamelliasinensis(Linn.) O. Ktze. under natural overwintering condition， ten-year-old plants ofC.sinensis‘Longjingchangye’ planted in Nanjing were used as materials， contents of chlorophyll， soluble protein， soluble sugar， free proline and malondialdehyde (MDA)， activities of superoxide dismutase (SOD)， catalase (CAT) and peroxidase (POD)， thicknesses of upper epidermis， lower epidermis， palisade tissue and spongy tissue, and ratio of upper epidermis thickness to spongy tissue thickness of its leaf were compared and analyzed during natural overwintering period (from November 15th， 2012 to March 31st， 2013). The results show that during natural overwintering period， chlorophyll content in leaf appears the trend of decreasing firstly and then increasing as time goes on， while contents of soluble protein， soluble sugar， free proline and MDA， and activities of SOD， CAT and POD in leaf generally appear the trend of increasing firstly and then decreasing， and all of them reach their corresponding lowest or highest values on January 15th， 2013. Compared with before winter， contents of chlorophyll and soluble sugar in leaf decrease significantly， content of MDA decreases slightly， that of soluble protein increases significantly， that of free proline and activities of SOD， CAT and POD increase slightly after winter. During natural overwintering period， thicknesses of upper epidermis， lower epidermis， palisade tissue and spongy tissue appear the trend of decreasing firstly and then increasing， those of upper epidermis and palisade tissue reach the lowest values on February 15th， 2013， while those of lower epidermis and spongy tissue reach the lowest values on January 30th， 2013； ratio of upper epidermis thickness to spongy tissue thickness appears a fluctuation trend. Compared with before winter， thicknesses of upper epidermis， lower epidermis， palisade tissue and spongy tissue of leaf all decrease significantly， while ratio of upper epidermis thickness to spongy tissue thickness decreases slightly after winter. It is suggested that under natural overwintering condition，C.sinensishas some cold tolerance ability. In order to reduce the damage of low temperature to its body， it is possible to mediate the metabolism balance by increasing syntheses of soluble protein， soluble sugar and free proline， and improving related antioxidant enzyme activities during natural overwintering period.

Camelliasinensis(Linn.) O. Ktze.； natural overwintering； cold resistance； physiological and biochemical indexes； anatomical structure

2016-10-24

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金項目(CARS-23)； 國家自然科學(xué)基金資助項目(31470690)； 南京市科技計劃項目(201301076)； 浙江省教育廳高等學(xué)校訪問學(xué)者專業(yè)發(fā)展項目(FX2012146)

曾光輝(1974—)，男，江西廣豐人，碩士研究生，副教授，主要從事園藝作物生理生態(tài)研究。

①通信作者E-mail： lxh@njau.edu.cn

Q948.112+.2； Q945.78； S571.1

A

1674-7895(2017)01-0063-06

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.01.08