高溫高濕脅迫對大果山茶生理特性的影響

藍(lán)芳++梁雅儀++王曉峰++甘鳳瓊++黃榮韶++祝文志

摘要：以三年生大果山茶（Cammellia magnocarpa）和岑溪軟枝油茶（Camellia oleifera ‘cenxiruanzhi）植株為試驗(yàn)材料，在不同溫濕度條件下進(jìn)行處理，測定處理后葉片的水分含量、膜透性、丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量等生理指標(biāo)。結(jié)果表明，在高溫高濕條件下，大果山茶保存水分能力與葉片膜透性高于岑溪軟枝油茶；PPO活性、POD活性遠(yuǎn)高于岑溪軟枝油茶；在兩種處理?xiàng)l件下，大果山茶的平均可溶性蛋白質(zhì)含量分別為16.60、15.08 mg/g，明顯高于岑溪軟枝油茶；MDA、可溶性糖含量也均高于岑溪軟枝油茶。

關(guān)鍵詞：大果山茶（Cammellia magnocarpa）；高溫高濕；生理特性

中圖分類號：S565.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）09-1678-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.09.019

Effects of High Temperature and High Humidity Stresses on Physiological Characteristics of Cammellia magnocarpa

LAN Fanga， LIANG Ya-yib， WANG Xiao-fengb， GAN Feng-qiongb， HUANG Rong-shaob， ZHU Wen-zhib

（a. Postgraduate Department； b. Agricultural College， Guangxi University， Nanning 530005， China）

Abstract： Taking three years of Cammellia magnocarpa and Camellia oleifera‘cenxiruanzhi as samples，after processed by different temperature and humidity conditions， the water content， membrane permeability， MDA content， POD activity， PPO activity， soluble sugar and soluble protein content of leaves were measured. The results showed that，under different stresses of high temperature and high humidity environment，compared with C. oleifera ‘cenxiruanzhi，the ability to maintain moisture and cell membrane permeability of C. magnocarpa were higher； The activity of PPO and POD were much higher than those of C. oleifera ‘cenxiruanzhi. Under the two treatments，the average soluble protein content of C. magnocarpa was 16.60，15.08 mg/g respectively，apparently higher than that of C. oleifera ‘cenxiruanzhi；MDA content and soluble sugar content were higher than those of C. oleifera ‘cenxiruanzhi too.

Key words： Cammellia magnocarpa； high temperature and high humidity； physiological characteristics

茶油又名茶子油、山茶油，是中國特有的木本油脂[1]，油茶樹主要分布于中國的西南和華南地區(qū)[2]。在生活中茶油大多數(shù)情況下被用作食用油，為食用油的珍品，含有硒類物質(zhì)[3]，具有預(yù)防心血管疾病、增強(qiáng)免疫力、延緩動脈粥樣硬化等功效[4，5]，近年來受到越來越多的關(guān)注。大部分茶油是從油茶子中提取，但是目前油茶的產(chǎn)油量低，經(jīng)濟(jì)效益不高，導(dǎo)致農(nóng)民種植油茶樹的積極性不高，因此提高油茶產(chǎn)油量是當(dāng)前亟待解決的問題。

研究發(fā)現(xiàn)，山茶屬植物大果山茶（Cammellia magnocarpa）在油茶品種的產(chǎn)量、產(chǎn)油量等方面表現(xiàn)突出[6]，按茶樹種植密度1 110株/hm2計(jì)算，每公頃可產(chǎn)鮮果32 767.20 kg，產(chǎn)油1 028.02 kg[7]，收獲時單果油脂含量為（13.58±3.36） g[8]。大果山茶產(chǎn)油量高，經(jīng)濟(jì)效益顯著，適合在廣西大面積推廣種植。為此，試驗(yàn)對比了在高溫高濕環(huán)境脅迫下，大果山茶與國家審定主栽優(yōu)良品種岑溪軟枝油茶生理特性的變化，以期為大果山茶的推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為廣西藤縣天平鎮(zhèn)羅漫山的大果山茶林三年生植株，以岑溪軟枝油茶三年生實(shí)生植株作對照，各取12株進(jìn)行試驗(yàn)研究。

1.2 高溫高濕處理

2013年6月將參試植株置于人工氣候室，按照表1的條件進(jìn)行高溫高濕處理。處理時間為0、24、48、72、96、120 h。每株茶樹樣品稱取6份，每份0.5 g，分別裝于封口袋備用。對葉齡相似的樣品進(jìn)行生理指標(biāo)的測定，將兩種茶樹測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

1.3 生理指標(biāo)的測定

葉片相對電導(dǎo)率采用電導(dǎo)儀測定[9]；POD和PPO活性采用比色法測定[10]；可溶性糖含量采用蒽酮法測定[9]；可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定[9]；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定[10]。試驗(yàn)中所有指標(biāo)均以鮮重計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫高濕脅迫對油茶葉片相對含水量的影響

葉片相對含水量（RWC）是標(biāo)志植物水分狀況的重要指標(biāo)，在高溫高濕脅迫下，其含量的變化可反映組織的抗脫水能力[11]。從圖1可以看出，在處理A下，岑溪軟枝油茶苗在前2 d葉片的相對含水率在60%左右，但第3天開始含水率下降速度加快，第3天葉片的含水量為43.05%，出現(xiàn)了一定程度的萎蔫；第4～5天葉片含水量低于10%，失綠發(fā)黃萎蔫。大果山茶在前3 d含水量均在60%左右，第4天含水量才下降，下降至36.94%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于岑溪軟枝油茶的9.76%。第5天葉片才開始呈現(xiàn)出發(fā)黃萎蔫失綠的生理狀態(tài)。在處理B下，岑溪軟枝油茶在第0～5天葉片相對含水率呈下降趨勢，第0～2天葉片出現(xiàn)不同程度的失水萎蔫現(xiàn)象，第3～5天葉片出現(xiàn)干枯發(fā)黃現(xiàn)象；大果山茶苗在第0～5天葉片相對含水率呈現(xiàn)較緩的下降趨勢，第0～2天葉片沒有明顯失水萎蔫現(xiàn)象，第3天葉片有輕度萎蔫現(xiàn)象，第4～5天葉片也同樣出現(xiàn)失綠干枯現(xiàn)象。表明在高溫高濕脅迫條件下，大果山茶植株抗脫水能力強(qiáng)于岑溪軟枝油茶。

2.2 高溫高濕脅迫對油茶葉片膜透性的影響

細(xì)胞膜是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的具有選擇通透性的屏障，當(dāng)植物處于高溫高濕環(huán)境中時引起細(xì)胞裂解，電解質(zhì)外滲[12]，植物細(xì)胞膜的穩(wěn)定性受到影響。用電導(dǎo)率法測定植物膜透性的變化，可作為植物抗逆性的生理指標(biāo)之一。細(xì)胞相對膜透性大，表示受害重，抗性弱，反之則強(qiáng)。

從圖2可以看出，處理A下，岑溪軟枝油茶葉片相對電導(dǎo)率隨處理時間的延長先下降后上升，第1天處于最低點(diǎn)，第1～5天葉片相對電導(dǎo)率逐漸上升，第5天的葉片相對電導(dǎo)率最高；大果山茶葉片相對電導(dǎo)率隨處理時間的延長先緩慢平穩(wěn)下降再迅速上升，第0～3天緩慢平穩(wěn)下降，第3～5天迅速上升，其中第3天處于最低點(diǎn)，第5天葉片相對電導(dǎo)率也最高。在處理B下，岑溪軟枝油茶葉片相對電導(dǎo)率隨處理時間的延長先上升后下降，其中第3天葉片相對電導(dǎo)率最高；大果山茶葉片相對電導(dǎo)率隨處理時間的延長先平緩穩(wěn)定再升高，其中第4天葉片相對電導(dǎo)率最高，第0～3天葉片相對電導(dǎo)率變化不大。

大果山茶在兩種高溫高濕脅迫下前2 d其葉片膜透性變化幅度均不大，說明其細(xì)胞膜沒有明顯受損；岑溪軟枝油茶在兩種高溫高濕脅迫處理下膜透性變化趨勢并不一致，但變化幅度都較大。兩者對比，在高溫高濕脅迫下大果山茶較岑溪軟枝油茶抗性強(qiáng)。

2.3 高溫高濕脅迫對油茶葉片可溶性糖含量的影響

由圖3可知，岑溪軟枝油茶在兩種高溫高濕脅迫條件下其葉片內(nèi)可溶性糖含量變化趨勢不盡相同，在處理A下總體呈上升趨勢，且最后增長較明顯；在處理B下變化趨勢平，說明其葉片最后均受到損傷。大果山茶植株在兩種高溫高濕脅迫條件下其葉片內(nèi)可溶性糖含量的變化趨勢也有差異，在處理B下與岑溪軟枝油茶與處理A下的變化趨勢相似，其葉片內(nèi)可溶性糖含量總體不斷升高，隨處理時間的延長受到外界的影響越大，說明其葉片最后可能受到了損傷；而大果山茶在處理A下可溶性糖含量的變化較處理B表現(xiàn)得稍平穩(wěn)些，表明該高溫高濕條件可能仍屬于大果山茶的承受范圍。

2.4 高溫高濕脅迫對油茶葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

可溶性蛋白質(zhì)具有較強(qiáng)的親水膠體性質(zhì)，影響著細(xì)胞的保水力，植物通過可溶性蛋白質(zhì)的主動積累來降低滲透勢，進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)[11]。在處理A下，岑溪軟枝油茶葉片細(xì)胞可溶性蛋白質(zhì)含量先下降后上升，其中在第1天出現(xiàn)最低值；大果山茶葉片細(xì)胞可溶性蛋白質(zhì)含量變化幅度較??；在處理B下，岑溪軟枝油茶葉片可溶性蛋白質(zhì)含量先平緩變化再上升，大果山茶葉片可溶性蛋白質(zhì)含量緩慢上升，但變化幅度較小；兩種處理?xiàng)l件下大果山茶葉片可溶性蛋白質(zhì)含量平均值都比岑溪軟枝油茶大，說明岑溪軟枝油茶可溶性蛋白質(zhì)含量受到高溫高濕脅迫的影響更大。

2.5 高溫高濕脅迫對油茶POD活性的影響

POD是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶，能有效清除H2O2，在外界脅迫下葉片POD活性增加并發(fā)揮了保護(hù)酶的功能，植物體中過氧化物酶POD活性越高抗逆性就越強(qiáng)，對于逆境的忍受能力就越強(qiáng)[13]。催化這些對植物自身有毒害的過氧化物（POD底物）的氧化和分解以維持自身的正常代謝，從而誘導(dǎo)了POD活性的增加，其活性高有利于細(xì)胞在不利的條件下清除自由基并減輕傷害[14，15]。從圖5可以看出，大果山茶植株在兩種處理下其POD活性最后2 d較第0天有所降低，暗示其葉片細(xì)胞可能出現(xiàn)受損，說明其抗高溫高濕性能不能連續(xù)持續(xù)多天。岑溪軟枝油茶在兩種處理下其POD活性均較低且變化幅度小，暗示其葉片可能受損較為嚴(yán)重，說明其對高溫高濕脅迫的抗性較弱。

2.6 高溫高濕脅迫對油茶葉片PPO活性的影響

PPO作為一種氧化還原酶在光合作用中發(fā)揮作用，催化單酚羥基化為鄰二酚，二羥酚氧化為鄰醌，也可促進(jìn)傷口愈合[16]，以抵抗病原體進(jìn)一步侵染健康的植物組織。所以準(zhǔn)確測定PPO活性具有重要的生理意義和現(xiàn)實(shí)意義。

從圖6可知，在處理A下，岑溪軟枝油茶葉片PPO活性隨處理時間的延長基本保持穩(wěn)定，變化幅度較小，活性都低于100 U/g；大果山茶葉片PPO活性先升高后降低，其中第2天的最高，達(dá)660 U/g；同時，大果山茶葉片PPO活性明顯高于岑溪軟枝油茶。在處理B下，岑溪軟枝油茶葉片PPO活性隨處理時間的延長也是基本保持持平，前3 d活性值也都小于100 U/g，在第4～5天出現(xiàn)的微小增長是由于此時植株葉片已經(jīng)出現(xiàn)干枯，處理時間的變化對其PPO活性無影響；大果山茶PPO活性先微升再微降，然后再迅速升高，接著又迅速下降，其中第3天出現(xiàn)最高值，大于450 U/g；大果山茶葉片PPO活性也明顯高于岑溪軟枝油茶。

2.7 高溫高濕脅迫對油茶葉片MDA含量的影響

丙二醛（MDA）是植株體內(nèi)脂質(zhì)過氧化最重要的產(chǎn)物之一，也是衡量植物遭受外界脅迫的重要指標(biāo)[17]。植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛（MDA）是膜脂過氧化作用的最終分解產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度。由于植物在遭受干旱、高溫、低溫等逆境脅迫時可溶性糖會增加，因可溶性糖吸收峰與MDA吸收峰相近，故在測定MDA含量時一定要排除可溶性糖的干擾。

從圖7可看出，在處理A下，大果山茶葉片內(nèi)MDA含量先微降再平穩(wěn)上升，說明其第0～3天抗處理A下的抗高溫高濕能力穩(wěn)定，可能仍處于其可承受范圍；第4～5天植株才出現(xiàn)受損現(xiàn)象。在處理B下，大果山茶葉片MDA含量一開始迅速上升再平緩上升，暗示大果山茶在處理B下的植株可能受損，不能長時間處于這種脅迫下。岑溪軟枝油茶植株在兩種處理下其葉片內(nèi)MDA含量均先上升后降低，暗示其可能在兩種處理下植株皆出現(xiàn)受損，說明其均不能長時間處于這兩種高溫高濕處理下生長。

3 小結(jié)與討論

在高溫高濕脅迫下，大果山茶和岑溪軟枝油茶三年生植株對脅迫的表現(xiàn)有所差異，在兩種不同程度的高溫高濕脅迫下，通過對植物細(xì)胞中含水量和膜透性測得的數(shù)據(jù)得出，兩種油茶的細(xì)胞膜均受到不同程度的傷害，膜脂過氧化程度有所增加；同時通過對比MDA含量發(fā)現(xiàn)，大果山茶的抗膜脂過氧化的能力強(qiáng)于岑溪軟枝油茶，大果山茶對高溫高濕的抗脅迫能力更強(qiáng)。

當(dāng)植株受到脅迫時，其內(nèi)部的酶系統(tǒng)發(fā)揮保護(hù)作用來抑制內(nèi)部過氧化的發(fā)生，在兩種不同脅迫條件下，大果山茶的保護(hù)酶POD、PPO活性高于岑軟枝油茶數(shù)倍甚至是數(shù)十倍，說明在一定的溫度和濕度脅迫下，大果山茶的抗逆性比岑溪軟枝油茶強(qiáng)。岑溪軟枝油茶在兩種高溫高濕脅迫下其PPO的活性均變化不大，暗示其葉片可能受損，說明其抗高溫高濕能力較弱。在兩種不同程度的高溫高濕脅迫下，大果山茶可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量也均高于岑溪軟枝油茶，說明這兩種物質(zhì)可能在大果山茶抵抗高溫高濕脅迫中起到了一定作用。

植物的耐濕熱能力是一個較為復(fù)雜的綜合性狀，生理指標(biāo)的選擇及耐濕熱性評價方法是準(zhǔn)確鑒別植物耐濕熱性的主要前提。用各種指標(biāo)走向及綜合趨勢來觀察判斷大果山茶幼苗生長狀況特性，以利于選育出所需要的抗性品種。大果山茶具有產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)，除此之外該品種更是宜林荒山開發(fā)不可多得的優(yōu)選項(xiàng)目。本文為今后南方夏季高溫高濕氣候下大果山茶的選擇應(yīng)用、環(huán)境的綠化應(yīng)用及人工栽培管理起到了一定的參考作用，展開對其幼苗在高溫高濕下的生理抗性特性研究勢在必行，以此選育出具備高溫高濕抗性的大果山茶品種，以適應(yīng)其在廣西的復(fù)雜種植環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李 麗，吳雪輝，寇巧花.茶油的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J].中國油脂，2010，35（3）：10-14.

[2] 王平盛，虞富蓮.中國野生大茶樹的地理分布、多樣性及其利用價值[J].茶葉科學(xué)，2002，22（2）：105-108.

[3] ZHAO H，HUANG J，LI Y，et al. Natural variation of selenium concentration in diverse tea plant（Camellia sinensis） accessions at seeding stage[J].Scientia Horticulturae，2016，198：163-169.

[4] 陳梅芳，顧景范，孫名堂，等.茶油延緩動脈粥樣硬化形成及其機(jī)理的探討[J].營養(yǎng)學(xué)報，1996，18（1）：13-19.

[5] 馬 力，陳永忠.茶油的功能特性分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2009， 25（8）：82-84.

[6] 黃榮韶，唐津平.特高產(chǎn)油茶——大果紅山茶[J].大眾科技，2008（3）：102.

[7] 蒲 琦，黃榮韶，張平剛，等.藤縣大果紅山茶形態(tài)特征與經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查分析[J].廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，41（5）：467-470.

[8] 甘鳳瓊，蒲 琦，黃榮韶，等.大果紅山茶果實(shí)發(fā)育過程中油脂的積累[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（8）：1839-1841.

[9] 鄭炳松.現(xiàn)代植物生理生化研究技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2006.

[10] 湯章城.現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指南[M].江蘇：科學(xué)出版社，1999.

[11] 潘 文，張芳秋，張衛(wèi)強(qiáng)，等.高溫高濕脅迫對紅花荷等植物生理生化指標(biāo)的影響及評價[J].廣東林業(yè)科技，2012，28（3）：1-6.

[12] 王 飛，馬金玲，秦丹丹，等.小麥耐熱及熱敏感基因型在高溫脅迫下膜透性及膜脂組分的差異[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報，2013，21（8）：904-910.

[13] ZANG D，WANG C，JI X，et al. Tamarix hispida zinc finger protein ThZFP1 participates in salt and osmotic stress tolerance by increasing proline content and SOD and POD activities[J].Plant Science，2015，235：111-121.

[14] 王啟明.干旱脅迫對大豆苗期葉片保護(hù)酶活性和膜脂過氧化作用的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2006，25（4）：918-921.

[15] 鄭小林，董仁瑞.水稻熱激反應(yīng)的研究Ⅲ.高溫對水稻幼苗葉片過氧化物酶的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998，24（6）：435.

[16] 胡春和.多酚氧化酶的研究現(xiàn)狀[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009（3）：73-74.

[17] 張淑杰，楊再強(qiáng)，陳艷秋，等.低溫、弱光，高濕脅迫對日光溫室番茄花期生理生化指標(biāo)的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2014，33（11）：2995-3001.