用电导法配合Logistic方程鉴定茶树的抗寒性

实验方法 用电导法配合华唐茜 黄毅罗学平 (四川农业大学林学园艺学院四川 雅安625014) 摘要：采用生物膜学说为依据的电导法，经过不同低温胁迫处理对川茶 群体种、平阳特早、乌牛早、云南大叶种等4个茶树品种的新梢(一芽三叶)和 成熟叶片组织进行了抗寒性测定。并结合低温半致死温度()，列出了供试品种抗寒性的相对强弱顺序为：平阳特 早乌牛早川茶群体种云南大叶种。 关键词：茶树品种相对电导率抗寒性半致死温度 抗寒性是植物在长期适应低温胁迫过程中，通过自身的 遗传变异和自然选择而获得的一种形态和生理生化特性。茶 树具有喜温暖湿润特性，温度是限制茶树分布的重要生态因 子，因此寒害是茶叶生产中的重要自然灾害之一。进行茶树的 抗寒性测定对茶树的引种或抗寒育种及扩大茶树栽培、提高 茶叶产量品质等都具有十分重要的意义。 茶树的抗寒性鉴定分为田问鉴定和实验室间接鉴定两种 方法。田问自然鉴定是在寒害发生期对受害的田问植株一定 器官、组织以一定的标准进行评价、比较、鉴定。实验室间接鉴 定是人据作物某些生 理生化指标及物理指标间接推断供试材料的抗寒性。但田问 鉴定抗寒性有一定的局限性，例如四川茶区具有冬暖夏凉的 气候特点，茶树寒害发生的几率较低，而实验室间接鉴定具有 快速、准确、干扰少等优点，因此实验室间接鉴定是植物抗寒 性鉴定的主要方法。电导法是实验室间接鉴定植物抗寒性的 重要方法之一，已经广泛应用于苹果、柑橘、桃、葡萄、梨、杏、 花椒、香蕉等_抗寒性鉴定，但应用于鉴定茶树抗寒性的报 道尚不多见。因此，本研究主要以茶树当年生的新梢和成熟叶 片为材料，分别研究其在不同低温处理条件下相对电导率变 化规律及与不同茶树品种抗寒性之间的关系，从而为茶树品 种抗寒性的鉴定提供参考依据。 1材料与方法 11实验材料 供试材料取自四川农业大学教学实习茶同，品种有川茶 群体种、平阳特早、乌牛早和云南大叶种等4个品种，于2006 年5月下旬分别取各品种的一芽三叶春梢和成熟叶片。 1_2_1低温处理 将各品种的新梢和成熟叶片分别分成6组(I、 、V、用洁净干燥的纱布包裹，将I温处理，处理温度分别是：0C、一8、一15、一20C、一25， 冷冻12在0 h，先用自来水冲洗数次，再 用蒸馏水冲洗3遍，并用洁净的纱布擦拭后晾干，第组放置 室温下(25)作对照。 122叶片相对电导率的测定 选取经低温处理成熟叶片，避开主叶脉，每组分别用打孔 器取叶肉组织 等份(3次重复)，每份20片，置入瓶中，各加入40泡6导仪测定浸时摇匀)，以代表低温处理后电解 质的电导率(再将三角瓶用保鲜膜封好放入水浴锅中蒸 煮30置至室温，再次测定其电导率，用以代表电解质的 全部渗 量(R，)，用公式、求出相对电导率和伤害率。 R()： X 100 b 】()： ! 100一 J一 e 式中：煮后电导率；据朱根海 、王永红 等的报道在不同低温处理下，植物卡 对电导率曲线一般呈S形，认为应用电导法配合 程求S形曲线的拐点温度能较准确地估计温半致死温度，即相对电导率为50时的临界半致死低温 (可作为反 植物抗寒性的一个重要指标。 x曲线方程方程为1= k ， 数学上，拐点 时的 1+ 为半致死温度(T n)俩 。因此，笔者采用电导法配合来计算不同茶树品种叶片和新梢的半致T ，以该 值作为各品种抗寒能力评价的参考指标 1_2_3新梢相对电导率的测定 将低温处理的新梢剪成23组等量称取= 等份(3次重复)，每份重2g，置人100ml 加入50馏水，浸泡6电导率，其余方法与步骤同122。 项目资金：四川省“十五”茶树育种攻关子课题。 作者简介：杨华(1974)，女，在读硕士研究生，研究方向：茶树栽培生理与生态。E26讯作者。 3O 2006年第3期 维普资讯 1冷冻处理后各品种叶片的受害症状 表1 新梢的受害程度观察结果 种 受害程度 抗寒性顺序 川茶群体种叶商矫色 ，变深，有翔赶，叶 。叶片冻 锤8O 3 平阳特 叶脉泛红，叶脉附近有红斑 叶片冻害率约7() I 鸟牛早 叶脉泛红川尖和叶缘呈紫红色。h 率约75 2 云 叶 一叫背干 新梢在15下的受害程度 在0下，各品种受害症状均不明显，随温度降低，受害程 度加重，一25时受害最重。各品种在一15低温条件下12受害情况见表1。从表1可以看I，经一15 o【 低温胁迫12h 后，各品种叶片均表现出不同程度的受害症状，其中云南大叶 种最严重，约95的叶片组织面积受害；平阳特 相对较轻， 受害面积约70。在5个低温处理条件下，根据其受害症状的 轻重程度，可初步推断供试各品种的抗寒性强弱顺序为：平阳 特早乌牛早川茶群体种云南大叶种。 2_2低温处理对相对电导率与伤害率的影响 2_21成熟叶片相对电导率 伤害率 表2低温条件下茶树叶片相对电导率和伤害率 品种测定指标搴温 OC 一8 一15 ： 一20C 一25 茶 R() I I30 1285 6257 6279 6627 6752 群体种 f1 175 5780 5805 6197 6338 半阳 R() 1o08 1()99 4950 7012 7184 7302 特 124 4453 6907 7037 6718 电牛甲 R() 1233026 7350 6858 0 32 5798 6593 6964 64南 R() 1508 1531 6988 7013 70I 5 72叶种 4 22 6630 6603 66 33 6856 各品种成熟叶片经不同低温处理后的相对电导率和伤害 率见表2。表2表明，随着温度降低，供试各品种叶片的相对电 导率随之增加，但增加的幅度并不均匀，从室温(25 至 0的过程中，相对电导率增加缓慢。当温度降至一8 时，各品 种的相对电导率均冉现急剧增加的趋势，分别比增加 49、45、49、46倍。在一1520温度条件下， 相对电导率的增加比较缓慢。各品种叶片经不同低温处理后 伤害率的变化趋势与相对电导率相似。 表3茶树叶片半致死温度 品种 拟合方程 r 抗寒性顺序 川祭群体种 暑 一81 1*之s s 726873 )。_一 l+66907e 709137 45l+44547e 70723l y 而i 1+36892e 850* 2 l 792* l 706* 一172 2 4 实验方法 利用茶树叶片相对电导率拟合y= 。一 ， 来确定半致死温度(见表3。表3表明川茶群体 l+ ” 种、平阳特早、乌牛早、云南大叶种的半致死临界温度依次为 一256、一562331 o【：、一172，从半致死温度所反应的抗 寒性强弱来看，抗寒顺序为平阳特 呜牛 川茶群体 种云南大叶种。这卜得的结论 一致。 222新梢相对电导率卜品种新梢经不同低温处理后的相对电导率和伤害率见 表4。表4表明，随着温度降低，供试各品种新梢的相对电导率 和伤害率总体呈增加的趋势 从室温(25至0，相对电导率和伤害率增加缓慢?当温度降低至一8 时，各 品种新梢的相对电导率和伤害率均 现急剧增加的趋势，相 对电导率分别比0 时增加320、408、256、349倍，伤害率分 刖增加19161、523、956倍。这与成熟叶片相埘电导率 和伤害率的变化规律一致。 表4低温条件下茶树新梢相对电导率和伤害率 品种 测定指标摩温 0 ： 一8 ： 一15 一20 一25 茶 R() 2235 2546 81_38 8222 8370 8509 群体种 4602 7655 79778 平阳 R() 1 869 2()23 8250 80_38 8629 8718 特早 一 189 7848 7587 8314 8423 1939 3075 7880 8536 8437 8832 乌牛早 一 】409 7370 剐83 806】 】 云南 R() 1726 2435 85【)4 8261 8481 8849 大叶种 857 8192 7898 8165 8609 由，。 ，见表5。表 5表明，阳特早、乌牛甲、云南大叶种的半致死 临界温度依次为一152 一196 o【：、一162、一11 l，从半致 死温度所反应的抗寒性强弱来看，抗寒顺序为平阳特早川I 茶群体种乌牛早云南大叶种。这序 用直接观察的 方法和对叶片的测定结果基本一致。 表5茶树新梢半致死温度 品种 拟合方程 ， 抗寒性顺序 川茶群 448* s 半阳特 y j 一658*一196 1 鸟牛早 y：一一86317 2 590*2 3 云 + 713* P0 p0()5 3结语 电导法测定茶树抗寒性的原理是：低温胁迫可引起茶树细 2006年第3期31 牛 伸 璃 Z 维普资讯 (江西省蚕桑茶叶研究所 南昌 330203) 在以很方便地计算出各矢量图的面积， 其实在样便可 利用扫描仪对茶叶、桑叶等植物叶片进行扫描，得到位图图像 后，进行叶片面积测定。经试验，利用这种方法测定的叶片面 积的误差小，远远低于利用经验公式测得的叶面面积误差。由 于计算机的普及，利用也是一种很方便的方法。 一、设备 1、计算机(其中安装了 2、扫描仪。 3、尺子。 =、测定方法 l、扫描：把要测定的叶片摊放于扫描仪上，再覆盖一张白 纸，关好扫描仪盖进行扫描。扫描设定：分辨率为72(应与 般为72像素英寸)，比例为 100，扫描模式为黑白，亮度为0。 (。 三、方法比较 1、右图总面积为18841344总象素为203454，其中1 号叶象素为5572，2 号叶为10133，3号 叶为14357，4号叶 为34644。根据以上 公式计算m 1号叶 面积为6932 号为12613号 为1786号为 431 2、用茶叶面积公式测定： 1号叶面积为551807=6，932号叶面积为 682707=12853号叶643807=1702 2、图像面积：打开经扫描得到的叶片图像文件，点击顺序 号叶面积为12854907=4408为“图像”“图像大小”，记录其中宽度值为w、高度值为 四、结论 H，则面积为S：WH(。 从以上的测定结果可以看出，两种方法测定的叶面积非 3、图像像素值：点击“图像”一“直方图”，记录整个图 常接近。但对于叶缘齿较大的叶片，在测量过程中需要估计位 像的像素值为A。 置，存在一定的误差，如4号叶；不同形状的叶片，应有不同的 4、叶片的像素值：先用磁性选择工具，选取需要测定面积 修正系数，而用茶叶面积公式法的测定过程中，系数都是07， 的叶片，点击“图像”一“直方图”，记录选取区域的像素值 所以也存在误差，如3号叶与2号叶。由于利用计算机扫描技 为B，即为所求叶片的像素值。 术，不存在修正系数的问题，所以测定结果比较准确，而且可 5、计算叶片面积(设为M)：叶片面积M=SBA 以同时测很多张叶片。 【 ：j 胞膜不同程度的伤害，使膜的选择透过性降低或丧失，导致细 胞内电解质外渗，组织浸出液的电导率增大。通过测定组织浸 出液的电导率变化即可反映出膜受害程度和茶树抗逆性的强 弱 。 低温胁迫下电解质渗透率变化规律：随着低温加剧，茶 树叶片及新梢的相对电导率增加，电解质渗透率表现出有 规律的变化，呈现慢一快一慢的变化规律，即呈“s”型曲 线。 用直接观察的方法和测定叶片相对电导率的方法比较 茶树抗寒性强弱顺序的结果吻合，可见用测定叶片相对电 导率的方法来反映茶树的抗寒性较为客观真实。无论从形 态指标还是生理指标比较，都表明平阳特早在4个供试品 种中的抗寒性能力是最强的，较适合北方和高海拔茶区引 32 2006年第3