以电导法配合Logistic方程鉴定茶树品种的抗寒性

1、以电导法配合 Logistic 方程鉴定茶树品种（系）的 抗寒性茶树（ Camellia sinensis （L. ） O. Kuntze ）是世界上著 名的三大饮料作物之一， 属多年生常绿木本植物， 现已在中国南 方地区广泛种植， 而抗寒性问题是制约其在北方地区推广的最主 要限制因子。 湖北省地处中国南北交界地带， 冬季的低温时有发 生，因此筛选出抗寒能力强的优良茶树品种进行推广种植具有重 要意义。有研究表明，当低温发生时，植物细胞膜的外形和厚度 会发生变化，导致膜透性增大，电解质大量外渗，外渗量反映了 膜的受伤害程度 1-3 。因此， 利用电导法配合 Logistic 方程求 得植物的低温

2、半致死温度（ Semi-lethal temperature ， LT50）， 可比较不同植物的抗寒能力强弱 4-6 。目前，这一技术已在茶 树抗寒性研究中得到应用推广 7 ，8 。本研究在经过单株选择初 步筛选出茶树优良品系的基础上，以福鼎大白茶（ C. sinensis （ L. ） O. Kuntze cv. Fuding Dabaicha ）为对照，对 4 个优良 品系利用电导法配合 Logistic 方程进行抗寒性鉴定评价，以期 为茶树优良品种的选育提供抗寒性方面的理论依据。1 材料与方法1.1 材料 供试材料取自湖北省农业科学院果树茶叶研究所的湖北茶 树种质资源圃，分别为 20-2

3、-1 、20-3-1 、03-7-4 、 05-9-1 和福 鼎大白茶，均为五年生的茶树品种（系）。1.2 叶片电解质渗透率的测定每份茶树品种 （系） 从田间采集生长一致且健康无病害的当 年新生成熟叶片，先用自来水冲洗干净，然后用去离子水漂洗2 3 次，再在洁净滤纸上吸干叶片表面残留的水分。取叶片小样时 避开叶片主脉，用打孔器打取圆形片样。任取 10 个叶片圆片作 为一组，分装至细菌瓶中，每组重复3 次。分别放置于预定温度梯度（-3、-6、-9、-12、-15 C）的低温环境中进行处理，处 理至预定时间后取出。用移液枪准确加入10 mL去离子水于细菌瓶中，盖上橡皮塞，抽气，抽完后缓缓开启橡皮塞

4、，放入空气， 使叶片沉入瓶底。然后盖上橡皮塞，将细菌瓶放于摇床上处理2 3 h ，处理完后取出静置2030 min，再用DDS-11A电导仪测定其叶片样 品的冰冻电导率。测定后盖上橡皮塞，在沸水浴中处理 10 min， 取出冷却至室温后，测定其煮沸电导率。电解质外渗率=冰冻电导率/煮沸电导率X 100%1.3 Logistic 方程拟合和半致死温度计算方法 在植物抗寒性研究中，电解质外渗率拟合 Logistic 回归方 程为： y=K/ （ 1 +ae-bx ） （其中， y 为叶片的电解质外渗率、 x 为 处理温度、K为极限电解质外渗率、a和b为方程参数）。为了确定 a、 b 的值，将方程进

5、行线性化处理， ln （K-y） /y=ln a-bx ，令 y1=ln （K-y ） /y ，则转化为细胞伤害率（ y1 ）与处理温度（x）的直线方程。通过直线回归的方法求得a、b值及相关系数，则低温半致死温度 LT50=ln a/b9。2 结果与分析2.1 不同低温处理下各茶树品种 （系） 叶片电解质外渗率的 变化叶片电解质外渗率大小是常用的衡量植物遭受温度胁迫后 受害程度的生理指标， 低温胁迫使细胞膜的透性增加， 越不抗寒 的植物，膜透性的增加速度越快 10 。试验中各茶树品种（系） 的叶片在不同低温处理下电解质外渗率的变化结果见表1，从表1 可见，随着处理温度的不断降低，各茶树品种（系

6、）的电解质 外渗率呈现升高趋势，但升高的幅度并不相同，在温度降至-6 C 之前，5个茶树品种（系）的电解质外渗率差异较小；而到 -9 C 时，部分品种（系）的电解质外渗率出现急剧增加的趋势，其中 03-7-4 品系上升的幅度最大。总体来看，电解质外渗率的变化 呈现缓慢增加-快速增加-缓慢增加的趋势，为典型的“ S”型曲 线变化，符合 Logistic 曲线的变化规律。2.2 由 Logistic 方程拟合各茶树品种（系）的低温半致死 温度利用茶树叶片电解质外渗率拟合 Logistic 方程，确定茶树 品种（系）的低温半致死温度， 结果见表 2，如表 2 所示， Logistic 拟合方程的相关

7、系数均达到了显著水平， 这说明抗寒性研究结果 是可靠的。与对照品种福鼎大白茶相比， 茶树品系 03-7-4 、20-3-1 和 20-2-1 的低温半致死温度均不同程度地低于对照，其中品系 03-7-4的低温半致死温度最低，达到了 -14.40 C;而茶树品系 05-9-1 的低温半致死温度高于对照。根据得到的低温半致死温 度进行茶树品种（系）抗寒性强弱排序，结果依次为 03-7-4 、 20-3-1 、 20-2-1 、福鼎大白茶、 05-9-1 。3 小结与讨论利用电导法测定植物叶片电解质的渗漏情况来确定植物的 受害程度操作较为简单，已经成为植物抗寒性最常用的鉴定方 法。在不同低温处理下， 茶树叶片电解质外渗率随着温度的降低 不断增大，这与 Lyons1 的早期研究结果相吻合。虽然不同茶 树叶片电解质外渗率升高的幅度不同，但总体呈现缓慢增加 -快 速增加-缓慢增加的趋势，为典型的“ S”型曲线变化，符合 Logistic 曲线的变化规律。利用茶树叶片电解质外渗率拟合 Logistic 方程，确定 20-2-1 、20-3-1 、03-7-4 、05-9-1 和福鼎 大白茶 5个品种（系）的低温半致死温度分别为 -10.98 、-12.81 、 -14.40、-7.93和-10.34 C;根据得到的低温半致死温度进行5个茶