干旱胁迫对不同品种茶树幼苗生理特性的影响
作者： 农玉琴 巫虹颖 翁小婷 韦锦坚 骆妍妃 阳景阳 陈杏 陈远权
摘要 通过盆栽控水试验，研究自然干旱胁迫下3个茶树品种的叶绿素相对含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化规律，并运用隶属函数法综合评价3个茶树品种的抗旱性。结果表明：与CK相比，干旱胁迫显著提高了3个茶树品种幼苗叶片中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）、可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（SS）和脯氨酸（Pro）含量，显著降低了叶绿素相对含量。随着干旱胁迫时间延长至15 d，3个茶树品种叶片中叶绿素相对含量均呈下降趋势，MDA含量先上升后下降；SOD、POD、CAT活性先快速升高，在胁迫11 d后开始趋于平缓；SP、SS和Pro含量均呈显著上升趋势。此外，隶属函数法综合分析结果显示，3个茶树品种的抗旱性表现为板塘C>中茶108>王丰瑞-6号。
关键词 干旱胁迫；茶树；生理特性；抗性评价
中图分类号 S 571.1 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2024）16-0096-05
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.16.020
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Effects of Drought Stress on the Physiological Characteristics of Seedlings of Different Tea Varieties
NONG Yu-qin，WU Hong-ying，WENG Xiao-ting et al
（Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research Institute，Longzhou，Guangxi 532415）
Abstract A potted water control experiment was conduct to study the changes in chlorophyll relative content，antioxidant enzyme activity，and osmotic adjustment substance content of three tea varieties under drought stress，and comprehensively evaluated the drought resistance of three tea varieties by membership function method.The results showed that compared with CK，drought stress significantly increased the activities of superoxide dismutase （SOD），peroxidase （POD），catalase （CAT） and the contents of malondialdehyde （MDA），soluble protein，soluble sugar and proline in the seedlings leaves of three tea varieties，while significantly reduced the relative content of chlorophyll.With the extension of drought stress time to 15 days，chlorophyll relative content in the leaves of three tea varieties showed a decreased trend，and the malondialdehyde （MDA） content increased and then decreased;the activities of SOD，POD，and CAT increased rapidly，and tend to stable after 11 days of stress;the contents of soluble protein，soluble sugar，and proline showed a significant increased trend.In addition，the results of membership function method showed that the drought resistance of three tea varieties was ranked as follows：Bantang C>Zhongcha 108>Wangfengrui-6.
Key words Drought stress;Tea;Physiological characteristics;Resistance assessment
基金项目 广西农业科学院基本科研业务专项（桂农科2021JM129，桂农科2023YM23，桂农科2022YM32，桂农科2023YM47）。
作者简介 农玉琴（1986—），女，广西龙州人，助理研究员，从事茶树栽培与生理调控研究。*通信作者，高级农艺师，硕士，从事作物高效栽培与育种研究。
收稿日期 2023-09-27；修回日期 2023-11-20
茶树［Camellia sinensis （L.） O.Kuntze］是我国南方地区重要的经济作物之一，因其叶片优异的饮用品质而成为世界三大饮料之一，具有丰富的保健作用和较高的经济价值［1］。茶树也是一种性喜湿润的多年生常绿木本植物，但是我国茶园主要分布在南方丘陵地区，年降雨量存在分布差异，甚至有些茶园的降雨量严重不足，并且伴随着近年来全球气温升高和南方季节性缺水频发，干旱已成为制约茶叶产量和品质的重要逆境因子之一［2-3］。因此，深入了解茶树生长的需水规律与提高茶树耐旱性，对我国茶产业可持续发展具有重要意义。
研究已表明，植物在干旱条件下自身会通过抗氧化调节、渗透调节以及细胞膜结构调节等一系列生理生化变化，以减轻干旱带来的损伤及提高植株耐旱性［4-6］。在燕麦［7］、玉米［8］与甘蔗［9］等农作物上研究发现，干旱胁迫显著提高了抗氧化酶活性，并显著增加了渗透调节物质含量和质膜透性。此外，刘元玺等［10-11］研究发现，在干旱胁迫下，云南松、胡杨的SOD、POD、CAT活性显著增强，且可溶性糖、游离脯氨酸和MDA等物质含量显著增加。可见，研究抗氧化酶活性与渗透调节物质含量的变化规律对茶树的抗旱栽培具有重要的指导意义。
已有研究发现，干旱胁迫会导致茶叶中茶多酚、氨基酸等物质含量降低，品质严重下降［12-13］。研究显示，干旱胁迫下，茶树的光合特性、抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性以及渗透调节物质均有不同程度的增加［14-15］，但关于不同茶树品种在干旱胁迫下的生理变化规律研究报道较少。笔者通过盆栽控水试验，对比不同干旱胁迫时间下3个茶树品种的叶绿素相对含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量的变化规律，探究不同茶树品种对干旱胁迫的生理响应特征，并运用模糊隶属函数法对其抗旱性进行综合评价，以期为茶树抗旱栽培及抗旱分子育种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为“板塘C”“王丰瑞-6号”（田间表现出良好农艺性状）和“中茶108” （对照品种） 3个茶树品种的1年生标准茶苗，均由广西南亚热带农业科学研究所茶树育种中心提供。
试验在广西南亚热带农业科学研究所格林温室大棚内进行，于2022年3月将3种标准茶苗均栽种在高30 cm、上口径40 cm、下口径25 cm的塑料盆中，每盆装土20.0 kg，土壤为旱地红壤和少量珍珠岩混合物，常规水肥管理，保证茶苗生长良好。
1.2 试验设计
2022年7月进行盆栽控水试验，每个茶树品种选取株型、长势基本一致的健康茶苗36株进行干旱胁迫试验。试验茶苗在干旱胁迫处理前正常淋水7 d，之后停止淋水让茶苗连续自然干旱15 d，以第1次（即干旱胁迫3 d）取样作为对照（CK），在自然干旱的过程中每隔4 d取1次样，每个处理设置3次重复。
1.3 样品采集
分别于自然干旱胁迫3 d（CK）、7、11和15 d后，选取长势均匀一致的茶苗3株，每株分别在上、中、下层选择健康叶片检测叶绿素含量；同时，采集一芽二三叶新梢，迅速用液氮速冻后，放置于-80 ℃冰箱中保存，用于测定各项生理生化指标。
1.4 测定项目和方法
1.4.1 叶绿素相对含量测定。采用便携式叶绿素测定仪（SPAD-502Plus）检测叶绿素相对含量。
1.4.2 渗透调节物质含量测定。可溶性蛋白质（SP）含量采用考马斯亮蓝G-250法测定；可溶性糖（SS）含量采用蒽酮比色法测定；游离脯氨酸（Pro）含量采用酸性茚三酮比色法测定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定［16］。
1.4.3 抗氧化酶活性测定。茶叶的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）及过氧化物酶（POD）活性采用苏州格锐思生物技术有限公司（www.geruisi-bio.com）提供的SOD、CAT和POD测试盒，并按照说明书方法进行检测。
1.5 数据统计
数据用Microsoft Excel 2010 软件进行处理、绘柱状图。采用SPSS 20.0 统计分析软件进行单因素分析（LSD法，α=0.05）。
运用隶属函数法对3个茶树品种进行抗旱性综合评价。隶属值计算公式为
R（Xij）= （Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin） （1）
R（Xij）= 1-（Xij-Xjmin）/（Xjmax-Xjmin） （2）
式中：Xij为i种类j指标的测定值；Xjmax为所有种类j指标的最大值；Xjmin为所有种类j指标的最小值；R（Xij）为i种类j指标的隶属函数值。隶属函数（1）计算正相关指标，反隶属函数（2）计算负相关指标，将各样品的指标隶属值进行累加计算综合值，综合值越大，抗旱性越强。
2 结果与分析
2.1 自然干旱胁迫下3 种茶树幼苗叶绿素相对含量变化
由表1可知，3种茶树叶片中的叶绿素相对含量在自然干旱胁迫下整体呈显著下降趋势。在干旱胁迫处理7 d后，中茶108叶片中的叶绿素相对含量较CK显著下降 16.12%，板塘C显著下降13.35%，王丰瑞-6号显著下降16.70%。干旱11 d后，中茶108、板塘C和王丰瑞-6号叶片中的叶绿素相对含量较CK也分别降低28.10%、25.39%和31.55%。干旱胁迫15 d 后，叶绿素相对含量降至最低水平，其中，中茶108显著下降至CK的54.16%，板塘C显著下降至CK的55.40%，王丰瑞-6号显著下降至CK的54.08%。各品种茶树叶片中叶绿素相对含量表现为板塘C>中茶108>王丰瑞-6号。