我國(guó)茶樹種質(zhì)資源極其豐富,是創(chuàng)造新品種的寶貴材料。從20世紀(jì)80年代開始,我國(guó)茶樹種質(zhì)資源的研究系統(tǒng)化,并取得了重要成就與顯著進(jìn)展。本文對(duì)我國(guó)茶樹抗性資源篩選研究進(jìn)展及2000年以來茶樹在抗寒、抗旱、抗病蟲育種等方面的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)要綜述,報(bào)道如下。
1我國(guó)茶樹抗性資源篩選研究進(jìn)展
1987~1995年曾莉等開展了茶樹種質(zhì)資源抗病性鑒定研究。經(jīng)田間和室內(nèi)鑒定試驗(yàn),從34份資源材料中篩選出對(duì)茶輪斑病高抗材料I份,抗性材料I1份;從30份資源材料中篩選出對(duì)茶苗根結(jié)線蟲病高抗材料5份,抗性材料13份。隨后,曾莉等通過籠內(nèi)產(chǎn)卵量、田間產(chǎn)卵選擇性和田間種群密度調(diào)查等試驗(yàn),對(duì)30份資源材料進(jìn)行了假眼茶小綠葉蟬抗性鑒定,依據(jù)不同年份多次籠內(nèi)接蟲后年平均產(chǎn)卵量的高低,篩選出抗性材料4份,感性材料4份。
在不同無性系茶樹品種中,小綠葉蟬類群數(shù)量的動(dòng)態(tài)和抗蟲性的強(qiáng)弱存在明顯的差異。據(jù)扈克明等研究:矮豐、云抗10號(hào)和云瑰具有較強(qiáng)的抗蟲性,其次是長(zhǎng)葉白毫、波上金臺(tái)、云梅、雪芽100號(hào)和短節(jié)白毫,抗蟲性弱的為景谷大白茶和云桃。兩處茶地的比較表明,矮豐是抗蟲性強(qiáng)的理想品種,景谷大白茶和云桃則是抗蟲性差的茶樹品種。這對(duì)無性系良種的篩選與推廣,特別是對(duì)我國(guó)無性系良種茶園的建設(shè)與推廣,提供了一定的科學(xué)依據(jù)。
王美玲等用茶餅病菌的擔(dān)孢子懸液接種33個(gè)茶樹品種(大葉種17個(gè),中葉種16個(gè)),用離體和活體兩種方法鑒定了茶樹品種對(duì)茶餅病的抗性,結(jié)果表明,沒有免疫的品種。各品種均不同程度的感染茶餅病,高度抗病的有櫧葉齊、蜀永307等9個(gè)品種,嚴(yán)重感病的有臺(tái)灣大葉、越南大葉等9個(gè)品種。大葉種比中葉種更感病??共∑贩N表現(xiàn)出發(fā)病葉位高(新葉l、2葉)、潛育期長(zhǎng)(10~14d)、發(fā)病率低(小于25%)、病情指數(shù)低(小于25)、病斑較?。ㄐ∮?0咖。)、病斑日均擴(kuò)展直徑慢(小于0.4mm/d)等特點(diǎn)。
調(diào)查了276份茶樹品種、品系對(duì)桑白蚧的抗性。結(jié)果發(fā)現(xiàn):各品種茶樹上寄生的桑白蚧數(shù)量差異明顯,變種間亦有差異,與中國(guó)變種相比,阿薩姆雜種內(nèi)對(duì)桑白蚧抗性強(qiáng)的品種多,茶樹品種對(duì)桑白蚧的抗性具有遺傳性,其遺傳性來自親本的一方或雙方。
石和芹等初步研究了26個(gè)茶樹品種對(duì)茶芽粗腿象甲的抗性,茶芽粗腿象甲對(duì)26個(gè)茶樹品種均能產(chǎn)生危害,但不同品種(系)對(duì)該蟲表現(xiàn)有不同的抗性??剐暂^強(qiáng)的品種有浙農(nóng)12、奇曲等。在田間有8個(gè)茶樹品種未受害,不是該蟲不取食為害,而是由于種植該品種的地段尚未發(fā)生此蟲,與茶樹品種無關(guān)。建議進(jìn)行茶芽祖腿象對(duì)不同茶樹品種的食葉量測(cè)定,進(jìn)一步了解不同茶樹品種對(duì)該蟲的抗性情況。
王慶森等以網(wǎng)室內(nèi)單位葉面積產(chǎn)卵量、蛹?xì)?shù)、田間蟲口密度和世代存活率為指標(biāo),研究了黑刺粉虱對(duì)12個(gè)茶樹品種的選擇性。結(jié)果表明:黑刺粉虱對(duì)供試的12個(gè)茶樹品種的選擇性存在極顯著差異,對(duì)G31、福云10號(hào)、鐵觀音和白雞冠等品種的選擇性較強(qiáng):對(duì)丹桂、優(yōu)510、優(yōu)3、玉龍和九龍袍等品種的選擇性較弱。以網(wǎng)室內(nèi)單位葉面積產(chǎn)卵量為指標(biāo)能客觀反映出黑刺粉虱對(duì)茶樹品種的選擇性,為抗蟲品種的選育與利用提供依據(jù)。這是砧、穗認(rèn)同和協(xié)調(diào)的結(jié)果。
楊廣容等研究表明:抗寒性不同的茶樹品種秋冬季光合、呼吸強(qiáng)弱及變化趨勢(shì)明顯不同。茶樹的抗寒性不僅與溫度密切相關(guān),而且與低溫持續(xù)時(shí)間及來臨時(shí)的天氣狀況密切相關(guān)。茶樹寒害首先發(fā)生在葉片上,因品種不同,寒害發(fā)生的程度也有很大的差異。茶樹冬季的光合作用受低溫限制。何孝延對(duì)30份烏龍茶品種資源進(jìn)行抗寒性鑒定,結(jié)果表明,從整體而言,福建烏龍茶品種間的抗寒性無明顯差異,均表現(xiàn)為較抗寒類型。不同低溫程度對(duì)茶樹抗寒性影響顯著。34份烏龍茶品種忍受的臨界低溫為一9~C~一l2℃。
孫仲序等經(jīng)對(duì)l0地市茶區(qū),6個(gè)氣象因子作最短距離聚類分析得出,山東茶主要分布在4個(gè)生態(tài)類型區(qū)域內(nèi),從各生態(tài)類型區(qū)域茶樹變異指數(shù)分析得出,茶樹凍害由輕到重呈花斑式分布。經(jīng)典型相關(guān)分析,各氣象因子與葉片組織結(jié)構(gòu)變化呈正相關(guān)性,以年降雨量和極端最低溫度對(duì)茶樹變異影響最大,其次是年平均溫度、無霜期和日照時(shí)數(shù),1月份年均氣溫對(duì)葉片結(jié)構(gòu)變化影響不大。葉片結(jié)構(gòu)以柵欄組織厚度對(duì)氣候條件最敏感,其次是柵欄組織與海綿組織的比值、海綿組織厚度,葉片厚度和上表皮厚度與氣象因子無關(guān)。孫銳等選取山東引種茶樹的2個(gè)品種:抗寒性較強(qiáng)的勁峰和抗寒性較弱的黃早作為材料,在冰凍脅迫條件下觀察細(xì)胞、組織水平的結(jié)構(gòu)變化,評(píng)價(jià)凍害的影響和受凍的原因,并且探討了細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器對(duì)凍害表現(xiàn)出的不同穩(wěn)定性。
楊亞軍等研究了冷馴化和ABA對(duì)茶樹抗寒力及其體內(nèi)脯氨酸含量的影響,結(jié)果表明:通過冷馴化或者ABA處理,茶樹經(jīng)歷了馴化再到脫馴化的過程,相應(yīng)地茶樹的抗寒力也發(fā)生了很大的變化,由馴化前的幾乎為零逐漸增大,而隨著脫馴化的進(jìn)行又迅速恢復(fù)到馴化前的水平。低溫馴化的臨界溫度為7℃左右,脫馴化的臨界溫度為9℃左右。人工低溫馴化和ABA處理,茶樹抗寒力的提高幅度沒有自然冷馴化下的大。研究發(fā)現(xiàn),冷馴化中茶樹體內(nèi)脯氨酸含量變化是對(duì)外界條件變化的一種綜合反應(yīng),很難說明單一的脯氨酸含量與抗寒力之間的因果關(guān)系。
楊華等“采用生物膜學(xué)說為依據(jù)的電導(dǎo)法,經(jīng)過不同低溫脅迫處理對(duì)川茶群體種、平陽特早、烏牛早、云南大葉種等4個(gè)茶樹品種的新梢(一芽三葉)和成熟葉片組織進(jìn)行了抗寒性測(cè)定。并結(jié)合Logistic方程分別計(jì)算了各茶樹品種的低溫半致死溫度(LT50),列出了供試品種抗寒性的相對(duì)強(qiáng)弱順序?yàn)椋浩疥柼卦?gt;烏牛早>川茶群體種>云南大葉種。
近年來,茶樹育種研究工作者不斷選育出抗寒性茶樹品種(系),如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)系先后選育出特早生特抗寒茶樹新品種”農(nóng)抗早“和早生抗寒優(yōu)質(zhì)茶樹新品系”茶農(nóng)1號(hào)“。浙江大學(xué)茶葉研究所選育出早生優(yōu)質(zhì)抗寒茶樹新品種”浙農(nóng)117“。
2.2抗旱性研究進(jìn)展
對(duì)水分脅迫下茶樹的生理生化變化的研究發(fā)現(xiàn):不同程度的土壤水分脅迫能誘導(dǎo)形成不同種類的芳香物質(zhì)的合成,并隨著水分脅迫程度的加深,其誘導(dǎo)的芳香物質(zhì)種類也增加。水分的脅迫誘導(dǎo)機(jī)制應(yīng)該是在適度低濕度條件和一定的時(shí)間內(nèi),才能誘導(dǎo)形成有效芳香物質(zhì),有可能提高茶葉香氣或形成獨(dú)特的茶葉香型。適度干旱脅迫有利于單樅茶香氣的提高。
水分脅迫下,茶樹葉片及葉綠體的光系統(tǒng)II(PsII)原初光能轉(zhuǎn)換效率(F/F)和PsII潛在活性(F/Fo)降低。而且隨著水分脅迫的加強(qiáng),降低越明顯。三個(gè)茶樹品種對(duì)水分脅迫的響應(yīng),也存在一定的差異,表明它們的抗旱性不同,其中福鼎大白茶和黔湄809抗旱性較強(qiáng),黔湄303較差。保水劑是一種新型的土壤改良劑和農(nóng)業(yè)抗旱材料。
毛平生等施用法國(guó)產(chǎn)林木型保水劑使茶苗移栽成活率提高24%,茶樹夏梢長(zhǎng)度、樹幅寬度以及百芽重均明顯增加,說明施用此種保水劑有促進(jìn)茶樹新梢的生長(zhǎng)速度,增加生物產(chǎn)量的作用,有利于加快幼齡茶樹成園,達(dá)到提早投產(chǎn)的目的。
2.3抗病蟲性研究進(jìn)展
茶樹的機(jī)械抗病性在于它固有的防御結(jié)構(gòu)和侵染后形成的機(jī)械防御結(jié)構(gòu)。茶樹抗病性的生化基礎(chǔ)包括兩個(gè)方面。:先天性的生化防御和病原物誘導(dǎo)的代謝防御。曾莉等對(duì)云南3O份茶樹種質(zhì)資源品種進(jìn)行了假眼茶小綠葉蟬抗性鑒定,并對(duì)篩選出的8份抗感材料進(jìn)行了葉片解剖結(jié)構(gòu)研究分析,結(jié)果表明,茶樹資源品種的抗性與葉片葉肉厚度、上表皮細(xì)胞數(shù)、柵欄組織厚度和海綿組織厚度均呈負(fù)相關(guān)。抗性資源品種一般葉片和嫩莖上表皮細(xì)胞數(shù)量多,角質(zhì)化程度較高,葉片較厚;而感性品種則正好相反。同時(shí)對(duì)8份抗感性品種的生化成分進(jìn)行了初步分析,抗性品種與咖啡堿含量呈負(fù)相關(guān),但未達(dá)顯著;而與氨基酸和茶多酚含量的關(guān)系并不十分明確。王云等以福鼎大白茶作對(duì)照,選出的兩個(gè)新品系天府28號(hào)和天府l1號(hào)不僅早熟、豐產(chǎn)、質(zhì)優(yōu),而且其高適應(yīng)性和高抗病蟲危害性在當(dāng)前茶樹品種中十分少見。
根際微域環(huán)境中所發(fā)生的一切對(duì)茶樹生長(zhǎng)起著關(guān)鍵作用。茶樹對(duì)根腐病菌的抗性是根際效應(yīng)的一種表現(xiàn),根表面的一些有益微生物可通過直接的或間接的作用參與茶樹生理代謝而實(shí)現(xiàn)抗病。據(jù)初步試驗(yàn),對(duì)根腐病菌的抗性可能與根皮醣的含量有關(guān),其含量高可減緩根腐病的發(fā)生。植物抗蟲基因工程的誕生,為防治害蟲提供了一條嶄新的途徑,從而開辟了植物抗蟲育種的新時(shí)代。目前,我國(guó)已有Bt基因轉(zhuǎn)化獲得轉(zhuǎn)基因茶樹的研究報(bào)導(dǎo),雖未在田間推廣應(yīng)用,但應(yīng)當(dāng)相信,應(yīng)用基因工程技術(shù)進(jìn)行抗性育種將是21世紀(jì)茶葉科學(xué)研究的重大課題之一,具有廣闊的應(yīng)用前景。
3展望
我國(guó)茶樹抗性資源篩選和抗性育種雖然取得了很大的進(jìn)展,但由于茶樹育種所需年限和難度都高于一年生作物,而且有關(guān)抗性機(jī)制和抗性遺傳效應(yīng)等方面的研究尚有許多難點(diǎn),需要遺傳學(xué)、育種學(xué)、生理學(xué)、植物保護(hù)學(xué)、分子生物學(xué)等多學(xué)科長(zhǎng)期不懈的協(xié)作。