我國茶樹(shù)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80年代開(kāi)始,我國茶樹(shù)種質(zhì)資源的研究系統化,并取得了重要成就與顯著(zhù)進(jìn)展。本文對我國茶樹(shù)抗性資源篩選研究進(jìn)展及2000年以來(lái)茶樹(shù)在抗寒、抗旱、抗病蟲(chóng)育種等方面的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)要綜述,報道如下。
1我國茶樹(shù)抗性資源篩選研究進(jìn)展
1987~1995年曾莉等開(kāi)展了茶樹(shù)種質(zhì)資源抗病性鑒定研究。經(jīng)田間和室內鑒定試驗,從34份資源材料中篩選出對茶輪斑病高抗材料I份,抗性材料I1份;從30份資源材料中篩選出對茶苗根結線(xiàn)蟲(chóng)病高抗材料5份,抗性材料13份。隨后,曾莉等通過(guò)籠內產(chǎn)卵量、田間產(chǎn)卵選擇性和田間種群密度調查等試驗,對30份資源材料進(jìn)行了假眼茶小綠葉蟬抗性鑒定,依據不同年份多次籠內接蟲(chóng)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(wú)性系茶樹(shù)品種中,小綠葉蟬類(lèi)群數量的動(dòng)態(tài)和抗蟲(chóng)性的強弱存在明顯的差異。據扈克明等研究:矮豐、云抗10號和云瑰具有較強的抗蟲(chóng)性,其次是長(cháng)葉白毫、波上金臺、云梅、雪芽100號和短節白毫,抗蟲(chóng)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(chóng)性強的理想品種,景谷大白茶和云桃則是抗蟲(chóng)性差的茶樹(shù)品種。這對無(wú)性系良種的篩選與推廣,特別是對我國無(wú)性系良種茶園的建設與推廣,提供了一定的科學(xué)依據。
王美玲等用茶餅病菌的擔孢子懸液接種33個(gè)茶樹(shù)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(shù)品種對茶餅病的抗性,結果表明,沒(méi)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,嚴重感病的有臺灣大葉、越南大葉等9個(gè)品種。大葉種比中葉種更感病??共∑贩N表現出發(fā)病葉位高(新葉l、2葉)、潛育期長(cháng)(10~14d)、發(fā)病率低(小于25%)、病情指數低(小于25)、病斑較?。ㄐ∮?0咖。)、病斑日均擴展直徑慢(小于0.4mm/d)等特點(diǎn)。
調查了276份茶樹(shù)品種、品系對桑白蚧的抗性。結果發(fā)現:各品種茶樹(shù)上寄生的桑白蚧數量差異明顯,變種間亦有差異,與中國變種相比,阿薩姆雜種內對桑白蚧抗性強的品種多,茶樹(shù)品種對桑白蚧的抗性具有遺傳性,其遺傳性來(lái)自親本的一方或雙方。
石和芹等初步研究了26個(gè)茶樹(shù)品種對茶芽粗腿象甲的抗性,茶芽粗腿象甲對26個(gè)茶樹(shù)品種均能產(chǎn)生危害,但不同品種(系)對該蟲(chóng)表現有不同的抗性??剐暂^強的品種有浙農12、奇曲等。在田間有8個(gè)茶樹(shù)品種未受害,不是該蟲(chóng)不取食為害,而是由于種植該品種的地段尚未發(fā)生此蟲(chóng),與茶樹(shù)品種無(wú)關(guān)。建議進(jìn)行茶芽祖腿象對不同茶樹(shù)品種的食葉量測定,進(jìn)一步了解不同茶樹(shù)品種對該蟲(chóng)的抗性情況。
王慶森等以網(wǎng)室內單位葉面積產(chǎn)卵量、蛹殼數、田間蟲(chóng)口密度和世代存活率為指標,研究了黑刺粉虱對12個(gè)茶樹(shù)品種的選擇性。結果表明:黑刺粉虱對供試的12個(gè)茶樹(shù)品種的選擇性存在極顯著(zhù)差異,對G31、福云10號、鐵觀(guān)音和白雞冠等品種的選擇性較強:對丹桂、優(yōu)510、優(yōu)3、玉龍和九龍袍等品種的選擇性較弱。以網(wǎng)室內單位葉面積產(chǎn)卵量為指標能客觀(guān)反映出黑刺粉虱對茶樹(shù)品種的選擇性,為抗蟲(chóng)品種的選育與利用提供依據。這是砧、穗認同和協(xié)調的結果。
楊廣容等研究表明:抗寒性不同的茶樹(shù)品種秋冬季光合、呼吸強弱及變化趨勢明顯不同。茶樹(shù)的抗寒性不僅與溫度密切相關(guān),而且與低溫持續時(shí)間及來(lái)臨時(shí)的天氣狀況密切相關(guān)。茶樹(shù)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(shù)冬季的光合作用受低溫限制。何孝延對30份烏龍茶品種資源進(jìn)行抗寒性鑒定,結果表明,從整體而言,福建烏龍茶品種間的抗寒性無(wú)明顯差異,均表現為較抗寒類(lèi)型。不同低溫程度對茶樹(shù)抗寒性影響顯著(zhù)。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l0地市茶區,6個(gè)氣象因子作最短距離聚類(lèi)分析得出,山東茶主要分布在4個(gè)生態(tài)類(lèi)型區域內,從各生態(tài)類(lèi)型區域茶樹(shù)變異指數分析得出,茶樹(shù)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構變化呈正相關(guān)性,以年降雨量和極端最低溫度對茶樹(shù)變異影響最大,其次是年平均溫度、無(wú)霜期和日照時(shí)數,1月份年均氣溫對葉片結構變化影響不大。葉片結構以柵欄組織厚度對氣候條件最敏感,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(wú)關(guān)。孫銳等選取山東引種茶樹(shù)的2個(gè)品種:抗寒性較強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(guān)察細胞、組織水平的結構變化,評價(jià)凍害的影響和受凍的原因,并且探討了細胞內各種細胞器對凍害表現出的不同穩定性。
楊亞軍等研究了冷馴化和ABA對茶樹(shù)抗寒力及其體內脯氨酸含量的影響,結果表明:通過(guò)冷馴化或者ABA處理,茶樹(shù)經(jīng)歷了馴化再到脫馴化的過(guò)程,相應地茶樹(shù)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(zhù)脫馴化的進(jìn)行又迅速恢復到馴化前的水平。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(shù)抗寒力的提高幅度沒(méi)有自然冷馴化下的大。研究發(fā)現,冷馴化中茶樹(shù)體內脯氨酸含量變化是對外界條件變化的一種綜合反應,很難說(shuō)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(shuō)為依據的電導法,經(jīng)過(guò)不同低溫脅迫處理對川茶群體種、平陽(yáng)特早、烏牛早、云南大葉種等4個(gè)茶樹(shù)品種的新梢(一芽三葉)和成熟葉片組織進(jìn)行了抗寒性測定。并結合Logistic方程分別計算了各茶樹(shù)品種的低溫半致死溫度(LT50),列出了供試品種抗寒性的相對強弱順序為:平陽(yáng)特早>烏牛早>川茶群體種>云南大葉種。
近年來(lái),茶樹(shù)育種研究工作者不斷選育出抗寒性茶樹(shù)品種(系),如安徽農業(yè)大學(xué)茶學(xué)系先后選育出特早生特抗寒茶樹(shù)新品種”農抗早“和早生抗寒優(yōu)質(zhì)茶樹(shù)新品系”茶農1號“。浙江大學(xué)茶葉研究所選育出早生優(yōu)質(zhì)抗寒茶樹(shù)新品種”浙農117“。
2.2抗旱性研究進(jìn)展
對水分脅迫下茶樹(shù)的生理生化變化的研究發(fā)現:不同程度的土壤水分脅迫能誘導形成不同種類(lèi)的芳香物質(zhì)的合成,并隨著(zhù)水分脅迫程度的加深,其誘導的芳香物質(zhì)種類(lèi)也增加。水分的脅迫誘導機制應該是在適度低濕度條件和一定的時(shí)間內,才能誘導形成有效芳香物質(zhì),有可能提高茶葉香氣或形成獨特的茶葉香型。適度干旱脅迫有利于單樅茶香氣的提高。
水分脅迫下,茶樹(shù)葉片及葉綠體的光系統II(PsII)原初光能轉換效率(F/F)和PsII潛在活性(F/Fo)降低。而且隨著(zhù)水分脅迫的加強,降低越明顯。三個(gè)茶樹(shù)品種對水分脅迫的響應,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,黔湄303較差。保水劑是一種新型的土壤改良劑和農業(yè)抗旱材料。
毛平生等施用法國產(chǎn)林木型保水劑使茶苗移栽成活率提高24%,茶樹(shù)夏梢長(cháng)度、樹(shù)幅寬度以及百芽重均明顯增加,說(shuō)明施用此種保水劑有促進(jìn)茶樹(shù)新梢的生長(cháng)速度,增加生物產(chǎn)量的作用,有利于加快幼齡茶樹(shù)成園,達到提早投產(chǎn)的目的。
2.3抗病蟲(chóng)性研究進(jìn)展
茶樹(shù)的機械抗病性在于它固有的防御結構和侵染后形成的機械防御結構。茶樹(shù)抗病性的生化基礎包括兩個(gè)方面。:先天性的生化防御和病原物誘導的代謝防御。曾莉等對云南3O份茶樹(shù)種質(zhì)資源品種進(jìn)行了假眼茶小綠葉蟬抗性鑒定,并對篩選出的8份抗感材料進(jìn)行了葉片解剖結構研究分析,結果表明,茶樹(shù)資源品種的抗性與葉片葉肉厚度、上表皮細胞數、柵欄組織厚度和海綿組織厚度均呈負相關(guān)??剐再Y源品種一般葉片和嫩莖上表皮細胞數量多,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相關(guān),但未達顯著(zhù);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照,選出的兩個(gè)新品系天府28號和天府l1號不僅早熟、豐產(chǎn)、質(zhì)優(yōu),而且其高適應性和高抗病蟲(chóng)危害性在當前茶樹(shù)品種中十分少見(jiàn)。
根際微域環(huán)境中所發(fā)生的一切對茶樹(shù)生長(cháng)起著(zhù)關(guān)鍵作用。茶樹(shù)對根腐病菌的抗性是根際效應的一種表現,根表面的一些有益微生物可通過(guò)直接的或間接的作用參與茶樹(shù)生理代謝而實(shí)現抗病。據初步試驗,對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(chóng)基因工程的誕生,為防治害蟲(chóng)提供了一條嶄新的途徑,從而開(kāi)辟了植物抗蟲(chóng)育種的新時(shí)代。目前,我國已有Bt基因轉化獲得轉基因茶樹(shù)的研究報導,雖未在田間推廣應用,但應當相信,應用基因工程技術(shù)進(jìn)行抗性育種將是21世紀茶葉科學(xué)研究的重大課題之一,具有廣闊的應用前景。
3展望
我國茶樹(shù)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(shù)育種所需年限和難度都高于一年生作物,而且有關(guān)抗性機制和抗性遺傳效應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)、植物保護學(xué)、分子生物學(xué)等多學(xué)科長(cháng)期不懈的協(xié)作。