曹 丹，馬林龍，金孝芳，龔自明

（湖北省農(nóng)業(yè)科學院果樹茶葉研究所，湖北 武漢 430064）

作物在生長發(fā)育中對自然界的適應(yīng)能力不僅取決于其自身的遺傳特性，而且還會受外界環(huán)境中生物因素（動物、病原菌）和非生物因素的影響。非生物脅迫主要包括旱害、鹽害、低溫和重金屬脅迫等不良環(huán)境條件。每年在世界范圍內(nèi)非生物脅迫所導致的農(nóng)作物減產(chǎn)量超過平均產(chǎn)量的1/2。茶樹常會遇到多種逆境脅迫，嚴重影響茶樹正常的生長發(fā)育，可導致茶樹減產(chǎn)甚至死亡，從而給茶葉生產(chǎn)造成極大的經(jīng)濟損失。因此，研究逆境對茶樹的影響對于抗逆性品種的選育具有非常重要的意義。

1 非生物脅迫對茶樹生長發(fā)育的影響

1.1 干旱對茶樹生長發(fā)育的影響

干旱致使植物細胞失水，正常的細胞結(jié)構(gòu)被破壞，影響植物水分和二氧化碳的動態(tài)平衡，進而影響植物光合作用和物質(zhì)運輸[1]。近年，對于茶樹干旱脅迫研究較多的主要有干旱對茶樹滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)、保護酶系統(tǒng)、內(nèi)源激素、光合作用等的影響。研究表明，干旱脅迫可使茶樹體內(nèi)脯氨酸含量增加，其升高程度和旱害程度與茶樹的抗旱性相關(guān)。此外，干旱還可導致葉片可溶性蛋白質(zhì)含量減少以及可溶性糖含量升高，其變化幅度大的多為抗旱能力較強的品種[2]。有學者認為，在干旱脅迫下，茶樹中CAT（過氧化氫酶）和SOD（超氧化物歧化酶）的活性呈現(xiàn)先升后降的趨勢，且活性增加的速度與葉齡相關(guān)，不過增加的速度均表現(xiàn)為“快—慢”的趨勢；另有研究者發(fā)現(xiàn)茶樹在抗旱脅迫時體內(nèi)SOD、POD（過氧化物酶）和CAT活性的增加跟茶樹抗旱能力的提高相關(guān)[3]。潘根生等[4-8]對不同水分脅迫下茶樹內(nèi)源激素含量的消長進行了研究，結(jié)果表明在水分脅迫下，葉片內(nèi)源玉米素含量降低，脫落酸和吲哚乙酸迅速累積。郭春芳等[9]研究發(fā)現(xiàn)聚乙二醇脅迫下茶樹幼苗葉片的葉綠素熒光參數(shù)Fv，F(xiàn)m，F(xiàn)v/Fm，F(xiàn)v/Fo、Yield、T1/2、qP 和ETR 等都呈現(xiàn)下降趨勢，綜合反映了茶樹幼苗在水分脅迫下PSII 損傷和光合功能受到抑制。茶樹在干旱脅迫下的反應(yīng)極其復雜，涉及多種基因的表達。孫云南等[10]利用cDNA-AFLP 技術(shù)研究茶樹在干旱脅迫下基因的差異表達，共獲得27個表達片段，并通過RT-PCR 驗證GH2 和GH15 片段均受到干旱脅迫誘導表達。陳盛相等[11]采用mRNA 差異顯示技術(shù)研究了干旱與正常對照的mRNA 差異表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在干旱條件下減量表達的片段N3-5 與茶樹無性系Sajin 茶葉色突變基因組序列標簽S31.B15 有75%的同源性，故推測，該片段可能與茶樹的抗旱性相關(guān)。此外，研究發(fā)現(xiàn)干旱脅迫還可影響茶樹的形態(tài)特征和主要內(nèi)含成分等。

1.2 鹽脅迫對茶樹生長發(fā)育的影響

當土壤中鹽分含量超過0.3%時，植物就會受到傷害。鹽害可使植物受到離子毒害，以及植物滲透失水等。鹽離子可使根部土壤滲透勢升高，引起細胞脫水，導致細胞失去膨壓，進而影響細胞生理代謝功能，同時單一鹽離子濃度過高會抑制根部對其他無機離子的吸收，導致單鹽毒害[1]。周旋等[12]研究了外源水楊酸（SA）對鹽脅迫下茶樹的影響，結(jié)果顯示一定濃度的外源SA 可大幅度提高鹽脅迫下茶樹葉片的相對含水量，降低水分飽和虧；能顯著提高抗氧化物質(zhì)的含量以及增強茶樹葉片抗氧化酶的活性；此外，還可促進鹽脅迫下茶樹光合速率的提高，并緩解茶樹葉片受到的損傷。柳潔等[13]進行了鹽脅迫下叢枝菌根對茶樹生長及茶葉品質(zhì)的影響研究，表明叢枝菌根真菌（AMF）可以通過促進鹽脅迫下茶樹對礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收，促進茶樹生長，增強茶樹對鹽脅迫的耐性，進而提高茶葉產(chǎn)量和改善其營養(yǎng)品質(zhì)。此外，王麗珊等[14]應(yīng)用同源克隆方法獲得茶樹P5CS 基因，預測其為親水性跨膜蛋白，并對18個物種的P5CS 進行聚類分析，得出生物學酚類及進化關(guān)系相吻合。利用RT-PCR 分析表明，該基因轉(zhuǎn)錄本在高鹽脅迫48 h 后升至9.9 倍，故該基因可能與滲透脅迫有關(guān)。

1.3 低溫對茶樹生長發(fā)育的影響

低溫可分為零上低溫和零下低溫。零上低溫對植物的危害成為冷害，而零下低溫可使植物產(chǎn)生胞外冰核，乃至胞內(nèi)冰核，對其造成的損害為凍害[15]。低溫對茶樹的傷害主要是在原生質(zhì)膜。張玉翠等[16]研究表明，不同低溫脅迫可使茶樹葉片的丙二醛含量和電解質(zhì)的滲透率均呈上升趨勢，POD 和SOD 活性變化趨勢大致相同，均表現(xiàn)為“先升后降”，而CAT 的活性呈下降趨勢。鄒中偉等[17]利用cDNA-AFLP 技術(shù)分析了茶樹在低溫脅迫下的基因差異表達，用16 對引物對3個樣品池進行差異條帶的篩選，研究表明，在冷脅迫的不同處理時期相關(guān)基因的表達存在顯著差異，共得到86個差異片段，在選擇回收的差異表達片段中，通過Blast 序列同源性分析，發(fā)現(xiàn)片段5 與擬南芥冷誘導表達相關(guān)60sRPL7B 有89%的同源性，片段8 與1種逆境誘導蛋白有79%的同源性。尹盈[18]通過花序侵染法，將CsICE、CsCBF基因轉(zhuǎn)到擬南芥中，對其進行低溫脅迫，通過生理指標測定，結(jié)果表明野生型株系的抗寒性效果不如轉(zhuǎn)基因株系的好，CsCBF基因可以提高植物抵抗低溫的能力。

1.4 重金屬脅迫對茶樹生長發(fā)育的影響

近年，隨著農(nóng)業(yè)、工業(yè)和交通業(yè)的高速發(fā)展，利用各種方式排入環(huán)境中的重金屬（如Cu、Hg、Pb、Cd、Cr 和As 等）、農(nóng)藥（如菊酯類、有機磷類和有機氯類農(nóng)藥）越來越多，導致農(nóng)產(chǎn)品受到的污染和危害也越來越嚴重。重金屬對茶樹的影響可能是通過改變土壤微生物生活環(huán)境、微生物的生命過程以及土壤酸度等，進而改變茶樹對營養(yǎng)物質(zhì)和重金屬的吸收積累[19]。韓文炎等[20]研究發(fā)現(xiàn)，過多的鋅會抑制茶樹的生長，并導致產(chǎn)量和品質(zhì)下降。另外，馬偉偉等[21]利用mRNA 差異顯示技術(shù)對3個代表性樣品進行了研究，選取差異表達的陽性基因片段，經(jīng)Blast 比對分析，發(fā)現(xiàn)其與控制絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族基因和葡萄的假定蛋白同源性較高，可能與茶樹新梢生理生化以及各類代謝變化有關(guān)。

茶葉中的重金屬主要來源于土壤、大氣、水和加工過程。其中，茶園土壤是茶葉中的重金屬最直接和最主要的污染源。目前對于土壤重金屬污染的研究主要集中在污染后的修復上，如有研究者將磷肥和稻草添加到茶園土壤中可以改變重金屬Zn、Cu、Pb 和Cd的形態(tài)分布，可以降低提取態(tài)的重金屬含量[22]。然而，關(guān)于任何污染的治理，預防都是最重要的，解決土壤重金屬污染的關(guān)鍵還在于從源頭上把關(guān)。

2 展 望

茶樹除了可能遭受上述非生物環(huán)境脅迫外，還有可能會受到淹澇、高溫及強光等的影響。對茶樹品種的選育不僅要關(guān)注產(chǎn)量、品質(zhì)以及抗病、抗蟲性等性狀的改良，而且要注重茶樹抵抗非生物脅迫能力的增強?，F(xiàn)今對茶樹的抗逆研究取得了顯著成果，然而仍有一些不足。

（1）茶樹在生長過程中，往往可能同時受到低溫、干旱以及土壤鹽漬化等各種環(huán)境脅迫，但是有關(guān)茶樹逆境交叉適應(yīng)的研究少有報道。因此，有關(guān)茶樹逆境交叉適應(yīng)脅迫預處理條件及逆境交叉適應(yīng)性機理還有待進一步研究。

（2）針對重金屬脅迫對茶樹的影響研究中，茶園土壤的重金屬也并不是單一存在的，而是多種元素相互作用，實際上復合污染的情況更常見?，F(xiàn)有研究大多集中在單一污染的試驗中，而多種重金屬復合污染的研究少有報道，因此對復合重金屬的污染及其致毒機理的研究有待加強。

（3）目前，對茶樹逆境的響應(yīng)機制研究大多集中在生理變化和抗逆反應(yīng)上，然而對其相關(guān)分子機制的研究較少，故挖掘調(diào)控茶樹對不同逆境反應(yīng)代謝途徑、基因和蛋白質(zhì)，對具有脅迫抗性種質(zhì)資源的育成具有深遠的意義。

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