薄曉培，王夢(mèng)馨，崔 林，王金和，韓寶瑜

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茶樹3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與冬春低溫相關(guān)性及其品種間的差異評(píng)價(jià)

薄曉培1，王夢(mèng)馨1，崔 林1，王金和2，韓寶瑜1

（1中國(guó)計(jì)量大學(xué)浙江省生物計(jì)量及檢驗(yàn)檢疫技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310018；2江蘇吟春碧芽股份有限公司，江蘇丹陽212345）

【目的】探討2個(gè)茶樹品種可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸等3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量變化及其與冬春期間氣溫的相關(guān)性，評(píng)價(jià)其對(duì)低溫的響應(yīng)程度及其品種間的差別?！痉椒ā窟x早芽品種‘平陽特早’和‘中茶102’，連續(xù)2年于10月21日至翌年4月5日逐日記載茶梢間氣溫，每天8：00、14：00、20：00記錄干濕球溫度計(jì)的溫度，每日3次測(cè)得的每塊茶園3支干球溫度計(jì)的平均值即為當(dāng)日茶梢生境氣溫；測(cè)溫期間每月5日、15日、25日采摘成葉，以蒽酮比色法測(cè)定茶鮮葉可溶性糖含量，將剩余擦拭干凈的鮮葉蒸青、烘干制成蒸青茶樣，用SDE-HPLC方法測(cè)定茶干葉脯氨酸和游離氨基酸含量?！窘Y(jié)果】根據(jù)茶樹的發(fā)育起點(diǎn)溫度和休眠溫度，將試驗(yàn)階段分為越冬期（2013/10/21—2014/3/5，2014/10/21—2015/3/5）和早春期（2014/3/6—2014/4/5，2015/3/6—2015/4/5）2個(gè)階段。①連續(xù)2年試驗(yàn)的越冬期間（2013/10/21—2014/3/5，2014/10/21—2015/3/5），氣溫先逐漸下降，再持續(xù)低溫；2個(gè)品種成葉的可溶性糖含量相應(yīng)地升高、再升高，與旬平均氣溫顯著負(fù)相關(guān)；脯氨酸含量升高、保持，與旬平均氣溫顯著負(fù)相關(guān)；游離氨基酸含量則為下降、保持，與旬平均氣溫顯著正相關(guān)；當(dāng)溫度出現(xiàn)最低值時(shí)，可溶性糖含量和脯氨酸含量相應(yīng)出現(xiàn)最高值，游離氨基酸含量也跟隨著出現(xiàn)最低值，而當(dāng)溫度出現(xiàn)最高值時(shí)，可溶性糖含量和脯氨酸含量隨后也就相應(yīng)地出現(xiàn)最低值，游離氨基酸含量隨之也相應(yīng)地出現(xiàn)最高值。②2年試驗(yàn)的早春期間（2014/3/6—2014/4/5，2015/3/6—2015/4/5）氣溫漸升，可溶性糖含量趨于減少，脯氨酸、游離氨基酸含量趨于增加；③茶樹抗凍性與溫度密切相關(guān)，茶鮮葉可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸含量與茶樹的抗凍性密切相關(guān)，2年越冬期間，與‘中茶102’相比，在遭受冬季低溫脅迫時(shí)，‘平陽特早’3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)低溫的響應(yīng)性、響應(yīng)幅度分別更靈敏、更大，‘平陽特早’3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量稍多?！窘Y(jié)論】深秋至清明期間茶樹易受凍害和倒春寒，其中越冬期間可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸皆能敏感地響應(yīng)低溫變化，三者含量分別與旬平均氣溫顯著相關(guān)，是茶樹的重要抗凍指標(biāo)；‘平陽特早’品種對(duì)于低溫響應(yīng)程度大于‘中茶102’。

低溫；茶樹；凍害；可溶性糖；脯氨酸；游離氨基酸

0 引言

【研究意義】近年來，中國(guó)江北和江南茶區(qū)茶園面積持續(xù)擴(kuò)展，而深秋至早春的極度嚴(yán)寒和“倒春寒”不期而至，常常導(dǎo)致大片茶園受凍[1-2]。早春日平均氣溫高于10℃時(shí)，茶芽開始萌動(dòng)，代謝活動(dòng)增強(qiáng)，假以時(shí)日即可采制高檔茶葉。然而萌動(dòng)了的茶芽抗寒性減弱，若氣溫驟降，則會(huì)受凍而死，延遲大批茶芽的萌發(fā)并降低萌發(fā)率，進(jìn)而導(dǎo)致春茶減產(chǎn)和品質(zhì)降低[3-4]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】茶樹具備抗凍生理生化機(jī)制，茶鮮葉脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量隨氣溫的降低皆呈先升后降的變化趨勢(shì)，但不同茶樹品種響應(yīng)低溫脅迫的溫度范圍有所不同[5]。有研究者認(rèn)為可溶性糖含量高低可作為判斷茶樹品種或新梢抗寒性強(qiáng)弱的一個(gè)指標(biāo)[6]。也有研究者指出冷馴化中茶樹體內(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[7]。還有研究者認(rèn)為可溶性糖和脯氨酸都是植物體內(nèi)重要的抗寒物質(zhì)[8-10]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】關(guān)于脯氨酸含量與茶樹抗寒性的關(guān)系，目前的研究還存在異議；而且關(guān)于游離氨基酸含量與茶樹抗寒性的研究較少；茶樹抗寒特早生品種的選育一直成為炙手可熱的話題。為探討茶樹抗凍的物質(zhì)基礎(chǔ)，田野等[11]從2013年深秋至2014年早春研究了‘烏牛早’和‘茂綠’品種抗凍性，檢測(cè)了成葉中可溶性糖、脯氨酸、游離氨基酸含量與冬春氣溫相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)這3類物質(zhì)與低溫密切相關(guān)，可作為茶樹“抗凍指標(biāo)”，且可溶性糖含量與溫度相關(guān)性更密切，‘烏牛早’抗性強(qiáng)于‘茂綠’?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究于2013年10月21日至2014年4月5日、2014年10月21日至2015年4月5日連年檢測(cè)早芽種[12-13]‘平陽特早’和‘中茶102’可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸含量，分析這3類物質(zhì)分別對(duì)于低溫響應(yīng)程度和含量變化，以及其在這2個(gè)早芽種成葉中的含量差異，比較2個(gè)品種對(duì)于低溫的敏感性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)茶園與茶梢生境氣溫調(diào)查方法

2013年10月21日至2014年4月5日、2014年10月21日至2015年4月5日在中國(guó)計(jì)量大學(xué)試驗(yàn)茶園（北緯30°19′29.90″，東經(jīng)120°21′19.16″，海拔11 m）選‘平陽特早’和‘中茶102’2個(gè)茶樹品種，樹齡6年，樹高95 cm、樹幅寬100 cm。每個(gè)品種園約為80 m2正方形，在每塊試驗(yàn)茶園單對(duì)角線的茶叢內(nèi)各放3支干濕球溫度計(jì)，貼近茶梢，溫度計(jì)頂端與茶芽平齊。每天8：00、14：00、20：00記錄干濕球溫度計(jì)的溫度和濕度，每日3次測(cè)得的每塊茶園3支干球溫度計(jì)的平均值即為當(dāng)日茶梢生境氣溫。

1.2 茶鮮葉3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的檢測(cè)

1.2.1 樣品可溶性糖檢測(cè) 試驗(yàn)期間的每月5日、15日、25日采集茶芽下第2至6片葉，用干凈濕潤(rùn)的紗布輕輕擦去葉面灰塵。稱取0.500 g鮮葉，剪碎放入具塞試管中，加10 mL蒸餾水，浸入沸水中提取1 h，冷卻后3 000 r/min離心10 min，上清液即為待測(cè)液。采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量。每個(gè)樣品重復(fù)6次，平均值即為當(dāng)日檢測(cè)值。

1.2.2 樣品氨基酸檢測(cè) 將剩余擦拭干凈的鮮葉蒸青、烘干制成蒸青茶樣。將蒸青樣研磨均勻，稱取2.000 g茶粉放入100 mL具塞錐形瓶中，加入75 mL蒸餾水，搖勻，于沸水中提取1 h。冷卻后，2 000 r/min離心5 min，取上清液用0.45 μm微孔濾膜過濾，吸600 μL濾液至2 mL離心管，加入0.2 mol·L-1PITC-乙腈溶液、1 mol·L-1三乙胺-乙腈溶液各200 μL，混勻，室溫放置1 h。加正己烷400 μL，渦旋振蕩30 s，靜置10 min，取下層溶液至棕色小瓶，即為待測(cè)液。每個(gè)樣品重復(fù)3次。采用高效液相色譜法測(cè)定脯氨酸和17種游離氨基酸含量。色譜條件參照田野等[11]的方法并改進(jìn)。

氨基酸定量分析：用50%的乙腈將氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品原液進(jìn)行不同濃度梯度的稀釋，分別稀釋10倍、20倍、50倍、100倍，用高效液相色譜法測(cè)定峰面積，將不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)品按其峰面積和濃度制做成標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)測(cè)得樣品的峰面積，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品中氨基酸的含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

茶樹發(fā)育起點(diǎn)溫度是10℃，嚴(yán)冬來臨時(shí)日平均溫度低于10℃則開始休眠，早春時(shí)節(jié)高于10℃茶樹便開始發(fā)芽[14]，因此，將試驗(yàn)階段分為越冬期（2013/10/21—2014/3/5，2014/10/21—2015/3/5）和早春期（2014/3/6—2014/4/5，2015/3/6—2015/4/5）2個(gè)階段。

以O(shè)RIGIN軟件作出滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量（g·g-1）-氣溫關(guān)系圖，觀察各類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量隨著氣溫的變化趨勢(shì)，比較2個(gè)供試品種之間滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的差異。為便于數(shù)值分析，文中各類物質(zhì)含量皆用百分含量；以旬平均氣溫為自變量，以各類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量分別為因變量，用DPS軟件求出相關(guān)系數(shù)并檢驗(yàn)顯著性，建立回歸方程。

2 結(jié)果

2.1 越冬期和早春期2個(gè)品種茶鮮葉可溶性糖含量動(dòng)態(tài)及其與氣溫關(guān)系

依據(jù)茶樹發(fā)育起點(diǎn)為10℃的標(biāo)準(zhǔn)，將越冬期分為第1階段（2013/10/21—2013/12/5和2014/10/21—2014/12/5）和第2階段（2013/12/6—2014/3/5和2014/12/6—2015/3/5），其中第1階段為深秋至初冬時(shí)期，氣溫持續(xù)下降，日均溫≥10℃；第2階段為寒冷的嚴(yán)冬期間，日均溫≤10℃。2013—2014年嚴(yán)冬期間，氣溫變幅劇烈，還有3 d日平均氣溫低于0℃，即-0.38℃（2013/12/27）、-0.93℃（2013/12/28）和-0.09℃（2014/2/10），平均氣溫6.42℃；2014—2015年嚴(yán)冬期間氣溫變化相對(duì)平緩且日均溫均在0℃ 以上，最低溫度為1.97℃（2015/1/1），平均溫度6.98℃。早春期（2014/3/6—2014/4/5和2015/3/6—2015/4/5）溫度呈上升趨勢(shì)，日均溫≥10℃，茶芽逐漸萌發(fā)（圖1）。

2013—2014年越冬期間，‘中茶102’可溶性糖平均百分含量（4.19%）低于‘平陽特早’（4.68%）。第1階段（2013/10/21—2013/12/5），‘中茶102’和‘平陽特早’可溶性糖含量逐漸上升，該階段‘中茶102’從0.0374 g·g-1（2013/10/25）增加為0.0467 g·g-1（2013/12/5），上升了24.87%，‘平陽特早’從0.0283 g·g-1（2013/10/25）增加為0.0478 g·g-1（2013/12/5），上升了68.90%。第2階段（2013/12/6—2014/3/5），‘中茶102’平均含量為0.0446 g·g-1，比第1階段平均含量0.0370 g·g-1上升了20.54%，‘平陽特早’ 平均含量為0.0519 g·g-1，比第1階段平均含量0.0374 g·g-1上升了38.77%。當(dāng)最低氣溫在2013/12/27、2013/12/28和2014/2/10出現(xiàn)，分別為-0.38℃、 -0.93℃和-0.09℃時(shí)，相應(yīng)地‘中茶102’可溶性糖百分含量在2014/1/5出現(xiàn)1個(gè)峰值（4.93%）、在2014/2/15再出現(xiàn)1個(gè)峰值（4.95%）；而‘平陽特早’在2014/2/15也出現(xiàn)1個(gè)峰值（7.95%）。在2014年1月底氣溫突然升高時(shí)，‘中茶102’可溶性糖百分含量在2014/2/5出現(xiàn)低谷（3.42%），‘平陽特早’在2014/2/5也出現(xiàn)低谷（3.23%）。

早春期間（2014/3/6—2014/4/5），‘中茶102’可溶性糖平均含量（4.53%）高于‘平陽特早’（4.19%）（圖1）。

圖1 越冬期和早春期2個(gè)品種茶鮮葉可溶性糖含量波動(dòng)及其與溫度關(guān)系

2014—2015年越冬期間，‘中茶102’可溶性糖平均百分含量（5.30%）高于‘平陽特早’可溶性糖平均百分含量（4.91%）。第1階段（2014/10/21—2014/12/5），‘中茶102’可溶性糖含量從0.0215 g·g-1（2014/10/25）升至0.0470 g·g-1（2014/12/5），升高了1.2倍；‘平陽特早’的可溶性糖含量從0.0211 g·g-1（2014/10/25）上升至0.0528 g·g-1（2014/12/5），升高了1.5倍；第2階段（2014/12/6—2015/3/5），‘中茶102’平均含量為0.0637 g·g-1，比第1階段平均含量0.0337 g·g-1上升了89.13%；‘平陽特早’平均含量為0.0597 g·g-1，比第1階段平均含量0.0300 g·g-1上升了99.13%。在2015年2月15日溫度驟然升高，2種茶樹的可溶性糖含量在2月25日分別下降了21.47%（‘中茶102’）和29.13%（‘平陽特早’）。

在早春階段（2015/3/6—2015/4/5），‘中茶102’可溶性糖的平均百分含量（4.26%）高于‘平陽特早’（2.73%）。

2.2 越冬期和早春期2個(gè)品種茶鮮葉脯氨酸含量動(dòng)態(tài)及其與氣溫關(guān)系

2013—2014年越冬期間（圖2），‘中茶102’的脯氨酸平均百分含量0.13%高于‘平陽特早’平均百分含量0.07%。在越冬期第1階段（2013/10/21—2013/12/5），‘中茶102’的脯氨酸含量由0.0034 g·g-1（2013/10/25）逐漸降至0.0015 g·g-1（2013/12/5），降低了55.88%，‘平陽特早’脯氨酸含量由0.0009 g·g-1（2013/10/25）下降至0.0006 g·g-1（2103/12/5），降低了33.33%。

圖2 越冬期和早春期2個(gè)品種茶葉脯氨酸含量波動(dòng)及其與溫度關(guān)系

越冬期第2階段（2013/12/6—2014/3/5），‘中茶102’脯氨酸平均含量為0.0009 g·g-1，比第1階段平均含量0.0019 g·g-1下降了52.63%；‘平陽特早’脯氨酸平均含量為0.0007 g·g-1，比第1階段平均含量0.0006 g·g-1升高了16.67%。當(dāng)最低氣溫在2013/12/27、2013/12/28和2014/2/10出現(xiàn)，分別為-0.38℃、-0.93℃和-0.09℃時(shí)，‘中茶102’脯氨酸含量在2014/1/5出現(xiàn)1個(gè)峰值0.0019 g·g-1；‘平陽特早’脯氨酸含量在2014/2/15出現(xiàn)1個(gè)峰值0.0010 g·g-1。在2014年1月底溫度突然升高時(shí)，2個(gè)品種茶樹的脯氨酸含量在2014/1/25同時(shí)出現(xiàn)低谷，皆為0.0002 g·g-1。

早春期間（2014/3/6—2014/4/5），‘中茶102’的脯氨酸平均百分含量為0.11%，是‘平陽特早’百分含量0.05%的2倍。

2014—2015年越冬期間‘中茶102’的脯氨酸平均百分含量為0.03%，高于‘平陽特早’平均百分含量0.01%。在越冬期第1階段（2014/10/21—2014/12/5），中茶102脯氨酸百分含量由0.06%（2014/10/25）逐漸降低至0.03%（2014/12/5），下降了50.00%；平陽特早脯氨酸百分含量由0.0060%（2014/10/25）升至0.0162%（2014/12/5），升高了1.70倍。在越冬期第2階段（2014/12/6—2015/3/5），‘中茶102’脯氨酸平均百分含量0.0262%，比第1階段脯氨酸平均百分含量0.0383%下降了31.59%；‘平陽特早’脯氨酸平均百分含量0.0162%，比第1階段平均百分含量0.0077%升高了1.10倍。2015年2月15日溫度驟然升高，2種茶樹的脯氨酸含量在2014/2/25分別下降了41.07%（‘中茶102’）和31.26%（‘平陽特早’）。早春階段（2014/3/6—2014/4/5），脯氨酸含量有所下降，‘中茶102’的脯氨酸平均百分含量為0.0162%，比‘平陽特早’（0.0047%）高了3倍。

2.3 越冬期和早春期2個(gè)品種茶鮮葉游離氨基酸含量動(dòng)態(tài)及其與氣溫關(guān)系

2013—2014年越冬期間，‘中茶102’游離氨基酸平均百分含量為0.0017 g·g-1，低于‘平陽特早’的游離氨基酸平均百分含量0.0027 g·g-1。在越冬期第1階段（2013/10/21-2013/12/5），‘中茶102’游離氨基酸含量由0.0029 g·g-1（2013/10/25）降至0.0019 g·g-1（2013/12/5），下降了34.48%，‘平陽特早’由0.0048 g·g-1（2013/10/25）降至0.0027 g·g-1（2013/12/5），下降了43.75%。在越冬期第2階段（2013/12/6—2014/3/5），‘中茶102’游離氨基酸的平均含量為0.0014 g·g-1，比第1階段平均含量0.0022 g·g-1降低了36.36%；‘平陽特早’游離氨基酸的平均含量為0.0022 g·g-1，比第1階段平均含量0.0034 g·g-1下降了35.29%。早春時(shí)期（2014/3/6—2014/4/5），2個(gè)茶樹品種游離氨基酸含量逐漸上升，‘中茶102’的平均含量（0.0019 g·g-1）低于‘平陽特早’平均含量（0.0035 g·g-1）。

2014—2015年越冬期間，‘中茶102’的游離氨基酸平均含量為0.0029 g·g-1，低于‘平陽特早’平均含量0.0035 g·g-1。越冬期第1階段（2014/10/21—2014/12/5），‘中茶102’的游離氨基酸含量由0.0043 g·g-1（2014/10/25）降至0.0036 g·g-1（2014/12/5），下降了16.28%；‘平陽特早’游離氨基酸平均含量由0.0046 g·g-1（2014/10/25）降至0.0036 g·g-1（2014/12/5），下降了21.74%。在越冬期第2階段（2014/12/6—2015/3/5），2個(gè)茶樹品種的游離氨基酸含量較低，‘中茶102’的游離氨基酸平均含量為0.0026 g·g-1，比第1階段的平均含量0.0034 g·g-1下降了23.53%；‘平陽特早’游離氨基酸的平均含量為0.0029 g·g-1，比第1階段平均含量0.0044 g·g-1下降了34.09%。在早春階段（2015/3/6—2015/4/5），游離氨基酸含量開始上升，‘中茶102’游離氨基酸的平均含量（0.0034 g·g-1）低于‘平陽特早’平均含量（0.0041 g·g-1）。

2.4 越冬期和早春期2個(gè)品種茶鮮葉3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量與氣溫的數(shù)值相關(guān)性

以旬平均氣溫為自變量，以滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量為因變量，檢驗(yàn)抗凍物質(zhì)含量與旬平均氣溫的相關(guān)性，并建立線性回歸方程（表1）。在2年試驗(yàn)越冬期間第1階段和第2階段：‘中茶102’和‘平陽特早’的可溶性糖含量分別與旬平均氣溫顯著負(fù)相關(guān)；‘中茶102’和‘平陽特早’的脯氨酸含量與旬平均氣溫顯著負(fù)相關(guān)；‘中茶102’和‘平陽特早’的游離氨基酸含量與旬平均氣溫顯著正相關(guān)（表1）。

表1 越冬期間2個(gè)品種茶鮮葉3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)與氣溫的相關(guān)性

*表示在＜0.05水平上差異顯著，**表示在＜0.01水平上差異顯著 * significantly different at＜0.05, ** extremely significant different at＜0.01

2014/3/6—2014/4/5和2015/3/6—2015/4/5分別為2年試驗(yàn)的早春期間，氣溫逐漸回升，可溶性糖含量趨向于減少（圖1），脯氨酸、游離氨基酸含量則分別趨向于增加（圖2和圖3）。

圖3 越冬期和早春期2個(gè)品種茶葉游離氨基酸含量波動(dòng)及其與溫度關(guān)系

3 討論

3.1 滲透調(diào)節(jié)——可溶性糖

糖在植物生長(zhǎng)中具有重要的調(diào)節(jié)作用，當(dāng)植物受到環(huán)境脅迫時(shí)，可溶性糖含量增加并通過滲透調(diào)節(jié)增強(qiáng)植物的抵抗力[15-17]。植物受低溫脅迫一段時(shí)間之后，膜系統(tǒng)發(fā)生一系列生理生化變化，通透性增大，膜內(nèi)可溶性物質(zhì)外滲，細(xì)胞失水，植物組織便會(huì)受到損傷以致于死亡[18]。可溶性糖可調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，增大保水能力，能夠供給碳源和底物，誘導(dǎo)其他抗寒生理生化反應(yīng)以提高植物的抗寒性；還可以保護(hù)蛋白質(zhì)，避免蛋白質(zhì)遭受低溫而發(fā)生凝固，以增強(qiáng)植物抗寒性[19-20]。本研究發(fā)現(xiàn)：在越冬期第1階段，可溶性糖含量伴隨著溫度的下降而上升；在越冬期第2階段，可溶性糖含量繼續(xù)升高，最低溫出現(xiàn)之后，可溶性糖含量峰值隨后也就出現(xiàn)；當(dāng)溫度突然升高時(shí)，可溶性糖含量快速下降。說明可溶性糖靈敏地響應(yīng)溫度變化；回歸分析表明越冬期可溶性糖含量與氣溫顯著負(fù)相關(guān)。這些與前人研究結(jié)果一致[21-23]，也與田野對(duì)于‘烏牛早’和‘茂綠’品種的研究結(jié)果一致[11]。在早春時(shí)期，溫度持續(xù)上升，‘中茶102’和‘平陽特早’的可溶性糖含量相比越冬期間略有下降，且與此時(shí)期的溫度無顯著相關(guān)性，‘中茶102’可溶性糖平均含量高于‘平陽特早’。

3.2 滲透調(diào)節(jié)——脯氨酸

在越冬期和植物萌芽期，脯氨酸的累積與植物生長(zhǎng)密切相關(guān)[24-25]。脯氨酸作為植物體內(nèi)一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，當(dāng)植物受到低溫脅迫時(shí)，游離脯氨酸能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的水合作用，保護(hù)酶結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從而保護(hù)細(xì)胞免受傷害[19]。植物葉片的脯氨酸含量與植物抗寒力有顯著相關(guān)性，抗寒力強(qiáng)的植物在受到一定范圍的低溫脅迫之后，游離脯氨酸顯著增多[8, 10, 26-27]。但也有報(bào)道認(rèn)為植物體內(nèi)脯氨酸含量與植物抗寒力無顯著相關(guān)性[28]。也有研究表明脯氨酸的累積與植物對(duì)環(huán)境脅迫的響應(yīng)無顯著相關(guān)性[29-30]。本研究表明，越冬期間，2個(gè)供試茶樹品種鮮葉游離脯氨酸含量變化雖沒有可溶性糖明顯，但2013—2014年、2014—2015年越冬期間2個(gè)品種茶樹脯氨酸含量皆分別與旬平均氣溫顯著負(fù)相關(guān)；并且在越冬期第2階段出現(xiàn)最低溫度時(shí)，2個(gè)品種茶樹脯氨酸含量隨著都有明顯升高，在2014年1月底氣溫突然升高時(shí)2個(gè)品種茶樹脯氨酸含量也隨著出現(xiàn)低谷，比較靈敏地響應(yīng)溫度的變化。認(rèn)為脯氨酸也是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，促進(jìn)茶樹抗凍，與前人研究結(jié)果一致[8, 10, 26-27]。在早春期間，‘中茶102’的脯氨酸含量高于‘平陽特早’，兩者的脯氨酸含量與氣溫?zé)o顯著相關(guān)性。

3.3 滲透調(diào)節(jié)——游離氨基酸

植物抗寒性與可溶性蛋白含量正相關(guān)[31]，植物遭受低溫脅迫后，體內(nèi)可溶性蛋白遭到破壞而降解，造成氨基酸的累積。在低溫處理過程中，稻葉內(nèi)游離氨基酸大量積累，與可溶性蛋白含量的下降極顯著相關(guān)[32]。另有研究表明植物在冷訓(xùn)化過程中游離氨基酸含量增加[33]。游離氨基酸含量增加，加大植物C、N源的供給，增強(qiáng)蛋白對(duì)于水分子束縛，調(diào)節(jié)滲透性，也就增強(qiáng)了抗凍性，其抗凍機(jī)理尚待深入研究。

但本研究結(jié)果表明，越冬期茶樹鮮葉的游離氨基酸含量變化趨勢(shì)與氣溫一致；隨著溫度最低值的出現(xiàn)，游離氨基酸含量也相應(yīng)的達(dá)到低谷，溫度升高時(shí)，游離氨基酸含量也逐漸升高，說明游離氨基酸含量比較敏感地響應(yīng)溫度變化；茶鮮葉游離氨基酸含量與氣溫極顯著正相關(guān)。田野等[11]也發(fā)現(xiàn)2013年10月20日到翌年4月5日‘烏牛早’和‘茂綠’品種茶鮮葉游離氨基酸含量與氣溫正相關(guān)，但未達(dá)到顯著水平，可能是品種之間有差異，試驗(yàn)時(shí)間也較短。也有研究證實(shí)霜凍脅迫會(huì)顯著影響茶葉游離氨基酸含量，在遭受霜凍脅迫時(shí)，游離氨基酸含量下降[34]。早春期氣溫升高時(shí)，游離氨基酸含量也相應(yīng)地升高，明顯高于越冬期含量，‘中茶102’游離氨基酸含量低于‘平陽特早’。

3.4 三類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)抗凍性能的初步評(píng)判以及‘平陽特早’和‘中茶102’抗凍性比較

優(yōu)良的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，不僅具有增強(qiáng)茶樹免于凍害的生物效應(yīng)，而且從深秋至嚴(yán)冬乃至早春倒春寒侵襲時(shí)能夠靈敏地響應(yīng)低溫變化，具有生物統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性。有研究認(rèn)為，茶樹抗凍性與溫度密切相關(guān)，茶鮮葉可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量與茶樹的抗凍性密切相關(guān)[35]。本研究發(fā)現(xiàn)，可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸在茶樹體內(nèi)具有一定含量，2013—2014、2014—2015年越冬期間這3類物質(zhì)與氣溫顯著相關(guān)，對(duì)于溫度的響應(yīng)程度較大。在越冬期第1階段和第2階段，‘平陽特早’可溶性糖含量的升高幅度皆大于‘中茶102’的；在越冬期第2階段‘平陽特早’的脯氨酸含量相比第1階段顯著升高，而‘中茶102’的脯氨酸含量相比第1階段略有降低；‘平陽特早’游離氨基酸含量在越冬期第1階段下降幅度高于‘中茶102’，而在第2階段的平均含量高于中茶102。與‘中茶102’相比，在遭受冬季低溫脅迫時(shí)，‘平陽特早’3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)低溫的響應(yīng)性、響應(yīng)程度分別更靈敏、更大，‘平陽特早’3類滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量稍多。

即便如此，茶樹品種抗凍性評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜問題，還要結(jié)合電導(dǎo)率、酶活等可信的生理生化指標(biāo)[6, 8, 10]、遺傳特性和田間凍害指數(shù)[36]等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸含量只是其中的幾個(gè)參考指標(biāo)。

4 結(jié)論

越冬期間可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸皆能敏感地響應(yīng)空氣溫度的變化，三者含量分別與旬平均氣溫顯著負(fù)相關(guān)、顯著負(fù)相關(guān)和顯著正相關(guān)，被認(rèn)為是茶樹的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可作為抗凍指標(biāo)。

越冬期間，‘平陽特早’可溶性糖含量、游離氨基酸含量明顯大于‘中茶102’，‘平陽特早’可溶性糖、脯氨酸和游離氨基酸對(duì)于低溫的變幅大于‘中茶102’的，因此，‘平陽特早’對(duì)低溫響應(yīng)程度大于‘中茶102’。

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（責(zé)任編輯 李莉）

Evaluation on Correlations of Three Kinds of Osmoregulation Substances in Tea Fresh Leaves with Low Temperature during Winter and Spring Respectively and Their Difference among Cultivars

BO Xiao-pei1, WANG Meng-xin1, CUI Lin1, WANG Jin-he2, HAN Bao-yu1

(1Zhejiang Provincial Key Laboratory of Biometrology and Inspection & Quarantine, China Jiliang University, Hangzhou 310018;2Jiangsu Yinchunbiya Tea Co. Ltd, Danyang 212345, Jiangsu)

【Objective】 The content dynamics of three types of osmoregulation substances in fresh leaves of two cultivars of tea plants and their correlations with air temperatures during winter and early spring were investigated, to evaluate the differences in their responsiveness to the low temperature between the two tea cultivars. 【Method】 Two early bud tea cultivars, ‘Pingyangtezao’ and ‘Zhongcha 102’, were chosen, and air temperatures around their tea shoots were recorded every day from Oct. 21 to April 5 for two consecutive years. The temperature of the dry and wet bulb thermometer at 8:00, 14:00 and 20:00 was daily recorded, and the average of the three dry bulb thermometers set in the experimental tea plantations three times per day standard for the temperature of tea shoot habitat. During these two testing periods adult tea leaves of each cultivar were sampled on the fifth, fifteenth and twenty-fifth days of each month. The soluble sugar contents in the tea fresh leaves were measured by anthrone colorimetric method, the remaining clean fresh leaves were processed into the steamed green tea samples, whereas the contents of proline and free amino acids were determined by SDE-HPLC method. 【Result】The test phase was divided into two stages, the overwintering period (2013/10/21-2014/3/52014/10/21-2015/3/5) and early spring period (2014/3/6-2014/4/52015/3/6-2015/4/5) according to the developmental threshold temperature and the dormancy temperature of the tea plant. Accompanied with initial gradual drops and then maintaining at low air temperatures during the two winters (2013/10/21-2014/3/5, 2014/10/21-2015/3/5), the soluble sugar contents in fresh tea leaves of the two cultivars increased continuingly, negatively correlated with the 10-day average air temperatures. The proline contents increased first and then kept at a high level, also negatively correlated with the 10-day average air temperatures. The free amino acid contents dropped first and then stayed at a low level, which was positively correlated with the 10-day average air temperatures. When the temperature appeared the lowest value, the content of soluble sugars and the content of proline also correspondingly appeared the highest values subsequently, then the content of free amino acids also correspondingly appeared the lowest value. When the temperature was the highest value, the content of soluble sugar and the content of proline also correspondingly appeared the lowest value later, the content of the free amino acids also correspondingly appeared the highest value soon afterwards. During the two spring seasons (2014/3/6-2014/4/5, 2015/3/6-2015/4/5), as air temperatures increased gradually, the soluble sugar contents decreased, while the proline and the free amino acid contents appeared to increase.The frost-resistance of tea plant closely related with air temperature, and soluble sugar, the contents of proline and free amino acids in tea leaves closely related with the frost-resistance of tea plants. During the two winter seasons, compared with ‘Zhongcha 102’, when suffered from the low temperature stress in winter, the content of each of three kinds of osmoregulation substances of ‘pingyangtezao’ more sensitively responsed to low temperature than ‘Zhongcha 102’, and the contents of the three kinds of substances in cultivar ‘pingyangtezao’ were slightly high. 【Conclusion】 Tea plants are vulnerable to frost, freeze and the late spring coldness from late autumn to Qingming Festival. As important cold-resisting indices of tea plants, the contents of soluble sugars, proline and the free amino acids varied sensitively in responses to the low temperatures, and showed significant correlations with the 10-day average air temperatures during the winter and early spring seasons. The responsiveness of cultivar ‘Pingyangtezao’ to the low temperatures was greater than that of cultivar ‘Zhongcha 102’.

low temperature;L.; cold damage; soluble sugar; proline; free amino acids

2016-03-14；接受日期：2016-05-23

國(guó)家“863”計(jì)劃（2012AA10A508）

薄曉培，E-mail：514451641@qq.com。通信作者韓寶瑜，Tel：0571-86835706；E-mail：han-insect@263.net