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        低溫脅迫對茶樹生長發(fā)育和葉綠素熒光參數(shù)的影響

        2024-12-05 00:00:00肖黃巧石玉玲趙龍許妍揭雨成
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年23期
        關(guān)鍵詞:低溫脅迫生長發(fā)育農(nóng)藝性狀

        摘要:為探究低溫脅迫對茶樹葉片光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)熒光參數(shù)及SPAD值的影響,分析在不同低溫條件下茶樹葉片PSⅡ熒光參數(shù)及次生代謝物的變化規(guī)律。以黃金茶1號為試材,在智能人工氣候箱中進行試驗,共設(shè)置1、3、5 ℃ 3個低溫,以25 ℃為對照,處理時間為3、5、7、9 d。研究表明,在低溫脅迫處理下茶葉的農(nóng)藝性狀與CK相比均存在不同幅度的下降;次生代謝物質(zhì)、抗逆性指標和葉綠素熒光參數(shù)等指標較CK均存在不同幅度的上升或下降,其中茶葉的TP含量較CK總體下降了0.11%~31.97%;游離氨基酸含量較CK總體增加了5.24%~104.35%;MDA含量較CK總體增加了23.56%~126.68%;SS含量較CK總體增加了22.36%~236.13%;PhiNPQ、SPAD值、Phi2、Fv/Fm較CK總體分別下降了9.94%~41.10%、14.29%~34.85%、10.25%~51.24%、11.39%~48.53%;而PhiNO、NPQ較CK總體分別增加了29.28%~125.12%、22.13%~70.99%。綜上所述,茶樹在低溫脅迫下葉長、葉寬、TP含量、PhiNPQ、SPAD值、Phi2、Fv/Fm總體隨著溫度的降低和脅迫時間的延長而下降;MDA含量、PhiNO、NPQ隨著溫度的降低和脅迫時間的延長總體呈上升趨勢;游離氨基酸含量總體隨溫度降低呈先升后降的趨勢,但隨脅迫時間的延長變化趨勢不同;SS含量隨溫度的降低逐漸上升,隨脅迫時間的延長呈先升后降的趨勢。由此可知,在低溫脅迫下不僅會影響茶樹生長發(fā)育,還會致使其葉片PSⅡ活性受損,光合效率下降,出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象,影響茶樹的生長發(fā)育,不利于其品質(zhì)形成。

        關(guān)鍵詞:低溫脅迫;茶樹;生長發(fā)育;葉片;熒光參數(shù);農(nóng)藝性狀;抗逆性指標

        中圖分類號:S571.101" 文獻標志碼:A

        文章編號:1002-1302(2024)23-0147-09

        肖黃巧,石玉玲,趙" 龍,等. 低溫脅迫對茶樹生長發(fā)育和葉綠素熒光參數(shù)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2024,52(23):147-155.

        doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2024.23.021

        收稿日期:2023-12-23

        基金項目:國家重點研發(fā)計劃(編號:2019YFD1002205-3)。

        作者簡介:肖黃巧(1999—),女,湖南洞口人,碩士研究生,主要從事逆境生物學(xué)研究。E-mail:1036244520@qq.com。

        通信作者:揭雨成,博士,教授,主要從事作物種質(zhì)創(chuàng)新與逆境生物學(xué)研究。E-mail:ibfcjyc@vip.sina.com。

        茶樹原產(chǎn)于我國西南地區(qū),是我國重要的經(jīng)濟作物之一[1]。其中黃金茶是湘西北武陵山區(qū)保靖縣的一個古老珍稀的地方品種,具有發(fā)芽早、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、抗性強等特性,享有“一兩黃金一兩茶”的美譽[2-3]。因為茶樹具有喜暖怕寒的特性,所以低溫是茶葉在生產(chǎn)過程中極易遭遇的非生物脅迫之一[4]。茶樹低溫脅迫主要有越冬期脅迫和芽萌發(fā)以后的“倒春寒”脅迫[5]。其中“倒春寒”脅迫是影響茶葉生產(chǎn)的氣象災(zāi)害之一,它會造成茶樹芽葉生長受阻,導(dǎo)致幼嫩新梢受冷變褐、焦枯壞死,不止會影響茶葉品質(zhì),還會對茶葉產(chǎn)量造成重大損失[6-8]。因此,在茶樹生產(chǎn)中,了解低溫脅迫對茶葉的影響機制,從而采取措施有效緩解低溫危害,對提高茶葉品質(zhì)和產(chǎn)量至關(guān)重要。已有研究表明,植物體內(nèi)干物質(zhì)的積累和產(chǎn)量90%左右都是葉片進行光合作用形成的,葉綠素熒光參數(shù)的變化不僅可以反映植物葉片光合作用的原初反應(yīng),還可以反映植物對環(huán)境的響應(yīng)機制,可作為逆境脅迫研究的重要指標,對研究逆境與植物光合作用之間的關(guān)系具有重要意義[9-11]。葉綠素熒光與光合作用密切相關(guān),葉綠素熒光動力學(xué)可以反映各種環(huán)境因子對光合作用的影響[12]。李慶會等的研究表明,茶葉在低溫脅迫下光合能力減弱,直接損傷PSⅡ反應(yīng)中心,致使PSⅡ反應(yīng)中心積累大量過剩的激發(fā)能[13]。黃麗芳等以小粒種咖啡幼苗為研究對象,發(fā)現(xiàn)低溫脅迫不僅抑制了幼苗葉片光合作用,還削弱了葉綠素熒光特性[14]。已有研究表明,葉片光合機構(gòu)功能異常是植株在脅迫條件下其葉片組織受到損傷、大量積累丙二醛(MDA)導(dǎo)致的[15]。目前,低溫脅迫對葉綠素熒光的影響在小麥[16]、木薯[17]、苜蓿[18]等植物上都有研究。對茶葉在低溫脅迫方面的研究相對較少。本試驗以黃金1號為試材,從葉綠素熒光參數(shù)入手,設(shè)置不同脅迫溫度和時長,模擬低溫脅迫試驗,從生長發(fā)育、品質(zhì)和熒光參數(shù)的角度,探討低溫脅迫對茶樹葉片生長發(fā)育及葉綠素熒光參數(shù)的影響,分析不同低溫條件下茶樹葉片葉綠素熒光參數(shù)的變化規(guī)律,為茶樹逆境栽培提供理論依據(jù)。

        1" 材料與方法

        1.1" 供試材料

        以湘西土家族苗族自治州茶樹科學(xué)研究所提供的黃金茶1號1.5年生左右扦插苗為研究試材。

        1.2" 試驗設(shè)計

        于2022年10月將茶樹從湘西土家族苗族自治州茶葉科學(xué)研究所運回湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)中學(xué)部,將茶樹統(tǒng)一移栽于口徑18 cm、高18.5 cm的塑料盆中,每盆1株,置于大棚內(nèi)進行常規(guī)水肥、病蟲害管理。于2023年4月選取長勢良好、一致的茶樹進行低溫處理。設(shè)置低溫脅迫溫度為1、3、5 ℃,以25 ℃為對照(CK),處理時間為 3、5、7、9 d,每個處理供試茶樹為4盆,共64盆。低溫試驗于4月10日在湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究所的RXZ型智能人工氣候箱(寧波江南儀器廠制造)進行,光周期設(shè)置晝夜 16 h/8 h,相對濕度為75%。待各處理結(jié)束后進行農(nóng)藝性狀等指標的測定,并取倒1~4葉置于 -80 ℃ 冰箱,用于后續(xù)測定茶多酚(TP)、游離氨基酸、丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)含量。

        1.3" 測定指標及方法

        1.3.1" 農(nóng)藝性狀測定" 于處理前及處理后利用游標卡尺對試驗材料倒3葉進行長、寬的測定。

        1.3.2" 葉片光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)熒光參數(shù)及SPAD值測定" 于處理前及處理后利用植物多功能儀PhotosynQ對試驗材料倒3葉進行測定,其中每棵茶樹取相同葉位功能葉片上的2個點進行測量,測定指標為PSⅡ?qū)嶋H光合速率(Phi2)、PSⅡ調(diào)節(jié)性能量耗散(PhiNPQ)、PSⅡ非調(diào)節(jié)性能量耗散(PhiNO)、相對葉綠素含量(SPAD值)、非光化學(xué)猝滅系數(shù)(NPQ)、PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)。

        1.3.3" 茶多酚、游離氨基酸、丙二醛、可溶性糖含量測定" 均按試劑盒說明書進行測定。

        1.4" 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel 2019對數(shù)據(jù)進行整理及繪圖,利用SPSS 26.0軟件對數(shù)據(jù)進行顯著性檢驗(α=0.05)和相關(guān)性分析(Person)。

        2" 結(jié)果與分析

        2.1" 低溫脅迫對茶葉農(nóng)藝性狀的影響

        由表1可知,就葉長、葉寬處理前和處理后分析結(jié)果可知,CK處理后的葉長和葉寬相比處理前有所提升,分別增加了3.67%~12.89%、2.41%~21.09%,低溫脅迫處理后除了5 ℃處理3 d的葉寬較處理前增加了1.80%外,其余低溫脅迫后較處理前均呈下降趨勢,5 ℃處理后的葉長和葉寬分別較處理前減少了0.99%~7.67%、1.53%~4.38%;3 ℃ 處理后的葉長和葉寬分別較處理前減少了2.71%~9.89%、0.64%~5.85%;1 ℃處理后的葉長和葉寬分別較處理前減少了4.12%~11.04%、2.80%~8.60%。就低溫處理后的葉長、葉寬數(shù)據(jù)分析可知,隨著處理溫度的降低,脅迫時間為3 d時,5、3、1 ℃處理的葉長與CK相比,存在顯著差異,而葉寬無顯著差異;脅迫時間為5 d時,各低溫處理后的葉長與CK相比無顯著差異,而1 ℃的葉寬與CK存在顯著差異,5 ℃和3 ℃與CK無顯著差異;脅迫時間為7 d時,3個低溫處理后的葉長與CK相比

        茶葉在相同天數(shù)水平下不同溫度水平間差異顯著(Plt;0.05)。

        均存在顯著差異,葉寬除1 ℃與CK存在顯著差異外,其余2個低溫處理的葉寬與CK均無顯著差異;脅迫時間為9 d時,5 ℃的葉長與CK存在顯著差異,3 ℃和1 ℃與CK相比均無顯著差異,而葉寬與CK相比無顯著差異。

        2.2" 低溫脅迫對茶葉次生代謝物的影響

        由圖1-A可知,隨著脅迫時間的延長,CK的茶多酚(TP)含量不斷增加,但不存在顯著差異,而其余3個溫度下的TP含量均呈不斷下降的趨勢,其中5 ℃處理3 d時TP含量最高,較CK處理3 d時減少了0.11%;1 ℃處理9 d時TP含量最低,較CK處理9 d時減少了31.97%。隨著處理溫度的降低,各處理下的TP含量呈下降趨勢,其中脅迫時間為 3 d 時,5 ℃ 的TP含量與CK無顯著差異,而脅迫時間為5、7、9 d時TP的含量與CK相比均存在顯著差異。表明除CK外,其余3個處理在不同溫度梯度的脅迫下,黃金茶1號的鮮葉TP含量總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長而逐漸降低。

        由圖1-B可知,隨脅迫時間延長,CK和 5 ℃ 的游離氨基酸含量呈先下降后上升的趨勢,而其余2個溫度下的游離氨基酸含量均呈先上升后下降的趨勢,其中5 ℃處理的最高峰出現(xiàn)在脅迫9 d時,較CK處理9 d時增加了55.53%;3、1 ℃處理的最高峰均出現(xiàn)在脅迫5 d時,較CK處理5 d時分別增加了104.35%、86.02%。隨著處理溫度的降低,各處理下的游離氨基酸含量呈先上升后下降的趨勢,脅迫時間為3、9 d時,5、3 ℃之間無顯著差異,而與CK和 1 ℃ 之間存在顯著差異;脅迫時間為5、7 d 時,3 ℃ 與CK、5 ℃、1 ℃均存在顯著差異。表明黃金茶1號的游離氨基酸含量隨處理溫度的降低總體呈先上升后下降的趨勢,但隨脅迫時間延長變化不同。

        2.3" 低溫脅迫對茶樹葉片丙二醛和可溶性糖含量的影響

        丙二醛含量表示植物在逆境條件下受損害的情況,丙二醛含量越高,表示植物在逆境下受傷害的程度越高。由圖2-A可知,隨著脅迫時間的延長,5、3、1 ℃的丙二醛(MDA)含量逐漸增加,其中5、3、1 ℃處理的最高峰均出現(xiàn)在脅迫9 d時,較CK處理9 d時分別增加了40.12%、60.41%、126.68%。隨著處理溫度的降低,各處理的MDA含量均呈上升趨勢,脅迫時間為3、5、7 d時,5 ℃和 3 ℃ 之間的MDA含量無顯著差異,但與CK和1 ℃之間均存在顯著性差異;而脅迫時間為 9 d 時,5、3、1 ℃與CK之間均存在顯著性差異。研究表明黃金茶1號的MDA含量總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長而逐漸上升。

        由圖2-B可知, 隨脅迫時間延長,各處理可溶性糖(SS)含量呈先上升后下降的趨勢,其中5、3、1 ℃ 處理的最高峰均出現(xiàn)在脅迫5 d時,較CK處理5 d時分別增加了50.76%、136.62%、236.13%。隨著處理溫度的降低,各處理的SS含量均呈上升趨勢,脅迫時間為3 d時,3 ℃和1 ℃處理間無顯著差異,但與5 ℃和CK之間存在顯著性差異;5、7、9 d時,5、3、1 ℃與CK之間均存在顯著性差異。研究表明黃金茶1號的SS含量總體隨溫度的降低呈上升趨勢,而隨脅迫時間的延長呈先上升后下降的趨勢。

        2.4" 低溫脅迫對茶樹葉片葉綠素熒光參數(shù)的影響

        2.4.1" 低溫脅迫對茶樹葉片PhiNPQ的影響

        PhiNPQ是光保護的重要指標之一,是植物利用過剩的能量來避免傷害的一種途徑。由圖3-A可知,在低溫脅迫處理前各處理間的PhiNPQ無顯著差異,PhiNPQ在0.636~0.667之間。由圖3-B可知,隨著脅迫時間的延長,5、3、1 ℃的PhiNPQ逐漸下降。隨著處理溫度的降低,各處理的PhiNPQ均呈下降趨勢,各脅迫時間下的3個低溫處理均與CK存在顯著差異,在脅迫時間為3 d時,5、3、1 ℃較CK分別減少9.94%、26.65%、33.84%;在脅迫時間為 5 d 時,5、3、1 ℃較CK分別減少18.36%、34.17%、40.97%;在脅迫時間為7 d時,5、3、1 ℃較CK分別減少22.37%、38.45%、41.10%;在脅迫時間為9 d時,5、3、1 ℃較CK分別減少30.27%、40.26%、41.02%。研究表明黃金茶1號的PhiNPQ總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈下降趨勢。

        2.4.2" 低溫脅迫對茶樹葉片SPAD值的影響

        SPAD值代表葉片中葉綠素的相對含量,可以反映作物在某一程度上的生長情況。由圖4可知,在低溫脅迫處理前各處理間的SPAD值在46.48~49.84之間,而低溫脅迫處理后各處理間的SPAD值均低于未處理前,其中CK較未處理前增加了3.00%~5.74%,而低溫脅迫處理后5、3、1 ℃較未處理前分別減少了10.08%~22.23%、20.11%~30.16%、24.66%~35.14%。隨著脅迫時間的延長,5、3、1 ℃ 的SPAD值逐漸下降。隨著處理溫度的降低,各處理的SPAD值均呈下降趨勢, 在4個脅迫時間下的3個低溫處理均與CK存在顯著差異,在脅迫時間為3 d時,5、3、1 ℃較CK分別減少14.29%、21.50%、25.36%;在脅迫時間為5 d時,5、3、1 ℃較CK分別減少21.50%、27.13%、32.31%; 在脅迫時

        間為7 d時,5、3、1 ℃較CK分別減少19.74%、25.59%、31.68%;在脅迫時間為9 d時,5、3、1 ℃較CK分別減少24.28%、30.14%、34.85%。研究表明黃金茶1號的SPAD值總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈下降趨勢。

        2.4.3" 低溫脅迫對茶樹葉片PhiNO的影響

        由圖5可知,低溫脅迫處理前各處理間的PhiNO無顯著差異,而低溫脅迫處理后5、3、1 ℃的PhiNO與低溫脅迫處理前相比分別增加了27.82%~71.35%、39.63%~111.29%、68.70%~108.64%。隨著脅迫時間的延長,3、1 ℃的PhiNO呈不斷上升趨勢,而5 ℃的PhiNO則呈先升后降再升的趨勢,5 ℃處理 9 d 時PhiNO最高,為0.277。隨著處理溫度的降低,各處理的PhiNO均呈上升趨勢,在4個脅迫時間下的3個低溫處理均與CK存在顯著差異,在脅迫時間為3 d時,5、3、1 ℃較CK分別增加了29.28%、49.51%、64.33%;在脅迫時間為5 d時,5、3、1 ℃較CK分別增加了44.61%、55.46%、88.14%;在脅迫時間為7 d時,5、3、1 ℃較CK分別增加了38.24%、83.32%、100.44%;在脅迫時間為9 d時,5、3、1 ℃較CK分別增加了77.52%、117.04%、125.12%。研究表明黃金茶1號的PhiNO總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈上升趨勢。

        2.4.4" 低溫脅迫對茶樹葉片Phi2的影響

        Phi2代表PSⅡ的實際光合效率,可以直接反映光能轉(zhuǎn)換ATP和NADPH并最終合成糖的能力。由圖 6-A 可知,在低溫脅迫處理前各處理間的Phi2無顯著差異,Phi2為0.657~0.694。由圖6-B可知,隨著脅迫時間的延長,3、1 ℃的Phi2呈不斷下降趨勢,而 5 ℃ 的Phi2則呈先降后升再降的趨勢,5 ℃處理 9 d 時Phi2最低,為0.476。隨著處理溫度的降低,各處理的Phi2均呈下降趨勢,在4個脅迫時間下的3個低溫處理均與CK存在顯著差異,在脅迫時間為3 d時,5、3、1 ℃較CK分別降低了10.25%、25.81%、36.22%;在脅迫時間為5 d時,5、3、1 ℃較CK分別降低了28.18%、30.03%、43.51%;在脅迫時間為7 d時,5、3、1 ℃較CK分別降低了18.64%、40.84%、44.78%;在脅迫時間為9 d時,5、3、1 ℃較CK分別降低了31.85%、46.77%、51.24%。研究表明黃金茶1號的Phi2總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈下降趨勢。

        2.4.5" 低溫脅迫對茶樹葉片NPQ的影響

        由圖 7-A 可知,在低溫脅迫處理前各處理間的NPQ無顯著差異,NPQ為0.967~1.000。由圖7-B可知,隨著脅迫時間的延長,3、1 ℃的NPQ呈不斷上升的趨勢,而5 ℃的NPQ呈先上升后下降的趨勢,5 ℃處理 7 d 時NPQ最高,為1.475。隨著處理溫度的降低,各處理的NPQ均呈上升趨勢,在4個脅迫時間下的3個低溫處理均與CK存在顯著差異,在脅迫時間為3 d時,5、3、1 ℃較CK分別增加了22.13%、39.38%、52.89%;在脅迫時間為5 d時,5、3、1 ℃較CK分別增加了34.43%、54.27%、62.61%;在脅迫時間為7 d時,5、3、1 ℃較CK分別增加了42.09%、54.27%、67.71%;在脅迫時間為 9 d 時,5、3、1 ℃較CK分別增加了32.06%、52.66%、70.99%。研究表明黃金茶1號的NPQ總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈上升趨勢。

        2.4.6" 低溫脅迫對茶樹葉片F(xiàn)v/Fm的影響

        Fv/Fm 的高低代表植物在逆境條件下的受傷害情況,值越高表明植株生長狀況較好; 值越低表明植物受到的傷害越大。由圖8-A可知,在正常條件下,茶樹葉片的 Fv/Fm 比較穩(wěn)定,在0.762~0.786之間,不存在顯著差異。由圖8-B可知,隨著脅迫時間的延長,5、3、1 ℃的Fv/Fm呈不斷下降的趨勢。隨著處理溫度的降低,各處理的Fv/Fm均呈下降趨勢,在脅迫時間為3 d時,5、3、1 ℃與CK存在顯著性差異,較CK分別下降了11.39%、19.29%、27.88%;在脅迫時間為5 d時,5、3、1 ℃與CK存在顯著性差異,較CK分別下降了23.34%、25.99%、32.45%;在脅迫時間為7 d時,5、3、1 ℃之間無顯著差異,但與CK存在顯著性差異,較CK分別下降了35.44%、38.21%、43.87%;在脅迫時間為9 d時,5、3、1 ℃與CK存在顯著性差異,較CK分別下降了39.47%、45.92%、48.53%。研究表明黃金茶1號的Fv/Fm總體隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈下降趨勢。

        2.5" 不同低溫脅迫下茶葉各項指標的相關(guān)性分析

        由表2可知,葉長與葉寬呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與TP含量、PhiNPQ、SPAD值、Phi2、Fv/Fm呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與游離氨基酸呈顯著負相關(guān)關(guān)系,與MDA含量、PhiNO、NPQ呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;葉寬與TP含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與PhiNPQ、SPAD值、Phi2、Fv/Fm呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與MDA含量、PhiNO、NPQ、SS含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;TP含量與游離氨基酸含量、SS含量呈顯著負相關(guān)關(guān)系,與PhiNPQ、SPAD值、Phi2、Fv/Fm呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與MDA含量、PhiNO、NPQ呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;MDA含量與PhiNO、NPQ、SS含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與PhiNPQ、SPAD值、Phi2、Fv/Fm呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;游離氨基酸含量與PhiNO、NPQ、SS含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,與Phi2呈顯著負相關(guān)關(guān)系,與PhiNPQ、SPAD值、Fv/Fm呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;PhiNPQ與SPAD值、Phi2、Fv/Fm呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與PhiNO、NPQ、SS含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;SPAD值與Phi2、Fv/Fm呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與PhiNO、NPQ、SS含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;PhiNO與NPQ、SS含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與Phi2、Fv/Fm 呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;Phi2與Fv/Fm呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與NPQ、SS含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;NPQ與SS含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,與Fv/Fm呈極顯著負相關(guān)關(guān)系;Fv/Fm與SS含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系。

        3" 討論與結(jié)論

        光合作用是植物進行能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)合成的主要方式,而葉片是進行光合作用的主要場所。茶樹屬于葉用植物,光合作用的利用效率對茶葉的品質(zhì)和產(chǎn)量有很大的影響,其中葉綠素熒光參數(shù)對茶樹的生長發(fā)育和逆境脅迫研究具有重要意義。茶多酚和游離氨基酸含量是茶葉中重要的品質(zhì)指標,逆境脅迫下會影響茶葉的口感和質(zhì)量,本研究發(fā)現(xiàn)在低溫脅迫下,茶多酚含量與CK相比有所下降,游離氨基酸含量隨著處理溫度的降低總體呈先上升后下降的趨勢,這與葉錦培等的研究結(jié)果[19]相似。MDA含量的高低反映逆境脅迫下植物膜系統(tǒng)受損害的程度;SS含量不僅反映植物在逆境下的抗性,也是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),本研究結(jié)果表明,在低溫脅迫下,MDA含量隨著溫度的降低及脅迫時間的延長而上升;SS含量隨溫度的降低而上升,隨脅迫時間的延長呈先升后降的趨勢。這與低溫脅迫下王曉龍等的研究結(jié)果[20-22]相似。

        葉綠素熒光參數(shù)的變化不僅可以反映植物葉片光合作用的原初反應(yīng),還可作為逆境脅迫研究的重要指標, 其中葉綠素含量的高低反映了植物光合能力的強弱,也是重要的光合色素之一,不僅可以作為植株健康的標準,還可以反映在逆境條件下植株的承受程度[23-24]。本研究結(jié)果表明,低溫脅迫后茶樹的SPAD值隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈下降趨勢,這與前人的研究結(jié)果[25]相似。Fv/Fm反映PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率,該指標不僅能反映光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率,還能夠反映植物在自然條件下是否受到脅迫。本試驗結(jié)果表明,在低溫脅迫下,茶樹葉片的Fv/Fm與CK相比均呈下降趨勢,說明了在低溫脅迫下茶樹PSⅡ系統(tǒng)遭到了破壞,葉片光能轉(zhuǎn)化效率受阻,導(dǎo)致光合色素含量不足從而產(chǎn)生光抑制現(xiàn)象,這與黃艷花等的研究結(jié)果[25-26]相似。羅蛟的研究表明,黃瓜葉片在低溫光脅迫下會致使Y(Ⅱ)和Y(NPQ)下降,Y(NO)升高[27];范思靜等的研究表明,油菜葉片在低溫脅迫下Fv/Fm、Y(NPQ)、NPQ均呈下降趨勢,而Y(NO)呈上升趨勢[28]。本研究結(jié)果表明茶樹葉片在低溫脅迫下PhiNO隨溫度的降低和脅迫時間的延長逐漸上升,PhiNPQ隨溫度的降低和脅迫時間的延長呈下降趨勢,說明茶葉PSⅡ截獲光能能力受損,主動避免光損傷的能力減弱。本研究發(fā)現(xiàn)在低溫脅迫下茶樹葉片NPQ與對照相比有所上升,而Phi2隨著溫度的降低和脅迫時間的延長而降低,表明低溫限制了茶樹葉片體內(nèi)有機物質(zhì)的合成和光合產(chǎn)物的積累,這與侯曉敏的研究結(jié)果[29]相似。

        綜上所述,在低溫脅迫下,低溫處理組隨著溫度的降低和脅迫時間的延長,葉長、葉寬、TP含量、PhiNPQ、SPAD值、Phi2、Fv/Fm總體來說均呈不同程度的下降趨勢,MDA含量、PhiNO、NPQ總體呈上升趨勢;游離氨基酸含量總體隨溫度降低呈先升后降的趨勢,隨脅迫時間變化不同;SS含量隨溫度的降低逐漸上升,隨脅迫時間的延長呈先升后降的趨勢,說明茶樹葉片在低溫脅迫下會導(dǎo)致葉綠素含量降低,葉綠素熒光參數(shù)發(fā)生改變,致使植物光合效率下降,從而抑制茶樹葉片的光合作用和光合電子的傳遞,造成PSⅡ的活性受到損傷,導(dǎo)致植物出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象,對茶樹的生長發(fā)育和品質(zhì)造成一定的損失。由于植物多功能儀對測定環(huán)境要求很高,稍有偏差都會對試驗數(shù)據(jù)造成誤差,而且其測量數(shù)據(jù)只包含了PS Ⅱ的一部分指標,并未涵蓋全部指標,可見植物葉綠素熒光參數(shù)的測定結(jié)果還存在一定的不足,所以后續(xù)試驗會結(jié)合葉綠素熒光儀綜合開展研究。

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