?

貴州兩地野生茶樹葉片解剖結構比較及抗逆性分析

2024-03-09 08:40蘇勝峰楊代星梁思慧陳正武
河南農業科學 2024年1期
關鍵詞:主脈緊密度抗旱性

楊 春,蘇勝峰,楊代星,梁思慧,郭 燕,郭 燦,陳正武

(1.貴州省農業科學院茶葉研究所,貴州 貴陽 550006;2.盤州市淤泥鄉農村工作中心,貴州 盤州 553537;3.貴州大學茶學院,貴州 貴陽 550025)

茶樹原產于我國,貴州是我國野生茶樹的集中分布區域之一[1]。野生茶樹資源中蘊含著豐富的變異類型和特異功能基因,對于茶樹的遺傳演化、品種改良及分子育種等研究有著重要意義[2]。加大珍稀野生茶樹的開發利用和研究工作是“十四五”期間貴州茶產業發展的重點。野生茶樹有其不可再生性,如何在減少對其樹體造成傷害的情況下,評價其生產性能、抗逆性、品質特點等是野生茶樹開發利用的難點。茶樹作為葉用經濟作物,葉片不僅是重要的營養器官,也是采收獲益的物質原料。研究表明,茶樹葉片結構在一定程度上反映茶樹的產量、適制性、抗逆性等,葉片解剖結構可作為輔助手段評價茶樹種質的適制性和抗逆性等,為種質資源鑒定和品種早期選育提供重要參考[3-5],因此,基于葉片解剖結構深度分析野生茶樹的利用前景是近年來的研究熱點。楊鳳等[6]基于葉片解剖結構初步評價了10 個野生茶樹株系的抗旱性,篩選出4份抗旱性較優的野生茶樹株系。鄧慧群等[7]觀測和比較分析了廣西7 個縣(區)的21 個野生茶樹株系的葉片解剖結構,篩選出抗旱、抗寒和抗病蟲害綜合能力較強的茶樹株系六堡01 和六堡02。李美鳳等[8]通過分析葉片解剖結構指標,結合隸屬函數值法,綜合評價貞豐野生茶樹的抗性和適制性等,篩選出綜合抗性更優的野生茶樹綠芽株系1 份,可作為茶樹新品種選育或遺傳改良的優質種質材料。

筆者所在課題組前期調研發現[9-10],在貴州省盤州市和三都縣存在著較大的野生茶樹群落,尚缺乏相關研究以指導其開發利用。鑒于此,從中選取24份代表性野生茶樹為研究對象,觀測葉片形態特征和葉片解剖結構指標,通過差異顯著性分析等手段明晰兩地野生茶樹葉片結構差異,結合隸屬函數法綜合評價兩地野生茶樹資源的抗逆性,為更好地開發和利用兩地野生茶樹資源打下基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

2021 年10 月,對已掛牌的盤州市和三都縣基徑大于10 cm 的野生茶樹進行取樣。采集當年生枝條上健康完整的成熟葉片為試驗材料制作石蠟切片標本,分別取樣8 份和16 份。盤州野生茶樹取樣地點為盤州市淤泥鄉清水村,地理范圍為北緯25°58'37″~25°59'12″、東經104°48'55″~104°49'35″,海拔2 050~2 220 m。三都野生茶樹取樣點為三都縣都江鎮怎雅村涼風坳,地理范圍為北緯25°55'48″~25°59'40″、東經108°9'32″~108°20'46″,海拔1 300~1 352 m。

1.2 葉片形態觀測

參照NY∕T 2943—2016《茶樹種質資源描述規范》,測量24 份野生茶樹健康成熟葉片的葉長(Leaf length,LL)、葉寬(Leaf width,LW),并計算葉面積(Leaf area,LA)和長寬比(Leaf length-to-width ratio,LR),每份材料測量10片,取平均值。

1.3 葉片解剖結構測定

參考孟澤洪等[11]方法制備石蠟切片。通過Case viewer軟件測量或結合公式計算得出葉片解剖結構指標:葉片厚度(Leaf thickness,LT)、上表皮角質層厚度(Cuticle thickness of upper epidermis,CTU)、上表皮細胞厚度(Thickness of upper epidermis cell,TU)、下表皮角質層厚度(Cuticle thickness of lower epidermis,CTL)、下表皮細胞厚度(Thickness of lower epidermis cell,TL)、柵欄組織層數(Layers of palisade tissue,LP)、柵欄組織厚度(Thickness of palisade tissue,TP)、細胞數(Cell amount in the first layer of palisade tissue in the range of 400 μm,CA)、海綿組織厚度(Thickness of spongy tissue,TS)、葉肉組織厚度(Mesophyll tissue thickness,MT)、組織比(Ratio of palisade tissue to spongy tissue,P∕S)、葉片結構緊密度(Tightness of leaf structure,TLS)、葉片結構疏松度(Looseness of leaf structure,LLS)、草酸鈣晶體密度(Density of calcium oxalate crystal,DCO)、主脈厚度(Main vein thickness,MVT)、主脈突起度(Midrib protuberant degree,MPD)、維管束短徑(Short diameter of vascular bundle,SDV)、木質部厚度(Xylem thickness,XT)和韌皮部厚度(Phloem thickness,PT)。

每個材料做3 個制片,每個制片取3 個切片進行測量,所有數據重復數9個。

1.4 數據處理

1.4.1 計算公式 葉面積=葉長×葉寬×0.7;長寬比=葉長∕葉寬;組織比=柵欄組織厚度∕海綿組織厚度[12-14];葉片結構緊密度=柵欄組織厚度∕葉片厚度×100%[12-14];葉片結構疏松度=海綿組織厚度∕葉片厚度×100%[12-14];細胞數:400μm 長度內第1 層柵欄組織細胞數量[15];主脈突起度=主脈厚度∕葉片厚度[16];草酸鈣晶體密度=草酸鈣晶體數量∕觀測面積[11];抗寒性指數Y=5.47X-1.78,X為組織比[17]。1.4.2 數據處理 利用Microsoft Excel 2010 軟件(美國微軟公司產品)對試驗數據進行統計處理,采用IBM SPSS 21.0 軟件(美國IBM 公司產品)進行相關性分析(Pearson相關系數)和差異顯著性檢驗(獨立樣本t檢驗和Duncan’s 新復極差法)。利用TBtools 基于歐氏距離(Euclidean)的全連接(Complete-linkage)法進行聚類分析和熱圖繪制[18]。

采用隸屬函數值對野生茶樹資源的抗性(抗寒、抗旱、抗蟲)進行分析[19-20]。隸屬函數值:U(Xi)=(Xi-Xmin)∕(Xmax-Xmin)。式中,Xi表示第i個因子的得分值,Xmin表示第i個因子得分值最小值,Xmax表示第i個因子得分最大值。最后計算與抗性有關指標的平均隸屬函數值,數值越大的抗性越佳。

2 結果與分析

2.1 貴州兩地野生茶樹葉片物理形態及葉片解剖結構比較分析

2.1.1 葉片物理形態 8 份盤州野生茶樹和16 份三都野生茶樹的葉片物理形態(葉長、葉寬、葉面積和長寬比)統計見表1。其中,盤州野生茶樹葉長9.96~13.28 cm,平均11.98 cm;葉寬4.09~5.94 cm,平均4.94 cm;葉面積29.87~54.67 cm2,平均42.02 cm2;長寬比2.23~2.66,平均2.45。三都野生茶樹葉長7.73~12.78 cm,平均9.78 cm;葉寬2.18~4.70 cm,平均3.53 cm;葉面積11.84~40.06 cm2,平均24.81 cm2;長寬比2.41~3.70,平均2.83。

表1 盤州和三都野生茶樹葉片形態指標對比Tab.1 Comparison of leaf morphological indexes of wild tea plants in Panzhou and Sandu

根據NY∕T 1312—2007《農作物種質資源鑒定技術規程茶樹》的說明,葉面積小于20 cm2為小葉種,20~40 cm2為中葉種,40~60 cm2為大葉種,大于60 cm2為特大葉種;長寬比≥3.0 為披針形葉形,2.5≤長寬比<3.0為長橢圓形,2.0≤長寬比<2.5為橢圓形。結合表1可知,8份盤州野生茶樹中有6份葉面積在40~60 cm2,為大葉種資源,占調查總數的75%,說明盤州野生茶樹以大葉種為主;有5 份長寬比在2.0~2.5,說明盤州野生茶樹葉片形狀以橢圓形為主。16份三都野生茶樹中有9 份葉面積在20~40 cm2,占比56%,說明三都野生茶樹以中葉種居多;有11 份長寬比大于2.5,其中更有6 份長寬比在3.0 以上,表明三都野生茶樹葉片葉形多為長橢圓形和披針形。

差異顯著性分析發現,盤州和三都的野生茶樹在4個葉片形態指標上均存在極顯著差異。盤州野生茶樹葉長、葉寬和葉面積極顯著大于三都野生茶樹,長寬比極顯著小于三都野生茶樹。結合葉部形態(圖1)發現,兩地野生茶樹在葉片表型上有明顯差異,盤州野生茶樹多為大葉種,葉形以橢圓形為主,三都野生茶樹多為中葉種,葉形以長橢圓形和披針形為主。

圖1 盤州(A)和三都(B)野生茶樹葉片形態Fig.1 Leaf morphology of wild tea plants in Panzhou(A)and Sandu(B)

2.1.2 葉片表皮及葉肉解剖結構 盤州和三都野生茶樹葉片表皮及葉肉解剖結構如圖2 所示,葉片厚度、柵欄組織層數、柵欄組織厚度、草酸鈣晶體密度等14 項指標結果見表2。由圖2 可直觀看出,盤州野生茶樹葉片厚度更厚,且柵欄組織細胞排列更緊密。結合表2 中24 份野生茶樹的14 項指標數據可知,盤州和三都野生茶樹在葉片表皮及葉肉解剖結構上差異明顯,除上表皮角質層厚度、組織比和葉片結構疏松度3 個指標外,其余11 個指標存在顯著或極顯著差異。其中,盤州野生茶樹葉片厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度、葉肉組織厚度平均值分別為278.48、73.44、162.76、237.97 μm,均極顯著高于三都野生茶樹。三都野生茶樹的上表皮細胞和下表皮細胞厚度平均值分別為24.15 μm 和22.82 μm,極顯著高于盤州野生茶樹;下表皮角質層厚度平均值為1.37μm,顯著高于盤州野生茶樹。

圖2 盤州(A)和三都(B)野生茶樹葉片表皮及葉肉解剖結構Fig.2 Leaf epidermis and mesophyll anatomical structure of wild tea plants in Panzhou(A)and Sandu(B)

表2 盤州和三都野生茶樹葉片表皮及葉肉解剖結構參數Tab.2 Leaf epidermis and mesophyll anatomical structural parameters of wild tea plants in Panzhou and Sandu

細胞數代表柵欄組織細胞排列緊密程度,盤州野生茶樹葉片細胞數平均值為28.02 個,三都野生茶樹平均為21.90 個,兩者存在極顯著差異,表明盤州野生茶樹葉片中柵欄組織細胞排列較三都野生茶樹更為緊密。盤州和三都的野生茶樹在葉片柵欄組織層數上較為一致,絕大部分都為1 層,僅PZ-09、PZ-17 和SD-20-2 的葉片柵欄組織層數為2 層。組織比、葉片結構緊密度和葉片結構疏松度等指標可在一定程度上反映資源的抗逆性,盤州野生茶樹葉片結構緊密度極顯著大于三都野生茶樹。草酸鈣晶體是植物葉片防御昆蟲取食的關鍵,由表2 可知,PZ-05葉肉細胞中草酸鈣晶體數量最多,草酸鈣晶體密度達12.14 個∕mm2,而PZ-17、SD-19 和SD-20 葉片中未發現草酸鈣晶體。結合差異顯著性分析發現,盤州野生茶樹葉片中草酸鈣晶體密度極顯著大于三都野生茶樹。

綜上所述,兩地野生茶樹在葉片解剖結構上存在較大區別,盤州野生茶樹葉片厚度、柵欄組織厚度和海綿組織厚度更厚,柵欄組織細胞排列更緊密,葉肉細胞內草酸鈣晶體數量更多,三都野生茶樹上(下)表皮細胞厚度及表皮角質層厚度更厚。

2.1.3 葉片葉脈解剖結構特征 盤州和三都野生茶樹葉片葉脈解剖結構見圖3,主脈厚度、主脈突起度等5 個指標見表3。由圖3 可直觀看出,盤州野生茶樹主脈厚度及主脈凸起度更大。結合表3 中24份野生茶樹的5 項指標數據可知,盤州野生茶樹主脈厚度較大,除PZ-03 主脈厚度小于1 000 μm 外,其余7 份野生茶樹葉片主脈厚度均大于1 000μm,PZ-02主脈厚度最大,達1 228.73μm;三都野生茶樹主脈厚度較小,除SD-28 外,其余15份野生茶樹主脈厚度均小于1 000μm,主脈厚度最小為SD-6,僅689.47μm。除PZ-09 外,其余7 份盤州野生茶樹主脈突起度均在3.5 以上,最大為PZ-02,主脈突起度達4.96;16份三都野生茶樹中有10份主脈突起度在3.5 以下,最小為SD-26,主脈突起度僅為2.55。盤州野生茶樹木質部厚度均在200μm 以上,其中PZ-02木質部厚度達313.77μm;三都野生茶樹中有6份木質部厚度不足200 μm,其中SD-2 木質部厚度僅138.27μm。盤州野生茶樹韌皮部厚度同樣大于三都野生茶樹,平均值分別為109.73μm 和91.92μm。盤州野生茶樹中除PZ-03、PZ-15 外,維管束短徑均在450 μm 以上,最高為PZ-02,維管束短徑達546.93μm;三都野生茶樹中除SD-28 外,其余15 份野生茶樹維管束短徑均低于450μm;最小為SD-2,僅304.97μm。

圖3 盤州(A)和三都(B)野生茶樹葉片葉脈解剖結構Fig.3 Leaf vein anatomical structure of wild tea plants in Panzhou(A)and Sandu(B)

表3 盤州和三都野生茶樹葉片的葉脈解剖結構參數Tab.3 Leaf vein anatomical structure parameters of wild tea plants in Panzhou and Sandu

差異顯著性分析顯示,盤州野生茶樹的主脈厚度、主脈突起度、木質部厚度、韌皮部厚度、維管束短徑均極顯著大于三都野生茶樹。

2.2 貴州兩地野生茶樹23個葉片性狀指標的相關性分析

23 個茶樹葉片性狀指標的253 對相關系數見表4。由表4 可知,葉片性狀指標間相關性較強,253 對相關系數中有95 對達到顯著水平,其中極顯著和顯著正相關分別有43 對和23 對,極顯著和顯著負相關分別有17對和12對。

說畢威高速公路是一條天路,并不為過。因為它是貴州省海拔最高的高速公路,最高處的威寧自治縣最高峰段,海拔超過1900米,常年掩映在云霧中,宛如仙境。位于赫章縣城東南的赫章特大橋,11號主墩以195米的“身高”,榮膺世界預應力砼連續鋼構橋第一高度,也詮釋了畢威高速公路的“天路”概念。

表4 23個葉片性狀指標的相關系數Tab.4 Correlations between 23 leaf traits

物理形態指標中葉長(X1)、葉寬(X2)、葉面積(X3)三者間的相關系數在0.8 以上,呈極顯著正相關,且這3 個指標與葉片厚度(X5)、柵欄組織層數(X10)、柵欄組織厚度(X11)、細胞數(X12)、葉肉組織厚度(X14)、組織比(X15)、葉片結構緊密度(X16)、主脈厚度(X18)和維管束短徑(X22)等葉片解剖結構指標間均存在顯著或極顯著正相關,與上(下)表皮細胞厚度(X7 和X9)均存在顯著或極顯著負相關。長寬比(X4)與其他葉片性狀指標間多呈負相關性,且多數相關性不顯著,僅與上表皮細胞厚度(X7)呈顯著正相關(r=0.437*),與葉面積(X3)呈顯著負相關(r=-0.499*),與葉寬(X2)呈極顯著負相關(r=-0.696**)。

葉片厚度(X5)與柵欄組織厚度(X11)、海綿組織厚度(X13)、葉肉組織厚度(X14)、組織比(X15)、葉片結構緊密度(X16)和韌皮部厚度(X21)呈顯著或極顯著正相關(r=0.708**、0.533**、0.964**、0.446*、0.531**和0.457*);上(下)表皮角質層厚度(X6 和X8)間呈極顯著正相關(r=0.554**),與其他葉片性狀間的相關性均不顯著;上(下)表皮細胞厚度(X7 和X9)間呈極顯著正相關(r=0.679**),與其他葉片指標間多呈負相關性,兩者與細胞數(X12)、葉肉組織厚度(X14)、主脈厚度(X18)、木質部厚度(X20)、韌皮部厚度(X21)和維管束短徑(X22)的相關系數均達到顯著或極顯著負相關水平,下表皮細胞厚度(X9)還與柵欄組織層數(X10)、柵欄組織厚度(X11)、主脈突起度(X19)和草酸鈣晶體密度(X23)呈顯著負相關性(r=-0.416*、-0.430*、-0.408*和-0.464*);柵欄組織層數(X10)與柵欄組織厚度(X11)、組織比(X15)和葉片結構緊密度(X16)間存在極顯著正相關性(r=0.833**、0.911**和0.878**),與海綿組織厚度(X13)和葉片結構疏松度(X17)間存在顯著和極顯著負相關性(r=-0.427*和-0.792**);柵欄組織厚度(X11)與葉肉組織厚度(X14)、組織比(X15)和葉片結構緊密度(X16)間存在極顯著正相關性(r=0.691**、0.935**和0.972**),與葉片結構疏松度(X17)呈極顯著負相關(r=-0.715*);細胞數(X12)與5 個葉片主脈指標呈顯著或極顯著正相關(r=0.605**、0.498*、0.605**、0.508*和0.675**),與草酸鈣晶體密度(X23)呈顯著正相關(r=0.446*);海綿組織厚度(X13)與葉肉組織厚度(X14)和葉片結構疏松度(X17)間存在極顯著正相關(r=0.602**和0.760**),與組織比(X15)間存在顯著負相關(r=-0.486*);葉肉組織厚度(X14)與葉片結構緊密度(X16)、韌皮部厚度(X21)、維管束短徑(X22)和草酸鈣晶體密度(X23)間存在顯著或極顯著正相關性(r=0.513*、0.536**、0.446*和0.446*);組織比(X15)與葉片結構緊密度(X16)間存在極顯著正相關(r=0.986**),與葉片結構疏松度(X17)間存在極顯著負相關(r=-0.898**);葉片結構緊密度(X16)與葉片結構疏松度(X17)間存在極顯著負相關(r=-0.828**);主脈厚度(X18)與主脈突起度(X19)、木質部厚度(X20)和維管束短徑(X22)間存在極顯著正相關(r=0.868**、0.772**和0.891**);主脈突起度(X19)與木質部厚度(X20)和維管束短徑(X22)間存在極顯著正相關(r=0.677**和0.689**);木質部厚度(X20)與韌皮部厚度(X21)和維管束短徑(X22)間存在顯著和極顯著正相關(r=0.479*和0.880**);韌皮部厚度(X21)與維管束短徑(X22)和草酸鈣晶體密度(X23)間存在極顯著和顯著正相關性(r=0.624**和0.464*)。

2.3 貴州兩地野生茶樹葉部性狀的聚類分析

基于24 份野生茶樹的23 個葉片性狀制作聚類熱圖(圖4)。由圖4 可知,來自盤州和三都兩地的24份野生茶樹依據葉部性狀大致可分為A、B 兩組,A 組有8 份資源,除SD-28 外,其他全部為盤州野生茶樹;B 組有16 份資源,除PZ-03 外,其他全部為三都野生茶樹??梢?,盤州和三都兩地野生茶樹葉片性狀差異較顯著,且兩地野生茶樹資源的葉部性狀相對統一,遺傳較為穩定。

依據圖4 的聚類結果,可將24 份野生茶樹聚為4 類,其中PZ-02 為第Ⅰ類,PZ-01、PZ-04、PZ-05、PZ-09、PZ-15、PZ-17 和SD-28 為第Ⅱ類,SD-2、SD-6、SD-26 和SD-29 為第Ⅲ類,SD-3、SD-4 和PZ-03等12份為第Ⅳ類。由表5可知,第Ⅱ類、第Ⅲ類和第Ⅳ類野生茶樹在長寬比、葉片厚度、上(下)表皮角質層厚度、柵欄組織層數、柵欄組織厚度、海綿組織厚度、組織比、葉片結構緊密度、葉片結構疏松度10個葉片性狀上無顯著差異,在葉長、葉寬、葉面積、上(下)表皮細胞厚度、細胞數、葉肉組織厚度、主脈厚度、主脈突起度、木質部厚度、韌皮部厚度、維管束短徑、草酸鈣晶體密度13 個葉片性狀上存在顯著或極顯著差異。

表5 貴州兩地野生茶樹資源4個類群的23個葉部性狀指標比較Tab.5 Comparison of 23 leaf traits in 4 groups of wild tea tree resources in Guizhou Province

以PZ-01 為代表的第Ⅱ類野生茶樹葉長、葉寬、葉面積、主脈厚度和維管束短徑均極顯著大于第Ⅲ類和第Ⅳ類,葉肉組織厚度顯著大于第Ⅲ類和第Ⅳ類,細胞數、主脈突起度、木質部厚度極顯著大于第Ⅲ類,韌皮部厚度顯著大于第Ⅲ類,草酸鈣晶體密度顯著大于第Ⅳ類,下表皮細胞厚度極顯著小于第Ⅲ類和第Ⅳ類,上表皮細胞厚度顯著小于第Ⅳ類,極顯著小于第Ⅲ類。以SD-2 為代表的第Ⅲ類野生茶樹主脈厚度、木質部厚度和維管束短徑極顯著小于第Ⅱ類和第Ⅳ類。以SD-3 為代表的第Ⅳ類野生茶樹與第Ⅲ類野生茶樹在葉長、葉寬、葉面積、上(下)表皮細胞厚度等9個葉部性狀指標上無顯著差異,主脈厚度、主脈突起度、木質部厚度和維管束短徑極顯著高于第Ⅲ類。結合葉部各性狀在4個類群間的表現發現,主脈厚度和維管束短徑是區分24份野生茶樹的主要依據,PZ-02 以其遠高于其他茶樹資源的主脈厚度和維管束短徑單獨分為1 類,另外3個分類的主脈厚度和維管束短徑均存在極顯著差異。

2.4 貴州兩地野生茶樹抗逆性分析

2.4.1 抗旱性分析 研究表明,葉片厚度、上(下)表皮角質層厚度、柵欄組織厚度、組織比、葉片結構緊密度、細胞數、主脈厚度與植物抗旱性關系緊密[21-26]。以上述8個葉片解剖結構指標為依據,計算各野生茶樹的抗旱性隸屬函數值(表6),由表6 可知,24 份野生茶樹中抗旱性排名前五的為PZ-09>SD-20-2>PZ-05>PZ-17>SD-20-3,盤州野生茶樹抗旱性隸屬函數值為0.218~0.735,平均值為0.440;三都野生茶樹為0.108~0.724,平均值為0.306。差異顯著性分析顯示,兩地野生茶樹在抗旱性上并無顯著差異,結合平均值發現,盤州野生茶樹的抗旱性整體強于三都野生茶樹。

表6 盤州和三都野生茶樹抗性隸屬函數值及抗寒性得分Tab.6 The resistance subordinate function value and cold resistance score of wild tea plants in Panzhou and Sandu

2.4.2 抗蟲性分析 研究表明,葉片厚度、上(下)表皮細胞厚度、柵欄組織厚度、細胞數、草酸鈣晶體密度、下表皮角質層厚度與植物抗蟲性密切相關[11,27-30]。以上述7 個葉片解剖結構指標為依據,計算抗蟲性隸屬函數值,由表6可知,抗蟲性排名前五的為SD-20-2>PZ-05>SD-20-3>PZ-09>SD-26,盤州野生茶樹抗蟲性隸屬函數值在0.224~0.536,平均值為0.378;三都野生茶樹在0.273~0.582,平均值為0.392。差異顯著性分析顯示,兩地野生茶樹在抗蟲性上并無顯著差異,結合平均值發現,三都野生茶樹的抗蟲性整體稍強于盤州野生茶樹。

PZ-05、PZ-09、SD-20-2 和SD-20-3 這4 份野生茶樹抗旱性、抗寒性和抗蟲性隸屬函數值排名均較前,說明從葉片解剖結構推斷其抗逆性表現較佳,可作為高抗野生茶樹種質加以開發利用。

3 結論與討論

葉片既是植物合成營養物質的關鍵場所,也是易受到外界影響的器官,葉片的各項性狀指標受遺傳和環境的雙重調控,對環境變化敏感且可塑性強。發達的柵欄組織有助于植物適應寒、旱逆境[35],朱廣龍等[36]研究發現,酸棗通過提高柵欄組織細胞密度來適應干旱環境;鐘灶發等[37]研究發現,成熟葉片中柵欄組織層數較多且排列整齊、緊密的柑橘砧木抗旱性最強;孟詩原等[38]研究發現,柵欄組織層數較多且排列緊密的衛矛屬樹種抗寒性較強。發達的柵欄組織同樣幫助植物抵御植食性昆蟲取食,在茶樹對黑刺粉虱[27]、茶蚜[28]、茶棍薊馬[11,29]、茶小綠葉蟬[11,29]的組成型抗性中均有體現。本研究基于隸屬函數值分析野生茶樹抗逆性中,柵欄組織厚度、細胞數、組織比、葉片結構緊密度等柵欄組織相關性狀均被采用作為重要指標參與抗逆性評價,最終篩選出綜合抗性較佳的材料4 份(PZ-05、PZ-09、SD-20-2 和SD-20-3),可用于高抗茶樹新品種選育。然而,要想準確評價所選材料的抗逆性,還需要結合茶樹在逆境脅迫下的生理生化反應及分子生物學等方面因素加以綜合考慮。

基于葉片解剖結構指標采用隸屬函數值法評價茶樹抗旱性的研究較多,劉燕等[5]選擇葉片厚度、柵欄組織厚度和組織比對威寧地區9個茶樹品種的抗旱性進行比較;李佼等[15]選擇上角質層厚度、柵欄組織厚度、柵欄組織層數、組織比和葉片厚度等對43 份漢中茶樹種質資源的抗旱性進行分析。葉脈是植物水分和營養物質運送的管道,多個研究表明,主脈厚度對植物抗旱性影響較大[39-40]。在本研究和李美鳳等[8]的抗旱性分析中,均將主脈厚度作為評價茶樹抗旱性的重要指標。

本研究取樣分析了貴州省盤州市和三都縣的野生茶樹,兩地分別位于黔西北地區和黔東南地區,取樣點地理位置信息顯示,盤州野生茶樹與三都野生茶樹在緯度上相對一致,海拔高度相差700 m 左右,差異較大;比較盤州和三都兩地的氣候信息,發現盤州市年平均氣溫在15 ℃左右[41],年平均降雨量1 314.4 mm[42],三都縣年平均氣溫18.2 ℃[43],年平均降雨量1 346.9 mm[44]。結合兩地氣候差異及取樣點海拔差異,推測盤州野生茶樹所處環境更為寒旱,因此在葉片解剖結構上表現出柵欄組織更厚且細胞排列更緊密、葉片結構緊密度更高和主脈更發達的寒旱抗性特征。

貴州省盤州市和三都縣兩地野生茶樹在葉片性狀上存在明顯差異,外形表觀方面,盤州野生茶樹葉片更大,葉形多為橢圓形,三都野生茶樹葉片更小,葉形多為長橢圓形或披針形;葉片解剖結構方面,在葉片厚度、柵欄組織厚度、細胞數、主脈厚度、草酸鈣晶體密度等16個葉片解剖結構性狀上存在顯著或極顯著差異。葉片性狀指標間相關性較強。以主脈厚度和維管束短徑為主要依據,24份野生茶樹可分為4個類群?;陔`屬函數值的抗逆性分析結果,篩選出PZ-05、PZ-09、SD-20-2 和SD-20-3四份綜合抗性較強的野生茶樹,可作為高抗野生茶樹種質加以開發利用。

猜你喜歡
主脈緊密度抗旱性
利用高通量表型平臺分析紫葉紫菜薹新組合19-520的表型特征
不同施氮量下煙葉的主脈特征和烘烤特性及其關系研究
烘烤中煙葉顏色值與水分的變化及相互關系
巧理文章主脈,促進閱讀教學
時事政治融入高中思想政治課的及時性和緊密度研究
中部煙葉主脈的力學特性試驗
中歐貿易發展潛力的實證分析
不同光質對黃瓜幼苗抗旱性的影響
基于稱重法的煙草伸根期抗旱性鑒定
基于情感緊密度的社交網絡推薦算法
91香蕉高清国产线观看免费-97夜夜澡人人爽人人喊a-99久久久无码国产精品9-国产亚洲日韩欧美综合