胡玉玲 姚小華張 山 周艷紅

（1.湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，湖南 常德 415000；2.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 杭州 311400）

油茶一般指的是以產(chǎn)油為主的山茶科(Theaceae)中植物，屬于我國重要的木本食用油料樹種。普通油茶(Camellia oleifera)栽培面積和產(chǎn)量占所有油茶的90%以上，其中長林系列油茶是由中國林科院亞林所和亞林中心選育的油茶優(yōu)良無性系品種，具有適應(yīng)性較強(qiáng)、栽培面積非常廣的特點(diǎn)[1]。在長林系列油茶品種中，長林4號(Camellia oleifera‘ChangLin 4’)油茶無性系的綜合表現(xiàn)較好，較有代表性，對該品種進(jìn)行深入的研究，可為其他普通油茶品種的研究提供有益的參考。

植物葉片是光合作用和光形態(tài)建成的主要器官，葉片中的生理生化變化反應(yīng)了植物的生長狀況及各項(xiàng)生命活動特征[2,3]。普通油茶葉片生命周期可從當(dāng)年3月份葉片萌發(fā)開始至翌年5月底，成熟的葉片一方面為油茶果實(shí)生長及花芽發(fā)育提供所有的能量和營養(yǎng)物質(zhì)，另一方面還為油茶適應(yīng)夏天高溫、冬季低溫及不同光周期等刺激提供各種信號物質(zhì)。目前研究油茶葉片營養(yǎng)、生理生化的較多，但由于對油茶葉片正常生命周期沒有準(zhǔn)確界定、對油茶成花機(jī)制沒有一致性的研究，因此，對油茶葉片生理生化指標(biāo)的年動態(tài)變化鮮有報(bào)道。本文主要研究油茶長林4號無性系品種葉片中碳氮化合物和植物內(nèi)源激素含量變化，旨在明確油茶形態(tài)建成和感受逆境時的生理生化指標(biāo)變化。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所油茶基地（浙江金華東方紅林場）位于 20°0l′N，119°30′E，海拔80 m，年有效積溫6 486.8℃，年降水量1 408.4 mm，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，土壤以第四紀(jì)土壤形成的紅壤為主，土層較深厚。該基地油茶于2006年種植，株行距為2 m×3 m，2008年開始掛果，按照標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行栽培和管理。

1.2 試驗(yàn)材料及采樣方法

試驗(yàn)材料為5年生長林4號油茶優(yōu)良無性系。采樣方法：在同一行中不同位置選擇3株生長健壯的油茶，從東西南北4個方位摘取下中上（3根枝條）葉片，并用干冰保存，帶回實(shí)驗(yàn)室置于-80℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩２蓸訒r間間隔：從葉片萌發(fā)（本采樣地油茶葉片萌發(fā)時間為3月25日）到落葉（翌年5月30日），每月下旬采樣1次。

1.3 測定指標(biāo)

2013年7月，將葉片從-80℃冰箱內(nèi)取出，在液氮中充分研磨和混合，通過四分法從中取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。具體測定指標(biāo)有可溶性蛋白、可溶性總糖、果糖、蔗糖、生長素（IAA）、赤霉素(GA)、玉米素(ZR)和脫落酸(ABA)，其中可溶性蛋白測定采用“考馬斯亮藍(lán)”比色法、可溶性總糖測定采用“蒽酮”比色法、蔗糖和果糖測定采用“間苯二酚”比色法、激素測定采用“酶聯(lián)免疫法”[4-8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

測定的數(shù)據(jù)采用Microsoft office 2010和DPS12.1[9]進(jìn)行處理和方差分析，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶葉片中碳氮化合物含量變化

2.1.1 可溶性蛋白含量變化

從圖1可以看出，油茶葉片成熟過程（3～5月）中，可溶性蛋白含量先上升后略有下降；果實(shí)成熟過程（6～10月）中，葉片中可溶性蛋白含量變化幅度不明顯。在幼果休眠期（冬季）葉片中可溶性蛋白含量較其他時期相對較低；翌年隨著溫度的升高，葉片中可溶性蛋白含量也隨之升高，到落葉時又開始下降?？傮w來看，油茶葉片中可溶性蛋白含量在12月份最低（5.84%），翌年4月份最高（10.17%），其次是開花授粉時期（11月），高溫或低溫逆境環(huán)境下葉片中可溶性蛋白含量相對較低。

圖1 葉片中可溶性蛋白含量月變化

2.1.2 可溶性總糖含量變化

從圖2可以看出，葉片成熟過程中，葉片中可溶性總糖含量上升；果實(shí)成熟過程中，葉片中可溶性總糖含量先略有下降后又上升；在幼果休眠期，葉片中可溶性總糖含量隨著溫度的降低開始下降。翌年，當(dāng)溫度開始上升時，可溶性總糖含量也開始上升；隨著新葉萌發(fā)，可溶性總糖含量又略有下降；新葉成熟后，可溶性總糖含量又恢復(fù)上升趨勢，到落葉時又開始下降?？傮w來看，油茶葉片中可溶性總糖含量在3月份最低（5.85%），11月份最高（13.39%），高溫或低溫逆境環(huán)境下葉片中可溶性總糖含量相對較低。

圖2 葉片中可溶性總糖含量月變化

2.1.3 果糖含量變化

從圖3可以看出，隨著葉片成熟，葉片中果糖含量變化幅度比較明顯，先下降后上升。在果實(shí)成熟過程中，葉片中果糖含量先略有下降后再上升；在幼果休眠期間，葉片中果糖含量較高。總體來看，油茶葉片中果糖含量在翌年2月份最高（4.90%），翌年4月份最低（0.57%），在低溫逆境環(huán)境下葉片中果糖含量增加明顯，在高溫逆境條件下葉片中果糖含量略有增加。

圖3 葉片中果糖含量月變化

2.1.4 蔗糖含量變化

從圖4可以看出，隨著葉片成熟，葉片中蔗糖含量逐漸上升；在果實(shí)成熟過程中，葉片中蔗糖含量先略有下降后再上升；在幼果休眠期，葉片中蔗糖含量變化比較明顯，含量較高，均高于其他時期。翌年隨著氣溫上升，葉片中蔗糖含量逐漸下降?？傮w來看，油茶葉片中蔗糖含量以翌年1月份最高（7.42%），翌年4月份最低（0.23%），在低溫逆境環(huán)境下葉片中蔗糖含量增加明顯，在高溫初期葉片中蔗糖含量增加。

圖4 葉片中蔗糖含量月變化

2.1.5 方差分析

對油茶葉片中碳氮化合物含量進(jìn)行方差分析的結(jié)果（表1）表明，不同月份中，油茶葉片中可溶性蛋白含量、可溶性總糖含量、果糖含量及蔗糖含量均差異極顯著（P=0.000）。

表1 碳氮化合物方差分析

2.2 油茶葉片中內(nèi)源激素含量變化

2.2.1 生長素含量變化

從圖5可以看出，幼葉萌發(fā)初期，其生長素含量最高；而葉片成熟過程中，葉片中生長素含量先上升再下降；果實(shí)成熟過程中，葉片中生長素含量先略有上升后再下降；幼果休眠期間葉片中生長素含量變化比較明顯，幼果休眠初期生長素含量較高，幼果完全進(jìn)入休眠狀態(tài)后，生長素含量明顯下降；翌年隨著氣溫上升生長素含量略有增加。總體來看，油茶葉片中生長素含量以當(dāng)年4月份最高（171.19 ng·gFW-1），翌年5月份最低（35.73 ng·gFW-1），在高溫或低溫逆境環(huán)境下葉片中生長素含量相對較低。

圖5 葉片中生長素含量月變化

2.2.2 赤霉素含量變化

從圖6可以看出，葉片成熟過程中，葉片中赤霉素含量上升后再下降；果實(shí)成熟過程中，葉片中赤霉素含量先略上升再下降，然后變化不明顯；在幼果休眠期，葉片中赤霉素含量先下降再上升，經(jīng)過一段穩(wěn)定時期后又開始下降，到幼果膨大期略有上升?？傮w來看，油茶葉片中赤霉素含量在當(dāng)年 4月份最高（23.92 ng·g FW-1），12月份最低（5.01 ng·g FW-1），在低溫逆境環(huán)境下葉片中赤霉素含量增加，夏季隨高溫持續(xù)時間增加葉片中赤霉素含量略有下降。

圖6 葉片中赤霉素含量月變化

2.2.3 玉米素含量變化

從圖7可以看出，葉片成熟過程中，葉片中玉米素含量先上升后下降；果實(shí)成熟過程中，葉片中玉米素含量先上升然后下降；在幼果休眠期，葉片中玉米素含量變化不明顯。總體來看，油茶葉片中玉米素含量 5 月份最高（19.82 ng·g FW-1），翌年5 月份最低（9.32 ng·g FW-1），在高溫或低溫逆境環(huán)境下葉片中玉米素含量相對較低。

2.2.4 脫落酸含量變化

從圖8可以看出，葉片成熟過程中，葉片中脫落酸含量先上升后下降；果實(shí)成熟過程中，葉片中脫落酸含量呈雙峰曲線變化；在幼果休眠期，葉片中脫落酸含量較高，但變化不明顯；翌年隨著新葉生長，脫落酸含量先下降后上升。總體來看，油茶葉片中脫落酸含量4月份最高（225.49 ng·gFW-1），翌年 4 月份最低（125.71 ng·g FW-1），在冬季低溫逆境影響下葉片中脫落酸含量增加明顯，夏季隨著高溫持續(xù)及降水影響葉片中脫落酸含量起伏變化。

圖7 葉片中玉米素含量月變化

圖8 葉片中脫落酸含量月變化

2.2.5 方差分析

對油茶葉片中內(nèi)源激素含量進(jìn)行方差分析的結(jié)果（表2）表明，不同月份中，葉片中生長素含量、赤霉素含量、玉米素含量及脫落酸含量均差異極顯著（P=0.000）。

表2 葉片中植物內(nèi)源激素含量方差分析

3 結(jié)果與討論

3.1 油茶葉片中碳氮化合物含量變化

植物葉片中可溶性蛋白、可溶性總糖是植物重要的生命物質(zhì)，他不僅是衡量植物生命狀態(tài)的重要指標(biāo)，如光合作用效率、受逆境傷害程度，而且一些糖類還可能是重要的信號傳導(dǎo)物質(zhì)。筆者多年觀察認(rèn)為，油茶春葉正常生命周期約為15個月，即從3月份（春梢萌發(fā)）到翌年5月份（葉片衰老掉落），雖然因樹勢和環(huán)境差異，葉片掉落時間會有所變化，但前后差異不超過20天，這與其他文獻(xiàn)出現(xiàn)1年生、2年生和3年生葉片不一致[10,11]。在葉片生長過程中，油茶發(fā)生了兩個重要的形態(tài)建成，即受精過程和花芽分化，這兩個過程重要時間點(diǎn)分別為11月和5月。本研究顯示，在受精過程中可溶性蛋白和總糖含量較高，蔗糖和果糖含量較低，完成受精后前兩者含量略有下降，后兩者則明顯上升；花芽分化前可溶性蛋白和可溶性總糖含量較高，蔗糖和果糖含量較低，花芽分化完成后，前兩者含量略有下降，而后兩者上升明顯，這與現(xiàn)有研究結(jié)果接近[12,13]。油茶葉片在其生長過程中還要經(jīng)過兩個重要逆境影響時期，即冬季低溫冰凍天氣和夏季高溫干旱天氣，從本研究可以看出，在兩個逆境環(huán)境中可溶性蛋白含量變化較平緩；低溫時期果糖含量上升最明顯，在2月25日時達(dá)到最高（4.90%），其次是蔗糖含量，在1月25日時最高（7.42%）。

3.2 油茶葉片中內(nèi)源激素含量變化

植物葉片是絕大部分植物內(nèi)源激素合成的場所，內(nèi)源激素水平影響著植物生長發(fā)育和形態(tài)建成，同時一些激素水平還反映了植物體承受的逆境水平。丁少凈等認(rèn)為，干旱脅迫使油茶葉片IAA含量下降，ABA含量上升，GA含量先上升后下降，ZR含量下降并維持在較低水平[14]。本研究發(fā)現(xiàn)，油茶葉片中植物內(nèi)源激素含量的月動態(tài)變化差異極顯著，葉片中脫落酸含量相對較高，其次為生長素，赤霉素和玉米素含量接近且較低。油茶葉片生長素的含量以春梢快速生長期（4月份）最高（171.19 ng·g FW-1），其次是授粉受精時期，在高溫及果實(shí)成熟過程（6～10月）和低溫時段（1～2月）較低，其中在第二年5月份含量最低（35.73 ng·g FW-1）；赤霉素含量以春梢生長階段（3～5月）含量較高，其中 4 月份含量最高（23.92 ng·g FW-1），其他時間相對較低，而在 12 月份含量最低（5.01 ng·g FW-1）。玉米素的含量以花芽分化完成時（5月份）最高（19.82 ng·g FW-1），其次是授粉時期，翌年 5 月份最低（9.32 ng·g FW-1），夏季高溫和冬季低溫時段介于二者之間。脫落酸含量春梢快速生長時最高（225.49 ng·gFW-1），翌年4月份最低（125.71 ng·gFW-1）。脫落酸含量是重要的逆境衡量因子[15]，從脫落酸相對含量大小可以看出，7月底是油茶高溫傷害最嚴(yán)重時期，1月份為冬季低溫傷害較嚴(yán)重時期。

總之，葉片生理生化的變化是油茶內(nèi)外部環(huán)境綜合作用的一種生命活動表現(xiàn)，精確把握葉片不同生長階段及不同環(huán)境下特定生理生化特征，可為提高油茶的豐產(chǎn)栽培和高效育種提供依據(jù)，也可為對油茶進(jìn)一步深入研究提供一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

［1］ 莊瑞林.中國油茶［M］.北京:中國林業(yè)出版社,2008.

［2］ 曹永慶,姚小華,任華東,等.油茶果實(shí)成熟過程中內(nèi)源激素和礦質(zhì)元素含量的變化特征［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,37(11):76-81.

［3］ 陳曉亞，湯章城.植物生理與分子生物學(xué)［M］.北京:高等教育出版社,2007.

［4］ 曲春香,沈頌東,王雪峰,等.用考馬斯亮藍(lán)測定植物粗提液中可溶性蛋白質(zhì)含量方法的研究［J］.蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,22(2):82-85.

［5］ 張妙霞,孔祥生,郭秀璞,等.蒽酮法測定可溶性糖顯色條件的研究［J］.河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)學(xué)版),1997,(4):24-28.

［6］ 盧珍華,倪輝,楊遠(yuǎn)帆,等.間苯二酚法測定蜂蜜中果糖的研究［J］.集美大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,11(3):223-226.

［7］ Yang Y M,Xu C N,Wang B M,et al.Effects of plant growth regulators on secondary wall thickening of cotton fibres［J］.Plant Growth Regulation,2001,35(3):233-237.

［8］ 張鈺瑩，張會慧，張萌萌，等.3種丁香葉片PSⅡ光化學(xué)活性及光能利用特點(diǎn)［J］.森林工程，2016,32(4):13-17.

［9］ 唐啟義,馮明光.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)［M］.北京:科學(xué)出版社,2010.

［10］ 胡哲森,李榮生.油茶不同葉齡葉片生理生化指標(biāo)差異的研究［J］.林業(yè)科技開發(fā),2000,14(1):30-31.

［11］ 張吉祥.油茶結(jié)實(shí)對不同葉齡葉片部分生理指標(biāo)和影響[J].浙江林業(yè)科技,2000,20(4):75-78

［12］ 唐光旭.油茶春梢生長發(fā)育與物質(zhì)轉(zhuǎn)化的研究［J］.經(jīng)濟(jì)林研究,1984,2(2):44-51.

［13］ 姜志娜,譚曉風(fēng),袁軍,等.油茶果實(shí)和葉片中主要營養(yǎng)物質(zhì)含量的變化規(guī)律［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2012,32(5)：42-45.

［14］ 丁少凈,鐘秋平,袁婷婷,等.干旱脅迫對油茶葉片內(nèi)源激素及果實(shí)生長的影響［J］.林業(yè)科學(xué)研究,2016,29(6):933-939.

［15］ 郝格格,孫忠富.脫落酸在植物逆境脅迫研究中的進(jìn)展［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(18):212-215