贵州两地野生茶树叶片解剖结构比较及抗逆性分析

2024-03-09 08:40苏胜峰杨代星梁思慧陈正武
河南农业科学 2024年1期
关键词:主脉紧密度抗旱性

杨 春,苏胜峰,杨代星,梁思慧,郭 燕,郭 灿,陈正武

(1.贵州省农业科学院茶叶研究所,贵州 贵阳 550006;2.盘州市淤泥乡农村工作中心,贵州 盘州 553537;3.贵州大学茶学院,贵州 贵阳 550025)

茶树原产于我国,贵州是我国野生茶树的集中分布区域之一[1]。野生茶树资源中蕴含着丰富的变异类型和特异功能基因,对于茶树的遗传演化、品种改良及分子育种等研究有着重要意义[2]。加大珍稀野生茶树的开发利用和研究工作是“十四五”期间贵州茶产业发展的重点。野生茶树有其不可再生性,如何在减少对其树体造成伤害的情况下,评价其生产性能、抗逆性、品质特点等是野生茶树开发利用的难点。茶树作为叶用经济作物,叶片不仅是重要的营养器官,也是采收获益的物质原料。研究表明,茶树叶片结构在一定程度上反映茶树的产量、适制性、抗逆性等,叶片解剖结构可作为辅助手段评价茶树种质的适制性和抗逆性等,为种质资源鉴定和品种早期选育提供重要参考[3-5],因此,基于叶片解剖结构深度分析野生茶树的利用前景是近年来的研究热点。杨凤等[6]基于叶片解剖结构初步评价了10 个野生茶树株系的抗旱性,筛选出4份抗旱性较优的野生茶树株系。邓慧群等[7]观测和比较分析了广西7 个县(区)的21 个野生茶树株系的叶片解剖结构,筛选出抗旱、抗寒和抗病虫害综合能力较强的茶树株系六堡01 和六堡02。李美凤等[8]通过分析叶片解剖结构指标,结合隶属函数值法,综合评价贞丰野生茶树的抗性和适制性等,筛选出综合抗性更优的野生茶树绿芽株系1 份,可作为茶树新品种选育或遗传改良的优质种质材料。

笔者所在课题组前期调研发现[9-10],在贵州省盘州市和三都县存在着较大的野生茶树群落,尚缺乏相关研究以指导其开发利用。鉴于此,从中选取24份代表性野生茶树为研究对象,观测叶片形态特征和叶片解剖结构指标,通过差异显著性分析等手段明晰两地野生茶树叶片结构差异,结合隶属函数法综合评价两地野生茶树资源的抗逆性,为更好地开发和利用两地野生茶树资源打下基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2021 年10 月,对已挂牌的盘州市和三都县基径大于10 cm 的野生茶树进行取样。采集当年生枝条上健康完整的成熟叶片为试验材料制作石蜡切片标本,分别取样8 份和16 份。盘州野生茶树取样地点为盘州市淤泥乡清水村,地理范围为北纬25°58'37″~25°59'12″、东经104°48'55″~104°49'35″,海拔2 050~2 220 m。三都野生茶树取样点为三都县都江镇怎雅村凉风坳,地理范围为北纬25°55'48″~25°59'40″、东经108°9'32″~108°20'46″,海拔1 300~1 352 m。

1.2 叶片形态观测

参照NY∕T 2943—2016《茶树种质资源描述规范》,测量24 份野生茶树健康成熟叶片的叶长(Leaf length,LL)、叶宽(Leaf width,LW),并计算叶面积(Leaf area,LA)和长宽比(Leaf length-to-width ratio,LR),每份材料测量10片,取平均值。

1.3 叶片解剖结构测定

参考孟泽洪等[11]方法制备石蜡切片。通过Case viewer软件测量或结合公式计算得出叶片解剖结构指标:叶片厚度(Leaf thickness,LT)、上表皮角质层厚度(Cuticle thickness of upper epidermis,CTU)、上表皮细胞厚度(Thickness of upper epidermis cell,TU)、下表皮角质层厚度(Cuticle thickness of lower epidermis,CTL)、下表皮细胞厚度(Thickness of lower epidermis cell,TL)、栅栏组织层数(Layers of palisade tissue,LP)、栅栏组织厚度(Thickness of palisade tissue,TP)、细胞数(Cell amount in the first layer of palisade tissue in the range of 400 µm,CA)、海绵组织厚度(Thickness of spongy tissue,TS)、叶肉组织厚度(Mesophyll tissue thickness,MT)、组织比(Ratio of palisade tissue to spongy tissue,P∕S)、叶片结构紧密度(Tightness of leaf structure,TLS)、叶片结构疏松度(Looseness of leaf structure,LLS)、草酸钙晶体密度(Density of calcium oxalate crystal,DCO)、主脉厚度(Main vein thickness,MVT)、主脉突起度(Midrib protuberant degree,MPD)、维管束短径(Short diameter of vascular bundle,SDV)、木质部厚度(Xylem thickness,XT)和韧皮部厚度(Phloem thickness,PT)。

每个材料做3 个制片,每个制片取3 个切片进行测量,所有数据重复数9个。

1.4 数据处理

1.4.1 计算公式 叶面积=叶长×叶宽×0.7;长宽比=叶长∕叶宽;组织比=栅栏组织厚度∕海绵组织厚度[12-14];叶片结构紧密度=栅栏组织厚度∕叶片厚度×100%[12-14];叶片结构疏松度=海绵组织厚度∕叶片厚度×100%[12-14];细胞数:400µm 长度内第1 层栅栏组织细胞数量[15];主脉突起度=主脉厚度∕叶片厚度[16];草酸钙晶体密度=草酸钙晶体数量∕观测面积[11];抗寒性指数Y=5.47X-1.78,X为组织比[17]。1.4.2 数据处理 利用Microsoft Excel 2010 软件(美国微软公司产品)对试验数据进行统计处理,采用IBM SPSS 21.0 软件(美国IBM 公司产品)进行相关性分析(Pearson相关系数)和差异显著性检验(独立样本t检验和Duncan’s 新复极差法)。利用TBtools 基于欧氏距离(Euclidean)的全连接(Complete-linkage)法进行聚类分析和热图绘制[18]。

采用隶属函数值对野生茶树资源的抗性(抗寒、抗旱、抗虫)进行分析[19-20]。隶属函数值:U(Xi)=(Xi-Xmin)∕(Xmax-Xmin)。式中,Xi表示第i个因子的得分值,Xmin表示第i个因子得分值最小值,Xmax表示第i个因子得分最大值。最后计算与抗性有关指标的平均隶属函数值,数值越大的抗性越佳。

2 结果与分析

2.1 贵州两地野生茶树叶片物理形态及叶片解剖结构比较分析

2.1.1 叶片物理形态 8 份盘州野生茶树和16 份三都野生茶树的叶片物理形态(叶长、叶宽、叶面积和长宽比)统计见表1。其中,盘州野生茶树叶长9.96~13.28 cm,平均11.98 cm;叶宽4.09~5.94 cm,平均4.94 cm;叶面积29.87~54.67 cm2,平均42.02 cm2;长宽比2.23~2.66,平均2.45。三都野生茶树叶长7.73~12.78 cm,平均9.78 cm;叶宽2.18~4.70 cm,平均3.53 cm;叶面积11.84~40.06 cm2,平均24.81 cm2;长宽比2.41~3.70,平均2.83。

表1 盘州和三都野生茶树叶片形态指标对比Tab.1 Comparison of leaf morphological indexes of wild tea plants in Panzhou and Sandu

根据NY∕T 1312—2007《农作物种质资源鉴定技术规程茶树》的说明,叶面积小于20 cm2为小叶种,20~40 cm2为中叶种,40~60 cm2为大叶种,大于60 cm2为特大叶种;长宽比≥3.0 为披针形叶形,2.5≤长宽比<3.0为长椭圆形,2.0≤长宽比<2.5为椭圆形。结合表1可知,8份盘州野生茶树中有6份叶面积在40~60 cm2,为大叶种资源,占调查总数的75%,说明盘州野生茶树以大叶种为主;有5 份长宽比在2.0~2.5,说明盘州野生茶树叶片形状以椭圆形为主。16份三都野生茶树中有9 份叶面积在20~40 cm2,占比56%,说明三都野生茶树以中叶种居多;有11 份长宽比大于2.5,其中更有6 份长宽比在3.0 以上,表明三都野生茶树叶片叶形多为长椭圆形和披针形。

差异显著性分析发现,盘州和三都的野生茶树在4个叶片形态指标上均存在极显著差异。盘州野生茶树叶长、叶宽和叶面积极显著大于三都野生茶树,长宽比极显著小于三都野生茶树。结合叶部形态(图1)发现,两地野生茶树在叶片表型上有明显差异,盘州野生茶树多为大叶种,叶形以椭圆形为主,三都野生茶树多为中叶种,叶形以长椭圆形和披针形为主。

图1 盘州(A)和三都(B)野生茶树叶片形态Fig.1 Leaf morphology of wild tea plants in Panzhou(A)and Sandu(B)

2.1.2 叶片表皮及叶肉解剖结构 盘州和三都野生茶树叶片表皮及叶肉解剖结构如图2 所示,叶片厚度、栅栏组织层数、栅栏组织厚度、草酸钙晶体密度等14 项指标结果见表2。由图2 可直观看出,盘州野生茶树叶片厚度更厚,且栅栏组织细胞排列更紧密。结合表2 中24 份野生茶树的14 项指标数据可知,盘州和三都野生茶树在叶片表皮及叶肉解剖结构上差异明显,除上表皮角质层厚度、组织比和叶片结构疏松度3 个指标外,其余11 个指标存在显著或极显著差异。其中,盘州野生茶树叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶肉组织厚度平均值分别为278.48、73.44、162.76、237.97 µm,均极显著高于三都野生茶树。三都野生茶树的上表皮细胞和下表皮细胞厚度平均值分别为24.15 µm 和22.82 µm,极显著高于盘州野生茶树;下表皮角质层厚度平均值为1.37µm,显著高于盘州野生茶树。

图2 盘州(A)和三都(B)野生茶树叶片表皮及叶肉解剖结构Fig.2 Leaf epidermis and mesophyll anatomical structure of wild tea plants in Panzhou(A)and Sandu(B)

表2 盘州和三都野生茶树叶片表皮及叶肉解剖结构参数Tab.2 Leaf epidermis and mesophyll anatomical structural parameters of wild tea plants in Panzhou and Sandu

细胞数代表栅栏组织细胞排列紧密程度,盘州野生茶树叶片细胞数平均值为28.02 个,三都野生茶树平均为21.90 个,两者存在极显著差异,表明盘州野生茶树叶片中栅栏组织细胞排列较三都野生茶树更为紧密。盘州和三都的野生茶树在叶片栅栏组织层数上较为一致,绝大部分都为1 层,仅PZ-09、PZ-17 和SD-20-2 的叶片栅栏组织层数为2 层。组织比、叶片结构紧密度和叶片结构疏松度等指标可在一定程度上反映资源的抗逆性,盘州野生茶树叶片结构紧密度极显著大于三都野生茶树。草酸钙晶体是植物叶片防御昆虫取食的关键,由表2 可知,PZ-05叶肉细胞中草酸钙晶体数量最多,草酸钙晶体密度达12.14 个∕mm2,而PZ-17、SD-19 和SD-20 叶片中未发现草酸钙晶体。结合差异显著性分析发现,盘州野生茶树叶片中草酸钙晶体密度极显著大于三都野生茶树。

综上所述,两地野生茶树在叶片解剖结构上存在较大区别,盘州野生茶树叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度更厚,栅栏组织细胞排列更紧密,叶肉细胞内草酸钙晶体数量更多,三都野生茶树上(下)表皮细胞厚度及表皮角质层厚度更厚。

2.1.3 叶片叶脉解剖结构特征 盘州和三都野生茶树叶片叶脉解剖结构见图3,主脉厚度、主脉突起度等5 个指标见表3。由图3 可直观看出,盘州野生茶树主脉厚度及主脉凸起度更大。结合表3 中24份野生茶树的5 项指标数据可知,盘州野生茶树主脉厚度较大,除PZ-03 主脉厚度小于1 000 µm 外,其余7 份野生茶树叶片主脉厚度均大于1 000µm,PZ-02主脉厚度最大,达1 228.73µm;三都野生茶树主脉厚度较小,除SD-28 外,其余15份野生茶树主脉厚度均小于1 000µm,主脉厚度最小为SD-6,仅689.47µm。除PZ-09 外,其余7 份盘州野生茶树主脉突起度均在3.5 以上,最大为PZ-02,主脉突起度达4.96;16份三都野生茶树中有10份主脉突起度在3.5 以下,最小为SD-26,主脉突起度仅为2.55。盘州野生茶树木质部厚度均在200µm 以上,其中PZ-02木质部厚度达313.77µm;三都野生茶树中有6份木质部厚度不足200 µm,其中SD-2 木质部厚度仅138.27µm。盘州野生茶树韧皮部厚度同样大于三都野生茶树,平均值分别为109.73µm 和91.92µm。盘州野生茶树中除PZ-03、PZ-15 外,维管束短径均在450 µm 以上,最高为PZ-02,维管束短径达546.93µm;三都野生茶树中除SD-28 外,其余15 份野生茶树维管束短径均低于450µm;最小为SD-2,仅304.97µm。

图3 盘州(A)和三都(B)野生茶树叶片叶脉解剖结构Fig.3 Leaf vein anatomical structure of wild tea plants in Panzhou(A)and Sandu(B)

表3 盘州和三都野生茶树叶片的叶脉解剖结构参数Tab.3 Leaf vein anatomical structure parameters of wild tea plants in Panzhou and Sandu

差异显著性分析显示,盘州野生茶树的主脉厚度、主脉突起度、木质部厚度、韧皮部厚度、维管束短径均极显著大于三都野生茶树。

2.2 贵州两地野生茶树23个叶片性状指标的相关性分析

23 个茶树叶片性状指标的253 对相关系数见表4。由表4 可知,叶片性状指标间相关性较强,253 对相关系数中有95 对达到显著水平,其中极显著和显著正相关分别有43 对和23 对,极显著和显著负相关分别有17对和12对。

说毕威高速公路是一条天路,并不为过。因为它是贵州省海拔最高的高速公路,最高处的威宁自治县最高峰段,海拔超过1900米,常年掩映在云雾中,宛如仙境。位于赫章县城东南的赫章特大桥,11号主墩以195米的“身高”,荣膺世界预应力砼连续钢构桥第一高度,也诠释了毕威高速公路的“天路”概念。

表4 23个叶片性状指标的相关系数Tab.4 Correlations between 23 leaf traits

物理形态指标中叶长(X1)、叶宽(X2)、叶面积(X3)三者间的相关系数在0.8 以上,呈极显著正相关,且这3 个指标与叶片厚度(X5)、栅栏组织层数(X10)、栅栏组织厚度(X11)、细胞数(X12)、叶肉组织厚度(X14)、组织比(X15)、叶片结构紧密度(X16)、主脉厚度(X18)和维管束短径(X22)等叶片解剖结构指标间均存在显著或极显著正相关,与上(下)表皮细胞厚度(X7 和X9)均存在显著或极显著负相关。长宽比(X4)与其他叶片性状指标间多呈负相关性,且多数相关性不显著,仅与上表皮细胞厚度(X7)呈显著正相关(r=0.437*),与叶面积(X3)呈显著负相关(r=-0.499*),与叶宽(X2)呈极显著负相关(r=-0.696**)。

叶片厚度(X5)与栅栏组织厚度(X11)、海绵组织厚度(X13)、叶肉组织厚度(X14)、组织比(X15)、叶片结构紧密度(X16)和韧皮部厚度(X21)呈显著或极显著正相关(r=0.708**、0.533**、0.964**、0.446*、0.531**和0.457*);上(下)表皮角质层厚度(X6 和X8)间呈极显著正相关(r=0.554**),与其他叶片性状间的相关性均不显著;上(下)表皮细胞厚度(X7 和X9)间呈极显著正相关(r=0.679**),与其他叶片指标间多呈负相关性,两者与细胞数(X12)、叶肉组织厚度(X14)、主脉厚度(X18)、木质部厚度(X20)、韧皮部厚度(X21)和维管束短径(X22)的相关系数均达到显著或极显著负相关水平,下表皮细胞厚度(X9)还与栅栏组织层数(X10)、栅栏组织厚度(X11)、主脉突起度(X19)和草酸钙晶体密度(X23)呈显著负相关性(r=-0.416*、-0.430*、-0.408*和-0.464*);栅栏组织层数(X10)与栅栏组织厚度(X11)、组织比(X15)和叶片结构紧密度(X16)间存在极显著正相关性(r=0.833**、0.911**和0.878**),与海绵组织厚度(X13)和叶片结构疏松度(X17)间存在显著和极显著负相关性(r=-0.427*和-0.792**);栅栏组织厚度(X11)与叶肉组织厚度(X14)、组织比(X15)和叶片结构紧密度(X16)间存在极显著正相关性(r=0.691**、0.935**和0.972**),与叶片结构疏松度(X17)呈极显著负相关(r=-0.715*);细胞数(X12)与5 个叶片主脉指标呈显著或极显著正相关(r=0.605**、0.498*、0.605**、0.508*和0.675**),与草酸钙晶体密度(X23)呈显著正相关(r=0.446*);海绵组织厚度(X13)与叶肉组织厚度(X14)和叶片结构疏松度(X17)间存在极显著正相关(r=0.602**和0.760**),与组织比(X15)间存在显著负相关(r=-0.486*);叶肉组织厚度(X14)与叶片结构紧密度(X16)、韧皮部厚度(X21)、维管束短径(X22)和草酸钙晶体密度(X23)间存在显著或极显著正相关性(r=0.513*、0.536**、0.446*和0.446*);组织比(X15)与叶片结构紧密度(X16)间存在极显著正相关(r=0.986**),与叶片结构疏松度(X17)间存在极显著负相关(r=-0.898**);叶片结构紧密度(X16)与叶片结构疏松度(X17)间存在极显著负相关(r=-0.828**);主脉厚度(X18)与主脉突起度(X19)、木质部厚度(X20)和维管束短径(X22)间存在极显著正相关(r=0.868**、0.772**和0.891**);主脉突起度(X19)与木质部厚度(X20)和维管束短径(X22)间存在极显著正相关(r=0.677**和0.689**);木质部厚度(X20)与韧皮部厚度(X21)和维管束短径(X22)间存在显著和极显著正相关(r=0.479*和0.880**);韧皮部厚度(X21)与维管束短径(X22)和草酸钙晶体密度(X23)间存在极显著和显著正相关性(r=0.624**和0.464*)。

2.3 贵州两地野生茶树叶部性状的聚类分析

基于24 份野生茶树的23 个叶片性状制作聚类热图(图4)。由图4 可知,来自盘州和三都两地的24份野生茶树依据叶部性状大致可分为A、B 两组,A 组有8 份资源,除SD-28 外,其他全部为盘州野生茶树;B 组有16 份资源,除PZ-03 外,其他全部为三都野生茶树。可见,盘州和三都两地野生茶树叶片性状差异较显著,且两地野生茶树资源的叶部性状相对统一,遗传较为稳定。

依据图4 的聚类结果,可将24 份野生茶树聚为4 类,其中PZ-02 为第Ⅰ类,PZ-01、PZ-04、PZ-05、PZ-09、PZ-15、PZ-17 和SD-28 为第Ⅱ类,SD-2、SD-6、SD-26 和SD-29 为第Ⅲ类,SD-3、SD-4 和PZ-03等12份为第Ⅳ类。由表5可知,第Ⅱ类、第Ⅲ类和第Ⅳ类野生茶树在长宽比、叶片厚度、上(下)表皮角质层厚度、栅栏组织层数、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、组织比、叶片结构紧密度、叶片结构疏松度10个叶片性状上无显著差异,在叶长、叶宽、叶面积、上(下)表皮细胞厚度、细胞数、叶肉组织厚度、主脉厚度、主脉突起度、木质部厚度、韧皮部厚度、维管束短径、草酸钙晶体密度13 个叶片性状上存在显著或极显著差异。

表5 贵州两地野生茶树资源4个类群的23个叶部性状指标比较Tab.5 Comparison of 23 leaf traits in 4 groups of wild tea tree resources in Guizhou Province

以PZ-01 为代表的第Ⅱ类野生茶树叶长、叶宽、叶面积、主脉厚度和维管束短径均极显著大于第Ⅲ类和第Ⅳ类,叶肉组织厚度显著大于第Ⅲ类和第Ⅳ类,细胞数、主脉突起度、木质部厚度极显著大于第Ⅲ类,韧皮部厚度显著大于第Ⅲ类,草酸钙晶体密度显著大于第Ⅳ类,下表皮细胞厚度极显著小于第Ⅲ类和第Ⅳ类,上表皮细胞厚度显著小于第Ⅳ类,极显著小于第Ⅲ类。以SD-2 为代表的第Ⅲ类野生茶树主脉厚度、木质部厚度和维管束短径极显著小于第Ⅱ类和第Ⅳ类。以SD-3 为代表的第Ⅳ类野生茶树与第Ⅲ类野生茶树在叶长、叶宽、叶面积、上(下)表皮细胞厚度等9个叶部性状指标上无显著差异,主脉厚度、主脉突起度、木质部厚度和维管束短径极显著高于第Ⅲ类。结合叶部各性状在4个类群间的表现发现,主脉厚度和维管束短径是区分24份野生茶树的主要依据,PZ-02 以其远高于其他茶树资源的主脉厚度和维管束短径单独分为1 类,另外3个分类的主脉厚度和维管束短径均存在极显著差异。

2.4 贵州两地野生茶树抗逆性分析

2.4.1 抗旱性分析 研究表明,叶片厚度、上(下)表皮角质层厚度、栅栏组织厚度、组织比、叶片结构紧密度、细胞数、主脉厚度与植物抗旱性关系紧密[21-26]。以上述8个叶片解剖结构指标为依据,计算各野生茶树的抗旱性隶属函数值(表6),由表6 可知,24 份野生茶树中抗旱性排名前五的为PZ-09>SD-20-2>PZ-05>PZ-17>SD-20-3,盘州野生茶树抗旱性隶属函数值为0.218~0.735,平均值为0.440;三都野生茶树为0.108~0.724,平均值为0.306。差异显著性分析显示,两地野生茶树在抗旱性上并无显著差异,结合平均值发现,盘州野生茶树的抗旱性整体强于三都野生茶树。

表6 盘州和三都野生茶树抗性隶属函数值及抗寒性得分Tab.6 The resistance subordinate function value and cold resistance score of wild tea plants in Panzhou and Sandu

2.4.2 抗虫性分析 研究表明,叶片厚度、上(下)表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、细胞数、草酸钙晶体密度、下表皮角质层厚度与植物抗虫性密切相关[11,27-30]。以上述7 个叶片解剖结构指标为依据,计算抗虫性隶属函数值,由表6可知,抗虫性排名前五的为SD-20-2>PZ-05>SD-20-3>PZ-09>SD-26,盘州野生茶树抗虫性隶属函数值在0.224~0.536,平均值为0.378;三都野生茶树在0.273~0.582,平均值为0.392。差异显著性分析显示,两地野生茶树在抗虫性上并无显著差异,结合平均值发现,三都野生茶树的抗虫性整体稍强于盘州野生茶树。

PZ-05、PZ-09、SD-20-2 和SD-20-3 这4 份野生茶树抗旱性、抗寒性和抗虫性隶属函数值排名均较前,说明从叶片解剖结构推断其抗逆性表现较佳,可作为高抗野生茶树种质加以开发利用。

3 结论与讨论

叶片既是植物合成营养物质的关键场所,也是易受到外界影响的器官,叶片的各项性状指标受遗传和环境的双重调控,对环境变化敏感且可塑性强。发达的栅栏组织有助于植物适应寒、旱逆境[35],朱广龙等[36]研究发现,酸枣通过提高栅栏组织细胞密度来适应干旱环境;钟灶发等[37]研究发现,成熟叶片中栅栏组织层数较多且排列整齐、紧密的柑橘砧木抗旱性最强;孟诗原等[38]研究发现,栅栏组织层数较多且排列紧密的卫矛属树种抗寒性较强。发达的栅栏组织同样帮助植物抵御植食性昆虫取食,在茶树对黑刺粉虱[27]、茶蚜[28]、茶棍蓟马[11,29]、茶小绿叶蝉[11,29]的组成型抗性中均有体现。本研究基于隶属函数值分析野生茶树抗逆性中,栅栏组织厚度、细胞数、组织比、叶片结构紧密度等栅栏组织相关性状均被采用作为重要指标参与抗逆性评价,最终筛选出综合抗性较佳的材料4 份(PZ-05、PZ-09、SD-20-2 和SD-20-3),可用于高抗茶树新品种选育。然而,要想准确评价所选材料的抗逆性,还需要结合茶树在逆境胁迫下的生理生化反应及分子生物学等方面因素加以综合考虑。

基于叶片解剖结构指标采用隶属函数值法评价茶树抗旱性的研究较多,刘燕等[5]选择叶片厚度、栅栏组织厚度和组织比对威宁地区9个茶树品种的抗旱性进行比较;李佼等[15]选择上角质层厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织层数、组织比和叶片厚度等对43 份汉中茶树种质资源的抗旱性进行分析。叶脉是植物水分和营养物质运送的管道,多个研究表明,主脉厚度对植物抗旱性影响较大[39-40]。在本研究和李美凤等[8]的抗旱性分析中,均将主脉厚度作为评价茶树抗旱性的重要指标。

本研究取样分析了贵州省盘州市和三都县的野生茶树,两地分别位于黔西北地区和黔东南地区,取样点地理位置信息显示,盘州野生茶树与三都野生茶树在纬度上相对一致,海拔高度相差700 m 左右,差异较大;比较盘州和三都两地的气候信息,发现盘州市年平均气温在15 ℃左右[41],年平均降雨量1 314.4 mm[42],三都县年平均气温18.2 ℃[43],年平均降雨量1 346.9 mm[44]。结合两地气候差异及取样点海拔差异,推测盘州野生茶树所处环境更为寒旱,因此在叶片解剖结构上表现出栅栏组织更厚且细胞排列更紧密、叶片结构紧密度更高和主脉更发达的寒旱抗性特征。

贵州省盘州市和三都县两地野生茶树在叶片性状上存在明显差异,外形表观方面,盘州野生茶树叶片更大,叶形多为椭圆形,三都野生茶树叶片更小,叶形多为长椭圆形或披针形;叶片解剖结构方面,在叶片厚度、栅栏组织厚度、细胞数、主脉厚度、草酸钙晶体密度等16个叶片解剖结构性状上存在显著或极显著差异。叶片性状指标间相关性较强。以主脉厚度和维管束短径为主要依据,24份野生茶树可分为4个类群。基于隶属函数值的抗逆性分析结果,筛选出PZ-05、PZ-09、SD-20-2 和SD-20-3四份综合抗性较强的野生茶树,可作为高抗野生茶树种质加以开发利用。

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