豫南引进茶树品种叶片形态、结构特征与抗性评价研究

杜 娟，李华鑫，韩 莹，吕立哲，袁祖丽

(1.河南农业大学生命科学学院，河南郑州450002;2.河南省桐柏县国营茶场，河南桐柏474750;3.河南省信阳市农科所，河南信阳464000)

茶树原产于热带及亚热带，是一种喜温暖、湿润气候的植物.温度、湿度是影响茶树分布和良种引种的主要限制因素.茶树是豫南的重要经济作物.随着茶园面积不断扩大，对优良茶树品种的需求越来越多，然而，引入茶树品种的表现一方面取决于该品种遗传基因，另一方面还与栽培环境密切相关.茶树叶片形态特征、结构特征既与茶叶品质的形成和优劣有关，又与抗寒、抗旱胁迫能力密切相关，且受生态环境制约非常大.茶树叶片特征与内部结构特征不仅可作为茶树生理活性、抗逆性的指标，而且是作为产量、品质的指标和选种的重要依据.束际林［1，2］研究发现，茶树叶片外部形态、组织结构与其抗寒性有着密切的联系，抗寒性强的茶树具有叶肉组织发达，分化程度高和栅栏组织厚度大、层数多、排列紧密及细胞较小的特点.郭见早等［3，4］认为，叶片较小，较厚，叶面隆起是抗寒性较强的叶片外部特征.李剑等［5］认为，上表皮厚度均大于20 μm，栅栏组织层数多、细胞较小且排列紧密的茶树抗寒性强.李远志等［6］研究表明，叶片上表皮厚度、下表皮厚度与机体的抗寒性具有一定的关系，且上表皮的作用比下表皮更为显著.豫南是茶树分布的北缘，与所引种茶树品种的原产地(南方茶区)相比，存在冬季气温低、干旱、空气湿度小、土壤pH值高等特点.豫南茶区从引种的茶树资源中筛选出具有抗寒、抗旱胁迫的种质进行推广栽培，可提高该区茶叶的产量和质量.因此，本研究对豫南茶区引进的6个茶树品种的叶片形态特征、解剖结构特征及其抗性进行了观察分析，以期为筛选适合豫南茶区栽培的茶树新品种提供科学依据.

1 材料与方法

1.1 试验地点及试验材料

试验地位于河南省信阳市茶叶示范园，北纬32°02＇，东经 114°03＇，年平均气温 15.2 ℃，极端最高气温40℃，极端最低气温-20℃，全年≥10℃的活动积温4 820～4 970℃，年降水量1 200 mm.试验地土壤为黏土，pH 值为6.0［7］.引进的6个半年龄无性系绿茶(Camellia sinensis L.)良种分别为舒茶早，白毫早，平阳特早，迎霜，乌牛早，碧香早.舒茶早引自安徽省，白毫早和碧香早引自湖南省，平阳特早、迎霜和乌牛早引自浙江省.引种茶苗于2006-10植入，每个品种的栽培面积为0.667 hm2，大田管理措施相同.

1.2 测定项目与方法

1.2.1 叶片腹面绒毛量 采集刚展开的茶芽第2片叶(倒数第2片叶)，切取主脉中部两侧约0.5 cm2叶片，使用捷克TESCAN公司生产的VEGAⅡLUM扫描电镜在高真空、20 kV电压下扫描茶叶腹面绒毛密度、长度、粗度(绒毛1/2长度处的直径)并拍照.

绒毛量=3.14×(绒毛粗度/2)2×绒毛长度×绒毛密度(反映单位面积内的绒毛体积).

绒毛粗度为绒毛长度1/2处的直径.

1.2.2 成熟叶片面积及解剖结构特征 取茶树冠面南向枝条的倒数第4片成熟叶，测量其长、宽，并取主脉中部宽0.5 cm，长1 cm的带主脉叶片，立即用FAA固定液固定，4℃下固定3 d后经石蜡切片测定叶片角质层、表皮、栅栏组织、海绵组织厚度及叶脉的凸起度.

叶片面积=叶长×叶宽×0.7;叶脉凸起度=主脉最大直径/叶片厚度.

1.2.3 叶片下表皮气孔器 取样同1.2.2.固定后的叶片在乙酸和 H2O2混合液［V(乙酸)∶V(H2O2)=1∶1］中60℃下浸泡20 h，取出小心撕下下表皮，1%番红染色后在显微镜下观察叶片气孔并用OLYMPUS BX51荧光显微镜拍照.用摄像软件Image Express 6.0的测量工具进行显微计数及测量.

1.2.4 数据处理 以上各测定项目测定有代表性的3株茶树，每株测量3片茶树叶片，求其平均值.试验数据使用Excel处理，DPS 3.01专业版进行差异显著性分析.

2 结果与分析

2.1 不同茶树品种叶片形态特征比较

由表1可知，各引进茶树品种的叶片大小差异显著.碧香早叶片最长，其长度显著长于其它5个品种;白毫早叶片最宽;叶片面积由大到小的顺序为碧香早、白毫早、舒茶早、迎霜、平阳特早、乌牛早;白毫早、舒茶早、迎霜的叶面积差异不显著.6个品种的叶脉凸起度平均值为3.0，品种间差异不显著.

2.2 不同茶树品种叶片表皮特征比较

由图1，图2和表2得知，各茶树品种间的叶片下表皮绒毛长度、密度、粗度及气孔器大小、密度都存在很大差异.绒毛长度较长的有碧香早、迎霜和白毫早，三者的绒毛长度显著长于其它3个品种，其中，碧香早的绒毛最长，长度达到617.14 μm;绒毛最粗的为白毫早和平阳特早，二者绒毛粗度极显著大于其它品种;绒毛密度最大的是白毫早，最小的是平阳特早，白毫早的绒毛密度极显著大于其它5个品种，白毫早绒毛密度分别是平阳特早、乌牛早、舒茶早、碧香早及迎霜绒毛密度的5.7，2.6，2.4，1.9，1.7 倍.白毫早的绒毛量极显著地高于其它5个品种，白毫早的绒毛量分别是平阳特早、舒茶早、乌牛早、碧香早及迎霜绒毛量的 9.4，4.6，4.2，3.7，3.2 倍.

表1 不同茶树品种叶片形态特征比较Table 1 Comparison of leaves morphological characteristics among introduced tea cultivars

图1 不同茶树品种叶片的下表皮绒毛Fig.1 Density and length of trichomes on the leaves abaxial epidermis among introduced tea cultivars

气孔长度最长的为平阳特早，但其与迎霜、碧香早、舒茶早的气孔长度之间差异不显著.白毫早、乌牛早的气孔长度显著小于其它4个品种;气孔宽度最大的为平阳特早，但平阳特早、碧香早、迎霜的气孔宽度差异不显著，白毫早、舒茶早、乌牛早气孔宽度显著小于平阳特早、碧香早、迎霜的气孔宽度;气孔密度最大的为乌牛早，为225.02 mm2，极显著大于其它5个品种.

图2 不同茶树品种叶片的下表皮气孔Fig.2 Size and density of stoma on the leaves abaxial epidermis among introduced tea cultivars

表2 不同茶树品种叶片下表皮特征比较Table 2 Comparison of leaves abaxial epidermal characteristics among introduced tea cultivars

表3 不同茶树品种叶片解剖结构特征比较Table 3 Comparison of tranverse section of leaves among introduced tea cultivars

2.3 不同茶树品种解剖结构特征比较

由表3和图3可知，引进茶树品种角质层最厚的为乌牛早，达6.01 μm，其次为白毫早，但二者之间差异不显著，平阳特早角质层最薄，仅为4.64 μm;白毫早上表皮最厚，为24.24 μm，但其和舒茶早上表皮厚度差异不显著，平阳特早的上表皮最薄，仅为17.52 μm;下表皮最厚的为碧香早，但其与乌牛早、迎霜、白毫早、舒茶早叶片下表皮厚度差异不显著，只有平阳特早下表皮厚度极显著地小于其它品种;6个品种栅栏组织的层数为1～3层，舒茶早的栅栏组织为3层，碧香早的栅栏组织为2～3层，白毫早、迎霜、平阳特早的栅栏组织为2层，但乌牛早的栅栏组织仅为1层;海绵组织厚度最大的为碧香早，显著大于其它5个品种;舒茶早的叶片厚度显著大于其它5个品种，平阳特早的叶片最薄;除乌牛早和平阳特早外，各品种的栅栏组织与海绵组织比值均在0.6以上.

图3 不同茶树品种叶片横切面结构Fig.3 Transverse section of leaves among introduced tea cultivars

3 结论与讨论

植物叶片厚度、角质层厚度和栅栏组织厚度越厚，叶片表面的表皮毛越多，抗旱性越强.这是因为叶片越厚，储水能力越强［8～10］.叶表面角质层是疏水脂类物质，可阻止水分通过，同时可以反射太阳光，降低叶面温度，因此在一定程度上可减少蒸腾作用，提高叶片的保水能力.发达的栅栏组织既可以提高单位叶面积的光合效率，又可以减少干旱时水分蒸腾.叶片表面表皮毛具有避免叶片表面温度剧烈变化，减少水分蒸腾及减少病虫害的作用［11］.气孔密度与抗旱能力密切相关［12］，气孔密度大、体积小，抗旱能力强［13］.茶树的抗寒性与叶片的大小呈负相关，与叶厚、叶脉凸起度、角质层、上表皮厚度、栅栏组织层数及厚度呈正相关［3～6］.6 个品种的叶面积及气孔密度、气孔体积特征显示，乌牛早叶面积最小、气孔密度最大、气孔面积(长×宽)最小，且其上表皮角质层最厚，绒毛密度及绒毛量较大，所以具有较强的抗寒、抗旱能力.虽然白毫早的叶面积较大、气孔密度较小，但其绒毛密度最大(是其它5个品种的5.7～1.7倍)、绒毛量最大(是其它5个品种的9.4～3.2倍)，上表皮角质层最厚，上表皮厚度最大，下表皮厚度显著高于其它品种，且其气孔器体积较小、栅栏组织较厚(2层).因此，白毫早具有较强的抗寒、抗旱能力.而平阳特早虽然叶面积较小，气孔密度较大，但其气孔体积最大，绒毛密度、绒毛量最小，上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度及角质层厚度均最薄.所以，其抗寒、抗旱能力最差.舒茶早、迎霜、碧香早的抗寒、抗旱能力介于抗寒、抗旱能力较强的乌牛早、碧香早和抗寒、抗旱能力较差的平阳特早之间.因此，在常受干旱、寒害的豫南茶区，抗性较强的乌牛早、白毫早较适宜作为推广品种.

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