23種地栽山茶抗寒耐鹽性綜合評價

湯雪燕，葛金濤，邵小斌，朱朋波，孫明偉，趙統利，葛徐芳，華小平，王江英*

(1.連云港市農業科學院，江蘇 連云港 222000；2.東海縣花卉研究推廣站，江蘇 連云港 222300)

連云港市地處江蘇省東北部，為暖溫帶與亞熱帶過渡地帶，四季分明，光照充足，雨量適中，但是土壤鹽堿化嚴重，pH約為7.8。常年平均氣溫14 ℃，1月平均氣溫為-0.4 ℃，極端低溫為-19.5 ℃。

山茶(Camelliajaponica)屬于山茶科山茶屬木本植物，是春節主要盆栽花木，其樹形優美，花期較長[1]，花型種類多，花色豐富而艷麗，其葉色四季常綠，觀賞價值也頗高[2]。山茶喜溫暖濕潤環境，喜肥沃微酸性砂壤土，大部分種質資源分布于華南及長江流域，絕大多數品種在長江以北及鹽堿地區需盆栽培育[3]。因此，選育抗寒耐鹽潛力較強的山茶品種，有利于在長江以北及鹽堿地區推廣種植，豐富當地綠化樹種。

本研究以92種山茶為參試材料進行田間篩選，自然環境下生長4年后，篩選出生長狀態良好的山茶品種，以山茶屬抗性較強的茶梅和油茶為參照，進行生理指標測定和綜合評價，篩選出抗寒耐鹽性較好的品種，為山茶適應性栽培育種及開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

2017年4月從浙江金華引進92個山茶品種的一年生實生苗，將其種植于江蘇省連云港市東辛農場連云港市農業科學院實驗基地(119°03′E，34°05′W)，以茶梅和油茶為對照品種。

1.2 方法

1.2.1 田間篩選

選擇生長狀態相似、苗齡一致的本地油茶和茶梅進行套種，歷經4年自然環境種植，冬季不加溫，夏季用單層75%的遮陽網進行遮陽。一年生實生苗每15 d澆水1次，后期雨水自然灌溉，并進行田間抗寒耐鹽性篩選。

1.2.2 植物生理指標測定

采集篩選獲得的山茶品種、茶梅和油茶的第4真葉用液氮速凍，于-80 ℃超低溫冰箱保存備用，進行生理指標測定。采用丙酮乙醇提取法測定葉綠素含量[4]，采用硫代巴比妥酸法測定丙二醛(MDA)含量[4]，采用氮藍四唑(NBT)光還原法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性[4]。各指標均生物學重復3次。

1.3 數據處理

應用模糊數學隸屬分析法計算3項生理指標的綜合隸屬值[5]，利用SPSS 19.0軟件對油茶、茶梅和篩選獲得的山茶田間生理指標進行聚類分析及抗寒耐鹽潛力劃分。

2 結果與分析

2.1 抗寒耐鹽性的田間篩選

基于秋冬季節及倒春寒的低溫脅迫，以及自然環境下的土壤鹽堿化的脅迫，田間地栽4年后，于2021年5月進行田間抗寒耐鹽性調查。統計表明，92個供試山茶品種中，69個山茶品種受脅迫嚴重，其中52種死亡，17種枝條斷裂，葉片枯黃殘缺，因受害嚴重，故不參與后續生理指標測定及綜合評價，剩余的23種山茶枝繁葉茂，生長狀態良好(圖1)，地理分布見表1。

表1 23個山茶品種與茶梅、油茶的地理分布

2.2 低溫鹽堿脅迫下生理指標的變化

2.2.1 葉綠素含量

葉綠素是植物進行光合作用的關鍵因素，其含量直接影響光合作用的強弱。在低溫、鹽堿等逆境條件下，葉綠素含量都會降低，故葉綠素含量是評價植物抗逆性的重要生理指標之一。

圖2顯示，在4年的自然環境下，23種山茶的葉綠素含量有明顯變化。其中，十月韻事(S15)的葉綠素含量最低，紅露珍(S24)的葉綠素含量最高，23種山茶的葉綠素含量平均值為0.453 mg·g-1，而茶梅(CK1)和油茶(CK2)分別為0.431和0.436 mg·g-1，表明在低溫鹽堿脅迫下，篩選獲得的23種山茶的葉綠素平均值含量高于茶梅和油茶。

2.2.2 MDA含量

MDA是膜脂過氧化的產物之一，有較強的細胞毒性，能夠引起膜功能紊亂，MDA積累量與植物抗逆能力呈反比[6]。在低溫鹽堿脅迫后，23種山茶的MDA含量有明顯變化，平均為18.480 mol·g-1，茶梅(CK1)和油茶(CK2)分別為23.682和12.858 mol·g-1，表明低溫鹽堿造成山茶、茶梅和油茶葉片不同程度的膜脂過氧化。圖2顯示，東方亮(S13)和十月韻事(S15)的MDA高于茶梅(CK1)，十八學士(S5)、粉霞(S11)、耐冬(S14)、蒼梧幻境(S18)、太陽神(S25)、大海倫(S26)和都德寶貝(S28)的MDA低于油茶(CK2)。

2.2.3 SOD活性

SOD作為植物保護酶系統中最重要的一員，能夠清除體內過多的自由基，保護細胞免受氧化損傷[7]。當山茶遭遇低溫鹽堿脅迫時，葉片中活性氧不斷產生，23種山茶的SOD均表現出快速響應，活性范圍在379.650～1 052.559 U·g-1，平均為619.422 U·g-1，CK1為562.479 U·g-1，CK2為549.435 U·g-1，表明低溫鹽堿脅迫后，各山茶、茶梅和油茶SOD活性均達到較高水平，以保持較強的自由基清除能力。由圖2可以看出，有13種山茶的SOD高于對照，其中活性最高的為紅露珍(S24)，其次是夢娜玫瑰(S22)，說明其抵御低溫鹽堿的能力強。

圖2 低溫脅迫對23個山茶品種與茶梅、油茶生理指標的影響

2.3 抗寒耐鹽性的綜合評價

2.3.1 各項生理指標的權重分析

采用灰色關聯度分析法對山茶抗寒耐鹽指標進行篩選，評價其強弱程度。將葉綠素含量、MDA含量和SOD活性3項指標的測定數據按理想模型進行無量綱初始化處理，并計算各點的絕對差，所得的關聯系數及權重見表2。

表2 抗寒耐鹽相關指標的關聯性及權重

由表2可以看出，在低溫鹽堿脅迫下，上述3個生理指標關聯系數對應的權重依次為0.228、0.385、0.387，其中MDA含量和SOD活性的權重略大且相當，葉綠素含量的權重略小，說明3項生理指標能代表23種山茶抗寒耐鹽能力評價要求。

2.3.2 生理指標的綜合評價

以葉綠素含量、MDA含量及SOD活性3項指標進行單指標排序發現，23個山茶品種與茶梅、油茶在不同指標中的排序略有差異。為此，計算各指標的隸屬函數值及所有指標的平均隸屬函數值(△)，并進行綜合評價。由表3可知，△越大，說明抗寒耐鹽能力越強。紅露珍(S24)、獅子頭(S1)和東方亮(S13)的△值較大，說明抗寒耐鹽能力強；蒼梧幻境、太陽神和都德寶貝的△值較茶梅和油茶稍小，說明其抗寒耐鹽能力稍弱。

表3 山茶品種與茶梅、油茶生理指標測定

2.3.3 綜合抗寒耐鹽能力劃分

采用組間聯接法對23個山茶品種和茶梅、油茶的生理指標進行系統聚類分析。根據圖3可將23種山茶和茶梅、油茶的抗寒耐鹽能力分為3類，第Ⅰ類抗寒耐鹽能力強，包括十月韻事和東方亮2個山茶品種；第Ⅱ類抗寒耐鹽能力較強，包括紅露珍、夢娜玫瑰、獅子頭、大朱砂和粉丹5個山茶品種；第Ⅲ類包括16個山茶品種，分別為馬歇爾、胭脂蓮、海艷、彩色人生、耐冬、單提、快樂假期、姚黃魏紫、太陽神、都德寶貝、粉霞、花梔子、十八學士、粉寶珠、蒼梧幻境和大海倫，與茶梅和油茶的抗寒耐鹽能力聚為一類。由此推測，23種山茶的抗寒耐鹽堿性均較強，能在連云港自然環境中生長。

圖3 23個山茶品種與茶梅、油茶抗寒耐鹽能力聚類分析

3 小結與討論

中國是世界山茶屬植物的主要原產地，擁有極其豐富的種質資源，然而中國山茶品種卻不多，抗寒品種更稀缺。由于受低溫限制，絕大多數山茶品種在長江以南分布，在長江以北且土壤鹽漬化的地區露地栽培有一定的難度，而青島嶗山沿海島嶼是中國山茶自然分布的北緣[8]。立地條件相同且生長年齡相近的92種山茶與油茶、茶梅進行套種，自然環境下生長，4年后統計發現，其中69種山茶生長不適，甚至早亡，僅23種山茶能夠抵御低溫鹽堿的脅迫正常生長。由此可以看出，山茶的抗寒耐鹽能力具有明顯的品種差異性。前期研究發現，連蕊茶(Camelliafraterna)的耐旱性差異與其原產地分布、年降水量和伴生植被有較大關系[9]，4種山茶的耐熱性也與品種起源相關[10]。在低溫研究脅迫下49種山茶的雙抗能力分析發現，山茶的抗寒耐鹽能力與品種差異及地區分布均密切相關[11]。

田間篩選出的23個山茶品種的葉綠素含量和SOD活性的平均值高于茶梅和油茶，而膜脂過氧化物質MDA含量則較低。山茶屬植物中的茶梅和油茶的抗性高于絕大多數山茶，根據以上3種生理指標可以推測，本研究中23個山茶品種具有一定的抗寒耐鹽能力。

通過系統聚類分析，本研究中篩選的Ⅰ類2個品種、Ⅱ類5個品種及Ⅲ類16個品種在低溫和鹽堿脅迫環境中均能正常生長，均可考慮在本地進行引種露天地栽。本試驗后期根據低溫鹽堿程度將繼續優化以上篩選獲得的品種，培育觀賞價值更高且適合本地生長的山茶品種。