信陽10號茶樹芽期對低溫脅迫的生理響應

中圖分類號：S571.1 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2025）08-0051-06

AbstractTo investigate the physiological response characteristics of new shoot leaves from diferent tea tree varieties to low-temperature stress during sprouting period，a controlled low-temperature simulation experiment wasconducted using the cultivar Xinyang 1O as test material and Fuding Dabaicha as control. The temperature regime was designed as 25°C （normal temperature）→0 C （low-temperature stress） for 24 hours 25°C （recovery phase） for 48 hours. The changes of the superoxide dismutase （SOD），catalase （CAT） and glutathione peroxidase （GSH-PX）activities，the contents of osmotic adjustment substances including soluble sugar，soluble protein and free proline，and the malondialdehyde （MDA） content in new shoot leaves during low-temperature stress and recovery phase were analyzed.The results revealed that during the temperature regime of recovery for 48 hours after 0% stress for 24 hours， the SOD activity，and the soluble sugar，free proline and MDA contents in new shoot leaves of the two tea tree cultivars increased consistently，while CAT activity initially decreased and subsequently rebounded.The change trend of GSH-PX activity and soluble protein content were different between the two cultivars，among which，those of Fuding Dabaicha declined steadily，while in Xinyang 1O，the GSH-PX activity decreased initiallyand then increased，whereas the soluble protein content exhibited an initial rise follwed by a decline.In conclusion，significant differences were found in SOD activity，soluble protein and soluble sugar contents between the two cultivars after low-temperature stress， and those of Xinyang 1O displayed markedly higher compared with Fuding Dabaicha.These findings indicated that Xinyang 10 possessed superior physiological adaptability and recovery capacity when response to low-temperature stress.

KeywordsTea tree; New shoot leaves； Late-spring cold; Low-temperature stress； Antioxidant en·zymes ； Osmotic adjustment substances

低溫脅迫是植物栽培中常遇到的一種自然災害，植株生長初期即萌發期和幼苗期對低溫脅迫最為敏感。茶樹的低溫脅迫分為越冬期脅迫和芽萌發后脅迫。茶芽萌發后茶樹抗寒性降低，急劇降溫導致幼嫩新梢受凍褐變、焦枯壞死，產量銳減甚至絕收，給茶農造成巨大經濟損失。茶樹芽萌發以后的低溫天氣俗稱“倒春寒”，“倒春寒”是對茶葉生產影響最大的氣象災害之一[1-2]。制作信陽毛尖茶所用原料以早春茶樹新梢上的單芽、一芽一葉、一芽二葉為主。豫南地區早春經常遭遇低溫天氣，有研究調查發現，茶樹發芽期氣溫低于 4^°C ，茶樹即會遭受“倒春寒\"災害[3-5]。“倒春寒”瀕繁發生，給江南茶區和江北茶區的綠茶生產造成嚴重損失[6] 。

茶樹受到低溫脅迫后會產生一系列的生理生化響應，以應對低溫的不利影響。抗寒性強的茶樹品種其葉片生物膜結構比較穩定，不易受到低溫影響，質膜的透性較小[2]。而且，一般抗寒性強的品種其膜蛋白含量在低溫脅迫時會大幅上升，成熟葉片不飽和脂肪酸指數和亞麻酸比例升高，抗氧化保護性酶超氧化物歧化酶（SOD）過氧化氫酶（CAT）活性較高，且SOD同工酶譜帶數及同工酶活性具有明顯優勢[7-9]。研究指出，低溫脅迫下，強抗寒性茶樹品種細胞的束縛水/自由水之比升高，與之同步的是胞內滲透調節物質濃度也升高，秋季新稍過氧化物酶（POD）活性和可溶性糖含量也較高，而弱抗寒性茶樹品種其POD活性和可溶性糖含量較低[10]。可以看出，茶產業需要新梢抵抗“倒春寒”技術及芽期抗寒新品種本研究從分析茶樹遭受低溫脅迫時及升溫后茶樹新梢芽葉中酶活性、滲透調節物質及丙二醛含量變化特點的視角，研究茶樹新梢快速響應“倒春寒”的生理機制，以期為芽期抗寒技術研發及芽期抗寒種質的選育提供技術參考。

材料與方法

1.1 供試材料

試驗茶樹品種為信陽10號和‘福鼎大白茶’，其一年生無性系盆栽茶苗分別購自信陽祥云茶葉有限公司和宜昌煥坤農業有限公司。所購茶苗長勢好、無病蟲害，茶苗管理方式一致。每盆栽種茶苗6棵。育苗盆為中等規格（口徑 35cm ，底徑 20cm ，高 25cm ），所裝栽培基質為草炭、蛭石、珍珠巖等， pH 值偏酸性。盆栽茶苗初期統一放置在通風見光的室內，新梢長到約一芽二葉時進行低溫脅迫處理。

1.2 試驗設計與處理

試驗于2023年1—4月在信陽農林學院實驗室完成。試驗處理分為3個階段，流程為常溫 $$ 低溫 $$ 常溫。將新梢長到一芽二葉的信陽10號、‘福鼎大白茶'茶樹放置在 25°C 人工氣候箱中，于光照強度 12 000lx 、光周期 12h?d^-1 、濕度 80% 條件下進行培養并實施處理，每處理組設置3次重復。其中，第1組為對照組，即 25^°C 常溫下培養 ^48h 后采樣，編號為 CW-25^°C ；第2組為低溫脅迫組，即 0°C 下培養 24h 后采樣，編號為DW-0^°C ；第3組為 0°C 低溫脅迫 24h 后，再恢復至25^°C 培養 ^48h 采樣，編號為 HF-25^°C 。隨機采摘兩個茶樹品種發芽程度相似的一芽二葉約15g，液氮固樣后分別放到 -80°C 超低溫冰箱中保存備用。

1.3 測定項目及方法

不同處理茶樹新梢芽葉可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[]；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250法[12]；游離脯氨酸含量測定采用芘三酮顯色法[1]；過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）活性和丙二醛（MDA）含量測定按照南京建成生物工程研究所試劑盒說明書中的方法進行。

1.4 數據處理與分析

采用GraphPadPrism9.5.0軟件進行試驗數據處理和作圖;用IBMSPSSStatistics19軟件中的單因素（AN0VA）進行方差分析及差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 低溫脅迫對茶樹芽葉抗氧化酶活性的影響

2.1.1 對茶樹芽葉SOD活性的影響2如圖1所示， 0% 低溫脅迫 24h 后再恢復常溫（ 25^°C ）處理^48h 條件下，‘福鼎大白茶’和信陽10號茶樹新梢芽葉SOD 活性呈上升趨勢。‘福鼎大白茶’新梢芽葉SOD 活性在 0°C 低溫脅迫 24h 后較脅迫前（常溫對照組）上升 4.56% ，溫度回升到 25^°C 之后 ^48h 即 HF-25^°C 處理，其 SOD 活性繼續上升，較低溫脅迫前上升 37.51% 。信陽10號低溫脅迫24h 后SOD活性較溫脅迫前上升 4.47% ，再經過48h 常溫恢復后其活性較脅迫前上升 52.11% 。表明，低溫脅迫對‘福鼎大白茶’和信陽10 號茶樹新梢芽葉SOD 活性的影響存在差異，信陽10號受到低溫脅迫后SOD 活性升幅顯著大于‘福鼎大白茶’。

圖1低溫脅迫對茶樹新梢芽葉SOD活性的影響

#表示品種間在0.05水平上差異顯著，下同。

2.1.2 對茶樹芽葉CAT活性的影響如圖2所示， 0% 低溫脅迫 24h 后再恢復常溫（ 25°C ）處理^48h 條件下，‘福鼎大白茶’和信陽10號茶樹新梢芽葉CAT活性呈先下降后上升趨勢。‘福鼎大白茶'經過 24h 低溫處理后新梢芽葉CAT活性極顯著下降，再經 25^°C 溫度處理 ^48h 其CAT活性又上升但升幅較小，整體上表現為下降趨勢。信陽10號經過 24h 低溫處理后CAT活性下降，恢復 25^°C 處理 ^48h 后CAT活性極顯著升高，整體上表現為上升趨勢。表明，短期低溫脅迫下‘福鼎大白茶’芽葉CAT活性降幅大于信陽10號，而升至常溫后信陽10號CAT活性升幅又大于‘福鼎大白茶’。

圖2低溫脅迫對茶樹新梢芽葉CAT活性的影響

*、 ** 分別表示處理間在 0.05，0.01 水平上差異顯著，下同。

2.1.3對茶樹芽葉GSH-PX活性的影響 如圖3所示， 0^°C 低溫脅迫 24h 后再恢復常溫（ 25^°C ）處理 ^48h 條件下，‘福鼎大白茶’和信陽10號茶樹新梢芽葉GSH-PX活性的變化趨勢不一致，‘福鼎大白茶'呈現下降趨勢，信陽10號先下降后上升趨勢。

圖3低溫脅迫對茶樹新梢芽葉GSH-PX活性的影響

2.2 低溫脅迫對茶樹芽葉滲透調節物質含量的影響

2.2.1 對茶樹芽葉可溶性糖含量的影響 如圖4所示，茶樹新梢芽葉可溶性糖含量受茶樹所處環境的影響較大， 0°C 低溫脅迫后 24h ，‘福鼎大白茶和信陽10號茶樹新梢芽葉可溶性糖含量均升高，恢復 25°C 常溫后 ^48h 其可溶性糖含量仍在升高。其中， HF-25^°C 處理‘福鼎大白茶’新梢芽葉可溶性糖含量顯著高于低溫脅迫前即CW-25°C ，而信陽10號低溫脅迫下芽葉可溶性糖含量顯著高于脅迫前，恢復常溫 48h 后其可溶性糖含量極顯著高于脅迫前。低溫脅迫前后信陽10號茶樹新梢芽葉可溶性糖含量均高于‘福鼎大白茶’，兩品種新梢芽葉可溶性糖含量變化存在顯著差異。

圖4低溫脅迫對茶樹新梢芽葉可溶性糖含量的影響

2.2.2 對茶樹芽葉可溶性蛋白含量的影響如圖5所示，低溫對茶樹新梢芽葉可溶性蛋白含量的影響因品種而異。 0°C 低溫脅迫后，福鼎大白茶'新梢芽葉可溶性蛋白含量降低，升溫后即恢復為 25^°C 常溫后 ^48h 其可溶性蛋白含量仍呈下降趨勢。 0°C 低溫脅迫后，信陽10號茶樹新梢芽葉可溶性蛋白含量顯著增加，而溫度恢復到 25^°C 常溫后 ^48h 又極顯著下降。可見，低溫脅迫后‘福鼎大白茶'和信陽10號茶樹新梢芽葉可溶性蛋白含量差異達到極顯著水平，且信陽10號茶樹可溶性蛋白含量受溫度的影響更大。

2.2.3對茶樹芽葉游離脯氨酸含量的影響如圖6所示， 0°C 低溫脅迫 24h 后再恢復常溫（25C ）處理 48h 條件下，‘福鼎大白茶’和信陽10號茶樹新梢芽葉游離脯氨酸含量均呈上升趨勢。相較于常溫 （ CW-25^°C ）時茶樹， 0°C 低溫脅迫后24h ，‘福鼎大白茶’茶樹新梢芽葉游離脯氨酸含量增加 84% ，恢復常溫（ 25°C ）處理后 48h（HF- 25°C ）脯氨酸含量較常溫增加 186% ，均達到極顯著水平。 0°C 低溫脅迫后，信陽10號新梢芽葉游離脯氨酸含量增幅更大，達到 470% ，差異極顯著，恢復常溫（ 25^°C ）處理后 48h（HF-25^°C） 脯氨酸含量沒有明顯增加。還可看出，低溫脅迫前，‘福鼎大白茶’新梢芽葉脯氨酸含量高于信陽10號，低溫脅迫后兩個品種脯氨酸含量達到相似水平，而在經過 ^48h 常溫（ 25°C ）處理后，‘福鼎大白茶’新稍芽葉脯氨酸含量顯著高于信陽10號。這說明不同品種茶樹在低溫脅迫后的恢復階段其體內脯氨酸含量變化存在差異，可能的原因是兩個品種調控體內脯氨酸含量應對低溫脅迫的機制存在差異。

圖5低溫脅迫對茶樹新梢芽葉可溶性蛋白含量的影響

##表示品種間在0.01水平上差異顯著。

圖6低溫脅迫對茶樹新梢芽葉游離脯氨酸含量的影響

2.3 低溫脅迫對茶樹芽葉MDA含量的影響

如圖7所示， 0°C 低溫脅迫 24h 后再恢復常溫（ 25^°C ）處理 ^48h ，‘福鼎大白茶’和信陽10號茶樹新梢芽葉MDA含量均呈上升趨勢，但升幅有差異，福鼎大白茶’升幅整體上高于信陽10號，但差異未達顯著水平。信陽10號茶樹新梢芽葉MDA含量低溫脅迫后顯著高于低溫脅迫前。

圖7低溫脅迫對茶樹新梢芽葉MDA含量的影響

3討論

低溫脅迫導致活性氧的過度積累，引起脂質過氧化，從而對細胞膜造成損傷，影響幼苗生長，而抗氧化酶可清除活性氧，緩解低溫脅迫造成的部分氧化損傷[13]。植物自身抗寒性的強弱與其抗氧化能力有直接關聯[14]。抗寒性較強的物種在遭遇低溫時，能有效提升抗氧化酶活性，以清除體內過多的自由基，此生理過程既可有效防止膜質過氧化現象，還能顯著降低細胞內膜系統的受損程度，從而增強其在低溫環境中的生存能力[15]。本研究中， 24h 低溫 （0^°C） 脅迫后再經48h常溫（ 25^°C ）恢復條件下，‘福鼎大白茶’和信陽10號茶樹新梢芽葉SOD活性均呈現上升趨勢且 HF-25^°C 處理又有較大幅度提高。這說明經過“倒春寒”的茶樹，當氣溫恢復時其體內的SOD活性仍較高，這有利于茶樹長時間的抵抗低溫脅迫。兩個品種茶樹芽葉CAT活性均表現出先下降后上升趨勢，說明茶樹新梢遭受低溫脅迫初期，茶樹需要時間來調動CAT，從而抵抗低溫造成的傷害。林鄭和等[10]發現，茶樹遭受低溫脅迫時CAT活性有下降趨勢。這種變化趨勢可能與植物在應對低溫脅迫時的生理適應機制有關。低溫脅迫初期，植物可能還處于適應階段，CAT活性尚未充分激活；隨著脅迫時間的延長，CAT活性逐漸增強以應對氧化應激；而當脅迫持續較長時間后，植物可能通過其他途徑來適應低溫環境，導致CAT活性逐漸下降。也有研究認為，低溫脅迫下，蛋白質合成受抑，CAT因失活而大大降低[16]。

谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）是植物體內重要的抗氧化酶之一，它可以幫助植物清除由于環境脅迫產生的活性氧自由基，從而維護細胞的正常代謝和功能，其變化可以反映植物應對環境脅迫的響應和適應機制[17]。本研究中‘福鼎大白茶'和信陽10號兩個茶樹品種在低溫處理后，其GSH-PX活性表現出不同的變化趨勢：‘福鼎大白茶’低溫處理后，GSH-PX活性呈現下降趨勢，這可能意味著低溫處理對該茶樹的抗氧化系統產生了影響，導致酶活性降低；而信陽10號在經過24h 的低溫處理后，同樣出現GSH-PX活性下降的現象，但在恢復常溫（ 25^°C ）處理后 ^48h 酶活性又上升。這一變化可能表明信陽10號在經歷低溫脅迫后，其抗氧化系統具有一定的恢復能力，可以在常溫條件下逐步恢復到正常或接近正常水平。可以看出，‘福鼎大白茶’和信陽10號兩個茶樹品種在GSH-PX活性上差別較小，這可能意味著它們在抗氧化機制方面存在一定的相似性。

植物滲透調節物質與低溫脅迫之間存在密切關系。低溫脅迫下，植物會通過滲透調節來維持細胞內外滲透平衡，保護細胞膜結構的完整性，以及保持細胞的正常功能[18]。本研究中，‘福鼎大白茶'和信陽10號兩個品種茶樹在低溫脅迫下表現出不同的生理響應和適應機制。低溫脅迫后兩個品種茶樹新梢芽葉可溶性糖含量均顯著增加，這一結果與許多植物在逆境下通過積累可溶性糖來提高細胞滲透壓，從而維持細胞結構和功能的穩定性相一致[19-20]。然而，低溫脅迫后兩個品種茶樹芽葉可溶性蛋白含量表現出極顯著差異：‘福鼎大白茶'在低溫脅迫后及恢復常溫后48h芽葉可溶性蛋白含量逐漸降低，這與已有研究結果不一致[21]；而信陽10號新梢芽葉可溶性蛋白含量則呈先上升后下降趨勢，表明其在應對低溫脅迫時可能依賴于可溶性蛋白的合成和分解來維持細胞功能，這與已有研究結果一致[22-23]。游離脯氨酸作為一種重要的滲透調節物質，其積累有助于細胞保持水分平衡，增強細胞的抗逆性。本研究中，‘福鼎大白茶’和信陽10號在低溫脅迫后游離脯氨酸含量均表現出極顯著增加的趨勢，而恢復常溫后 ^48h “福鼎大白茶’新梢芽葉游離脯氨酸含量又極顯著增加，而信陽10號則未出現顯著變化。研究發現，植物在遭受低溫脅迫并隨著低溫脅迫的持續，體內游離脯基酸含量多表現出先上升后下降趨勢[22，24]。本研究所呈現象可能反映了兩個茶樹品種在低溫后的恢復過程中具有不同的生理策略，信陽10號通過體內脯氨酸響應低溫環境更加迅速。

丙二醛是細胞膜脂過氧化的產物，其含量的增加通常表明細胞受到損傷。本研究發現， 0°C 低溫脅迫 24h 后再恢復常溫（ 25^°C ）處理 48h 條件下，兩個品種茶樹新稍芽葉丙二醛含量均呈上升趨勢。‘福鼎大白茶’新梢芽葉丙二醛含量整體上高于信陽10號，這可能意味著‘福鼎大白茶’在應對低溫脅迫時受到的膜脂過氧化損傷更為嚴重。

4結論

本研究結果表明，‘福鼎大白茶’和信陽10號兩個茶樹品種在 0% 低溫脅迫 24h 后再恢復常溫（ 25°C ）處理 ^48h 條件下，表現出不同的生理響應和適應機制：‘福鼎大白茶’低溫 （0^°C） 脅迫后抗氧化酶活性較低，且丙二醛含量較高，表明其膜脂過氧化損傷較為嚴重；而信陽10號在低溫0 （0% 脅迫后抗氧化酶活性有所上升，且可溶性蛋白含量呈先上升后下降趨勢，顯示出一定的恢復能力。兩個茶樹品種在滲透調節物質積累方面也存在差異，可能與它們的抗寒性有關。總體而言，信陽10號在應對低溫脅迫時表現出更強的生理適應性和恢復能力。該研究結果有助于我們深入理解茶樹對低溫脅迫的響應和適應機制，可為茶樹的栽培管理和品種選育提供理論依據。

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