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我国茶树抗性资源筛选及抗性育种研究进展

2021-02-23 21:06:05热度:135°C

我国树种质资源极其丰富,是创造新品种的宝贵材料。从20世纪80年代开始,我国茶树种质资源的研究系统化,并取得了重要成就与显着进展。本文对我国茶树抗性资源筛选研究进展及2000年以来茶树在抗寒、抗旱、抗病虫育种等方面的研究进展作一简要综述,报道如下。

1我国茶树抗性资源筛选研究进展

1987~1995年曾莉等开展了茶树种质资源抗病性鉴定研究。经田间和室内鉴定试验,从34份资源材料中筛选出对茶轮斑病高抗材料I份,抗性材料I1份;从30份资源材料中筛选出对茶苗根结线虫病高抗材料5份,抗性材料13份。随后,曾莉等通过笼内产卵量、田间产卵选择性和田间种群密度调查等试验,对30份资源材料进行了假眼茶小绿叶蝉抗性鉴定,依据不同年份多次笼内接虫后年平均产卵量的高低,筛选出抗性材料4份,感性材料4份。

在不同无性系茶树品种中,小绿叶蝉类群数量的动态和抗虫性的强弱存在明显的差异。据扈克明等研究:矮丰、云抗10号和云瑰具有较强的抗虫性,其次是长叶白毫、波上金台、云梅、雪芽100号和短节白毫,抗虫性弱的为景谷大白茶和云桃。两处茶地的比较表明,矮丰是抗虫性强的理想品种,景谷大白茶和云桃则是抗虫性差的茶树品种。这对无性系良种的筛选与推广,特别是对我国无性系良种茶园的建设与推广,提供了一定的科学依据。

王美玲等用茶饼病菌的担孢子悬液接种33个茶树品种(大叶种17个,中叶种16个),用离体和活体两种方法鉴定了茶树品种对茶饼病的抗性,结果表明,没有免疫的品种。各品种均不同程度的感染茶饼病,高度抗病的有槠叶齐、蜀永307等9个品种,严重感病的有台湾大叶、越南大叶等9个品种。大叶种比中叶种更感病。抗病品种表现出发病叶位高(新叶l、2叶)、潜育期长(10~14d)、发病率低(小于25%)、病情指数低(小于25)、病斑较小(小于20咖。)、病斑日均扩展直径慢(小于0.4mm/d)等特点。

调查了276份茶树品种、品系对桑白蚧的抗性。结果发现:各品种茶树上寄生的桑白蚧数量差异明显,变种间亦有差异,与中国变种相比,阿萨姆杂种内对桑白蚧抗性强的品种多,茶树品种对桑白蚧的抗性具有遗传性,其遗传性来自亲本的一方或双方。

石和芹等初步研究了26个茶树品种对茶芽粗腿象甲的抗性,茶芽粗腿象甲对26个茶树品种均能产生危害,但不同品种(系)对该虫表现有不同的抗性。抗性较强的品种有浙农12、奇曲等。在田间有8个茶树品种未受害,不是该虫不取食为害,而是由于种植该品种的地段尚未发生此虫,与茶树品种无关。建议进行茶芽祖腿象对不同茶树品种的食叶量测定,进一步了解不同茶树品种对该虫的抗性情况。

王庆森等以网室内单位叶面积产卵量、蛹壳数、田间虫口密度和世代存活率为指标,研究了黑刺粉虱对12个茶树品种的选择性。结果表明:黑刺粉虱对供试的12个茶树品种的选择性存在极显着差异,对G31、福云10号、铁观音和白鸡冠等品种的选择性较强:对丹桂、优510、优3、玉龙和九龙袍等品种的选择性较弱。以网室内单位叶面积产卵量为指标能客观反映出黑刺粉虱对茶树品种的选择性,为抗虫品种的选育与利用提供依据。这是砧、穗认同和协调的结果。

杨广容等研究表明:抗寒性不同的茶树品种秋冬季光合、呼吸强弱及变化趋势明显不同。茶树的抗寒性不仅与温度密切相关,而且与低温持续时间及来临时的天气状况密切相关。茶树寒害首先发生在叶片上,因品种不同,寒害发生的程度也有很大的差异。茶树冬季的光合作用受低温限制。何孝延对30份乌龙茶品种资源进行抗寒性鉴定,结果表明,从整体而言,福建乌龙茶品种间的抗寒性无明显差异,均表现为较抗寒类型。不同低温程度对茶树抗寒性影响显着。34份乌龙茶品种忍受的临界低温为一9~C~一l2℃。

孙仲序等经对l0地市茶区,6个气象因子作最短距离聚类分析得出,山东茶主要分布在4个生态类型区域内,从各生态类型区域茶树变异指数分析得出,茶树冻害由轻到重呈花斑式分布。经典型相关分析,各气象因子与叶片组织结构变化呈正相关性,以年降雨量和极端最低温度对茶树变异影响最大,其次是年平均温度、无霜期和日照时数,1月份年均气温对叶片结构变化影响不大。叶片结构以栅栏组织厚度对气候条件最敏感,其次是栅栏组织与海绵组织的比值、海绵组织厚度,叶片厚度和上表皮厚度与气象因子无关。孙锐等选取山东引种茶树的2个品种:抗寒性较强的劲峰和抗寒性较弱的黄早作为材料,在冰冻胁迫条件下观察细胞、组织水平的结构变化,评价冻害的影响和受冻的原因,并且探讨了细胞内各种细胞器对冻害表现出的不同稳定性。

杨亚军等研究了冷驯化和ABA对茶树抗寒力及其体内脯氨酸含量的影响,结果表明:通过冷驯化或者ABA处理,茶树经历了驯化再到脱驯化的过程,相应地茶树的抗寒力也发生了很大的变化,由驯化前的几乎为零逐渐增大,而随着脱驯化的进行又迅速恢复到驯化前的水平。低温驯化的临界温度为7℃左右,脱驯化的临界温度为9℃左右。人工低温驯化和ABA处理,茶树抗寒力的提高幅度没有自然冷驯化下的大。研究发现,冷驯化中茶树体内脯氨酸含量变化是对外界条件变化的一种综合反应,很难说明单一的脯氨酸含量与抗寒力之间的因果关系。

杨华等“采用生物膜学说为依据的电导法,经过不同低温胁迫处理对川茶群体种、平阳特早、乌牛早、云南大叶种等4个茶树品种的新梢(一芽三叶)和成熟叶片组织进行了抗寒性测定。并结合Logistic方程分别计算了各茶树品种的低温半致死温度(LT50),列出了供试品种抗寒性的相对强弱顺序为:平阳特早>乌牛早>川茶群体种>云南大叶种。

近年来,茶树育种研究工作者不断选育出抗寒性茶树品种(系),如安徽农业大学茶学系先后选育出特早生特抗寒茶树新品种”农抗早“和早生抗寒优质茶树新品系”茶农1号“。浙江大学茶叶研究所选育出早生优质抗寒茶树新品种”浙农117“。

2.2抗旱性研究进展

对水分胁迫下茶树的生理生化变化的研究发现:不同程度的土壤水分胁迫能诱导形成不同种类的芳香物质的合成,并随着水分胁迫程度的加深,其诱导的芳香物质种类也增加。水分的胁迫诱导机制应该是在适度低湿度条件和一定的时间内,才能诱导形成有效芳香物质,有可能提高茶叶香气或形成独特的茶叶香型。适度干旱胁迫有利于单枞茶香气的提高。

水分胁迫下,茶树叶片及叶绿体的光系统II(PsII)原初光能转换效率(F/F)和PsII潜在活性(F/Fo)降低。而且随着水分胁迫的加强,降低越明显。三个茶树品种对水分胁迫的响应,也存在一定的差异,表明它们的抗旱性不同,其中福鼎大白茶和黔湄809抗旱性较强,黔湄303较差。保水剂是一种新型的土壤改良剂和农业抗旱材料。

毛平生等施用法国产林木型保水剂使茶苗移栽成活率提高24%,茶树夏梢长度、树幅宽度以及百芽重均明显增加,说明施用此种保水剂有促进茶树新梢的生长速度,增加生物产量的作用,有利于加快幼龄茶树成园,达到提早投产的目的。

2.3抗病虫性研究进展

茶树的机械抗病性在于它固有的防御结构和侵染后形成的机械防御结构。茶树抗病性的生化基础包括两个方面。:先天性的生化防御和病原物诱导的代谢防御。曾莉等对云南3O份茶树种质资源品种进行了假眼茶小绿叶蝉抗性鉴定,并对筛选出的8份抗感材料进行了叶片解剖结构研究分析,结果表明,茶树资源品种的抗性与叶片叶肉厚度、上表皮细胞数、栅栏组织厚度和海绵组织厚度均呈负相关。抗性资源品种一般叶片和嫩茎上表皮细胞数量多,角质化程度较高,叶片较厚;而感性品种则正好相反。同时对8份抗感性品种的生化成分进行了初步分析,抗性品种与咖啡碱含量呈负相关,但未达显着;而与氨基酸和茶多酚含量的关系并不十分明确。王云等以福鼎大白茶作对照,选出的两个新品系天府28号和天府l1号不仅早熟、丰产、质优,而且其高适应性和高抗病虫危害性在当前茶树品种中十分少见。

根际微域环境中所发生的一切对茶树生长起着关键作用。茶树对根腐病菌的抗性是根际效应的一种表现,根表面的一些有益微生物可通过直接的或间接的作用参与茶树生理代谢而实现抗病。据初步试验,对根腐病菌的抗性可能与根皮醣的含量有关,其含量高可减缓根腐病的发生。植物抗虫基因工程的诞生,为防治害虫提供了一条崭新的途径,从而开辟了植物抗虫育种的新时代。目前,我国已有Bt基因转化获得转基因茶树的研究报导,虽未在田间推广应用,但应当相信,应用基因工程技术进行抗性育种将是21世纪茶叶科学研究的重大课题之一,具有广阔的应用前景。

3展望

我国茶树抗性资源筛选和抗性育种虽然取得了很大的进展,但由于茶树育种所需年限和难度都高于一年生作物,而且有关抗性机制和抗性遗传效应等方面的研究尚有许多难点,需要遗传学、育种学、生理学、植物保护学、分子生物学等多学科长期不懈的协作。

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