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《浙江大学》 2009年
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新梢白化茶树品种白化机理研究

杜颖颖  
【摘要】: 新梢白化茶树品种是由一类茶树特殊突变体培育而成的,它们在一定生态环境条件下生长出白化新梢或嫩叶,并具有氨基酸含量高和滋味鲜爽等品质特点,适合生产优质绿茶。新梢白化茶树品种的白化现象受环境条件影响,化学成分含量也随环境条件而产生波动,对品质控制存在困难。针对这些问题,本文通过不同温度和光照处理,研究这类茶树的新梢白化现象,并从基因表达和超微结构以及生物化学成分等方面探讨新梢白化茶树的白化机理;同时采用RAPD技术分析鉴定新梢白化茶树特有DNA分子标记。为新梢白化茶树遗传育种和高产优质栽培技术措施的制定提供科学依据。 通过不同温度和夏季强光照条件下遮荫处理,证明目前在中国有两类新梢白化茶树品种,一类是低温诱导型新梢白化茶树,另一类是强光诱导型新梢白化茶树。前者在温度低于20℃时出现新梢白化,温度高于20℃时白化叶片返绿,达到25℃时与一般绿茶品种无异。强光照诱导型新梢白化茶树在高温强光的夏季生长出黄色的白化新梢,当遮光处理时白化叶片返绿。茶叶的化学成分含量与白化程度有关,白化新梢的氨基酸含量高于普通茶树品种,而茶多酚总量低于普通茶树品种,咖啡因含量略低,水浸出物含量与常规品种相当。 以福鼎大白茶为对照,采用RAPD技术对“黄金芽”等7个新梢白化茶树品种进行分析,获得21个特异DNA分子标记。特异DNA分子标记经测序,其中S17.10、S28.15、S31.15和S36.08等4个标记的DNA序列明确,可转化为STS或SCAR的分子标记应用于相应新梢白化茶树品种的遗传鉴定。 以低温诱导型新梢白化茶树品种“小雪芽”为对象研究表明,低温抑制叶片白色体向叶绿体发育,白色体内无类囊体和基粒的堆叠,从而影响叶绿素和类胡萝卜素等色素的生物合成,进而导致叶片白化。在15℃低温条件下,叶片中编码光合作用体系相关基因(lhcb,psbA,RCA等)和类胡萝卜素生物合成相关基因(TOX,VDE)表达下调,而编码质体早期发育阶段的基因accD和编码Cytb6蛋白的petB基因则强烈表达,另一个编码质体转录阶段的基因rrn16s和编码光合作用RuBPCase小亚基基因rbcS等基因表达则不受温度变化的影响。说明低温条件不影响叶绿体的前质体发育,而是抑制从前质体向叶绿体的发育过程,使叶绿体发育不完全,叶绿素等光合作用色素生物合成受阻碍,进而产生叶片白化。 以强光照诱导型新梢白化茶树研究表明,与遮光处理相比,在强光照下叶片光合作用体系相关基因psbA、psaB、RCA、rbcL和叶黄素合成相关基因VDE表达下调,而编码质体转录阶段、与脂质合成相关的基因accD表达上调;而且叶绿体发育异常,叶绿体膜和类囊体膜系统发育不完全;光合作用色素叶绿素和参与光淬灭的叶黄素含量降低。证明强光照抑制光淬灭色素叶黄素的生物合成,使叶片容易受到光损伤,叶绿体发育受阻,叶绿素代谢失衡,产生白化,而且光合系统受损。
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