山东茶树冰核细菌的分离、鉴定及其与霜冻害关系研究

【摘要】： 茶树原产于我国西南地区,是一种生长在温带、亚热带和热带地区的叶用作物,低温冻害是茶树经常遭遇的农业气象灾害之一。随着茶叶种植区域的北移和近年来早生品种的推广,茶树经常会受到霜冻害的影响,茶树遭受霜冻害后,一方面会影响生长势,导致茶叶减产甚至绝收,另一方面,茶叶品质会受到影响,制成的成茶滋味和香气降低。研究表明,茶树遭受霜冻危害的轻重程度除了与低温强度及其持续时间和植物抗霜冻能力强弱有关,还与茶树叶表INA细菌数量的多少有关。冰核细菌的存在能诱发和加重霜冻害的发生,冰核活性细菌(Ice nucleation active bacteria,简称冰核细菌)可在-2℃～-5℃诱发植物细胞水结冰而发生霜冻;无冰核细菌存在的植物,一般可耐受-7℃～-8℃的低温而不发生霜冻。本研究主要对山东茶树上冰核细菌的种类进行了分离和鉴定,对冰核细菌在山东茶树上的分布规律和年消长动态进行了研究,进一步对冰核细菌与茶树霜冻害的关系进行了初步探索,并对茶树上冰核细菌的防治提出了初步研究和建议。取得的研究结果如下:对山东主产茶区日照、青岛、泰安等地茶树上的冰核细菌进行了分离调查,在山东茶树上共分离到22株具冰核活性的细菌,通过16SrDNA序列分析和生理生化培养特征,鉴定山东茶树上的冰核细菌是属于泛菌属的两个种,分别为菠萝泛菌(Pantoea ananatis)和成团泛菌(Pantoea agglomerans)。其中,菠萝泛菌共分离到15株,占68.2%,成团泛菌共分离到7株,占31.8%。两个种的菌株在泰安、日照、青岛茶区的茶树上都有分布,其中以Pantoea ananatis菌为优势种。 通过对分离到的冰核细菌的冰核活性进行测定,发现山东茶树上冰核细菌的冰核活性可划分为两个等级,强冰核活性菌株(103～104/冰核)和中等冰核活性菌株(105～106/冰核)。 在茶树的不同发育部位,冰核细菌的分布密度和频率是不一样的。从初展叶上较易分离到冰核细菌,其出现频率为83.3%,而老叶则较难分离得到冰核细菌,出现频率仅有14.3%。其次,各部位冰核细菌存在的密度也不相同,可以看到,冰核细菌存在的最高密度是:初展叶(芽)﹥嫩叶﹥老叶。从不同地区冰核细菌分离情况看,青岛比泰安更容易分离到冰核细菌。 从冰核细菌年周期内分布规律看,在易发生秋霜冻和春霜冻时期,茶树上均存在较高密度的冰核细菌,在湿度大,降雨量多的春霜冻时期,茶树上冰核细菌的密度更高。 对接菌的茶树叶片和不接菌的茶树叶片的过冷却点进行了测定,无菌茶树叶片的过冷却点是-3℃,而接菌的茶树叶片结冰的平均温度是-1.4℃,比不接菌叶片提高了1.6℃,可见冰核细菌的存在明显提高了茶树叶片的过冷却点。 冰核细菌的存在,会加重茶树叶片细胞质膜的损伤,具体表现为细胞膜透性增加,相对电导率增大,SOD、POD酶活性由最初的被激活到活性下降,丙二醛含量增多。 采用室内试验和室外盆栽苗试验对防治冰核细菌的方法进行了探索,发现一些药剂能破坏茶树上冰核细菌的冰核活性物质并对具有杀灭作用,筛选到了代森锰锌和福美双两种能防治冰核细菌的药剂。