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茶籽贮藏特性的研究

2007年4月25日   王立 周明德 曾勤   摘要 茶籽贮藏特性的研究 

      对刚采收下的茶籽,进行不同方法的脱水干燥和低温、超低温(-196 ℃)处理后,用沙播法测定其发芽率。结果表明,在短期内,茶籽即使脱水至2.3%的含水率,仍能保持70%的发芽率。将茶籽干燥至8%~10%含水率,在-196 ℃液氮中贮藏2个月,其发芽率没有变化,表明利用超低温长期保存茶籽有望得到解决。从本试验脱水干燥和冷冻损伤处理结果看,茶籽的贮藏特性应归属于正常型种子。
关键词:茶籽 贮藏特性 超低温保存 脱水干燥
中图分类号:S571.1 S330.3   文献标识码:A

Study on Storage Characters of Tea Seed

Wang Li,Zeng Qin
Tea Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310008

Zhou Mingde
East Asia Office,International Plant Genetic Resource Institute,Beijiang 100081

Abstract The newly plucked tea seeds were treated with various desiccation methods,low temperature and ultra low temperature (-196℃),and then,the germination of the seeds was tested by sand culture method.Results showed that tea seeds had 70% germination rate even when the water content was lowered to 2.3%.No damage was observed to the germination of tea seeds when the water content in tea seeds were lowered to 8%—10% and kept for 2 months under -196℃.According to this investigation,tea seeds should not be classified into the recalcitrant type,as most botanists believed.Tea seeds should be classified as normal type seeds.This result will direct us to further investigate the storage technique of tea seeds.The problem for long-term storage of tea seeds will be solved.
Key words:Tea seed Storage character Ultra low temperature storage Desiccation

0 前言
  贮藏种子,是保存作物种质资源的重要方法之一。然而,茶树的种子却不易长期保存,即使贮藏得当,其发芽率也只能维持一年左右[1,2],无怪乎长期来有人把茶籽的贮藏特性列为顽拗型种子[3—5]。正因为如此,在茶树种质资源保存上国内外都采用建立资源圃或品种园的方法。这虽然比较可靠,但大量资源采用田间种植存在一些问题,不符合现代化保存种质的要求,不但用地和保存的费用高,而且极易受灾害性天气和病虫害等胁迫,达不到长期保存的要求[4,6]。因此,近年来茶树种质资源保存方法一直备受中外茶叶科学工作者的关注。中国农业科学院茶叶研究所自1991年起,就茶资源室内保存技术进行了全面的研究[6]。其中,对处理后的茶籽在液态氮(-196℃)中保存,经17个月冷藏,50粒茶籽的发芽率为60%,比贮藏起始期的发芽率76.5%下降了16.5个百分点。郭长根等[7]在超低温(-196℃)条件下,经118天贮存后的茶籽发芽率达93.3%。日本在0℃~5℃条件下密封贮藏可保存9年[8]。近年来,印度也针对大叶种茶籽的贮藏特性进行了立项研究。所有这些,都未能对茶籽贮藏特性作出结论。因此,本试验重点从茶籽的脱水伤害和对低温的敏感度等方面,研究了其贮藏特性,并进一步确立茶籽所属之类型,旨在为茶籽的长期保存技术提供依据。

1 材料和方法
1.1 材料
  茶籽采用本所无性繁殖的优良品种龙井43完全成熟的茶籽,经精选处理后备用。

1.2 处理

1.2.1 茶籽不同干燥法脱水试验
  a.室内自然晾干脱水 每处理30粒茶籽,当含水量分别达到约26%、20%、13%、8%、7%、6%时,用沙播法测其发芽率。
  b.鼓风干燥脱水 用901型名茶鼓风干燥机脱水,每处理30粒茶籽,当含水量达到约27%、25%、20%、16%、14%、9%、7%时,用沙播法测其发芽率。
  c.在干燥器内用变色硅胶脱水 每处理30粒茶子,当含水量分别达到约15%、13%、9%、8%、6%、4%、3%、2%时,用沙播法测其发芽率。

1.2.2 茶籽不同温度冷藏敏感性试验
  a.冷害温度(冰点以上)贮藏 每处理30粒茶籽,经自然晾干至不同含水量(见表2)后放入冰箱6~7℃冷藏2个月,用沙播法测其发芽率。
  b.冻害温度(冰点以下)贮藏 经自然晾干至不同含水量的茶籽,每处理30粒经低温冰柜-30~-33℃冷藏2个月后,取出用沙播法测其发芽率。
  c.超低温(-196℃)冷藏 将自然晾干至含水量8%~10%的茶籽,每处理20粒,用铝箔复合袋密封后直接投入液氮罐内冷藏,经2个月后,取出迅速投入38~40℃温水中解冻复苏,用沙播法测其发芽率。

  以上试验均重复2次。

2 结果与分析
2.1 脱水干燥对茶籽发芽率的影响
  贮藏期间的种子水分无疑是影响种子寿命强有力的主导因素。种子的变质过程随着水分的增加而愈趋严重。1973年Harington根据其研究提出了通则[9],即在0~50℃温度之间,种子的含水量每下降1%,则种子的贮藏寿命增加一倍。成熟的茶籽刚从树上采下时,含水量较高(35%~40%),在自然贮藏条件下,其含水量会逐步下降。顽拗型种子的一个显著特点是,不耐干燥,为了保持种子活力,一般含水量要求比较高,多数植物种子的含水量临界值介于12%~31%之间。低含水量会引起种子脱水损伤[5,10]。茶籽对干燥的敏感程度如何?对刚采收的种子采用自然晾干、鼓风吹干和干燥剂干燥等三种方法进行脱水试验,并用沙播法测其发芽率。连续两年的结果表明,自然晾干脱水,对其发芽率影响不明显,即使达到自然干燥的最低含水量5.69%,其发芽率仍能保持在90%(表1)。显然,这与以往报道的“茶籽含水率低于20%时,发芽率约减少一半;低于7%时,胚全部变性失去发芽率”[1]有很大不同。从两年试验看,三种脱水法,均未测得茶籽死亡的临界含水量,也就是说,茶籽死亡之临界含水量远低于一般顽拗型种子死亡的临界含水量(12%~31%)。

  鼓风干燥脱水的结果与自然晾干相似,随着脱水程度的增加,也未对茶籽发芽率造成很大损伤,其最低含水量(7.44%)种子的发芽率仍达到93%(表1)。

表1 不同方法干燥对茶籽发芽率的影响
Table1 Influence of drying methods on  the germination rate of tea seed 

燥方法
Drying methods

茶籽含水率(%)
Moisture(%)

发芽率(%)
Germination rate(%)

自然干燥
Natural

36.28(起始)
(Initial)

98.33

drying

26.22

91.67

 

20.18

96.67

13.46

91.67

8.72

98.33

7.70

90.00

5.69

90.00

鼓风干燥
Air-blast

36.28(起始)
  (Initial)

98.33

drying

27.22

90.00

 

25.08

98.33

19.66

96.61

16.62

90.00

13.79

95.00

9.34

93.33

7.44

93.33

干燥剂脱水
Dehydrator

36.28(起始)
  (Initial)

98.33

drying

15.1

98.33

 

12.8

98.33

9.9

95.00

7.8

95.00

5.7

83.10

3.9

85.00

3.0

73.30

2.3

70.00


  采用干燥剂脱水的结果如表1。从表中结果看出,随着脱水程度的增加,发芽率虽呈下降趋势,但仍不能使茶籽完全丧失生活力,即使含水量达到种子超干水平(低于5%的含水量),其发芽率还保持在70%以上,至此,仍没有找到茶籽死亡的临界含水量。一般种子含水量下降至5%以下,则不利于贮藏,尤其是茶籽,其脂肪含量较高(30%~35%),大分子的脂肪会因失去水分子保护而受损伤[9]。本试验干燥至2.3%含水量的茶籽仍能保持70%的发芽率,其原因尚待进一步研究。

  在上述三种脱水方法中,以鼓风干燥的速度最快,在短期内就能达到预期含水量,而当达到一定含水量(7%左右)后,就很难继续使其失水了。

  上述试验结果表明,茶树种子至少在短期内可以忍耐脱水干燥,至于较长期的处于较低含水量状态下是否会丧失生活力,尚待进一步研究。

2.2 不同冷藏温度对茶籽生活力的影响
  在一定限度内,种子贮藏寿命随着温度的升高而缩短。但顽拗型种子对干燥、低温都很敏感,因而也易遭受冷害和冻害。对含水量处于17%以下的茶籽,采用冰点以上、冰点以下和超低温(-196℃)冷藏处理后,结果表明(表2),茶籽对贮藏的温度也较为敏感。经自然晾干的茶籽,在冰点以上温度贮藏条件下,含水率在17%时,并未影响其发芽率,但随着茶籽含水率的再降低,其发芽率即急剧下降;在冰点以下温度贮藏时,除含水率7.7%的茶籽还保持10%的发芽率,其余两个处理均失去生活力。值得欣慰的是,40粒8.8%含水率的茶籽在-196℃液氮中冷藏60天后,仍保持与对照一样的发芽率(97.5%)。以上试验结果表明,只要控制适当的含水量,无论是冰点以上、冰点以下或-196℃下贮藏,均不会使茶籽失去或完全失去生活力。这进一步证实,茶籽不属于顽拗型种子之列。液氮超低温冷藏的结果还表明,一种利用种子长期保存茶树种质资源的方法有望得到解决。

表2 不同冷藏温度对茶籽发芽率的影响
Table 2 Influence of different cold-storage templrature on the germination rate of tea seed

处理
Treatments

茶籽含水率
moisture
(%)

发芽率
Germination
 rate
(%)

对照(起始)
Control(Initintion)

32.7

97.5

冷害:
Chilling injury:

 

 

6~7 ℃

17.1

100.0

6~7 ℃

10.0

47.5

6~7 ℃

7.7

17.5

冻害:
Freeze injury:

 

 

30~-33 ℃

17.1

0

30~-33 ℃

9.7

0

30~-33 ℃

7.7

10.0

超低温:
Ultralow temperature:

 

 

196 ℃

8.8

97.5

对照(直接沙播)
Control(Sand sowing)

8.8

97.5

作者简介:王立(1938—),男,浙江绍兴人,中国农业科学院茶叶研究所研究员,主要从事茶树栽培生理及组织培养研究。
作者单位:王立 曾勤(中国农业科学院茶叶研究所,杭州 310008)
     周明德(国际植物遗传资源研究所东亚地区办事处,北京100081)
参考文献
1 中国农业科学院茶叶研究所主编.中国茶树栽培学.上海:上海科学技术出版社,1986:169
2 浙江农业大学主编.茶树栽培学.北京:农业出版社,1979:85
3 陈叔平主编.种质资源低温保存原理和技术.北京:中国农业科技出版社,1995:35
4 马缘生主编.作物种质资源保存技术.北京:学术书刊出版社,1989:19
5 支巨振.谈谈顽拗型种子的特点和鉴别.种子世界,1987(1):14—16
6 王立,杨素娟,王玉书等.茶种质资源室内保存技术研究.茶叶科学,1996;16(1):37—42
7 郭长根,胡晋,楼锡元.茶籽的超低温(-196℃)贮藏.浙江农业大学学报,1991;17(3):243—247
8 许宁摘.日本的茶树遗传资源.茶叶文摘,1992(5):17
9 陶嘉龄,郑光华.种子活力.北京:科学出版社,1991:206—207
10 卢新雄.顽拗型种子的研究现状.种子,1992;57(1):34—36