于敬亞, 莊曉麗, 郭楚嘉, 于學(xué)領(lǐng), 項(xiàng)應(yīng)萍, 徐邢燕, 郝志龍

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院/茶學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002； 2.福建省種植業(yè)技術(shù)推廣總站，福建 福州 350001)

‘金觀音’是福建省加工烏龍茶的特色優(yōu)良茶樹(shù)品種。光是植物生長(zhǎng)的重要環(huán)境因子，與水、溫度和營(yíng)養(yǎng)等因素共同作用而影響植物的生長(zhǎng)與內(nèi)含物質(zhì)。所謂的“高山云霧出好茶”，其中的“高山云霧”指高海拔地區(qū)因多云霧而產(chǎn)生較多的藍(lán)紫色漫射光，藍(lán)紫光對(duì)氮代謝影響較大，與茶葉中氨基酸、維生素和香氣成分等含氮化合物的形成有直接關(guān)系[1]。可見(jiàn)茶樹(shù)生長(zhǎng)對(duì)光質(zhì)有一定的要求，不同光質(zhì)對(duì)茶葉品質(zhì)形成以及生長(zhǎng)具有不同的作用。目前國(guó)內(nèi)有關(guān)光對(duì)茶樹(shù)栽培影響的研究，主要涉及光質(zhì)對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)及有關(guān)品質(zhì)成分的影響。單色光處理對(duì)茶樹(shù)高度、分枝數(shù)量、開(kāi)花數(shù)量及抽芽量的影響已有研究[2]。郝亞利[3]采用代謝譜分析方法分析了不同光質(zhì)對(duì)茶鮮葉茶氨酸、兒茶素和咖啡堿含量的影響，得出綠光和藍(lán)光處理下兒茶素、咖啡堿含量增加。王加真等[4]研究了紅藍(lán)光夜間補(bǔ)光對(duì)春茶產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，認(rèn)為早春用紅藍(lán)光質(zhì)比為0.81的LED燈補(bǔ)光，可提高光合效率，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。在其他作物的光質(zhì)研究中，劉亞男等[5]研究表明，LED藍(lán)光可顯著降低蕹菜白銹病發(fā)病率；楊玉凱等[6]認(rèn)為，番茄夜間補(bǔ)光的最佳光質(zhì)為8∶1的LED紅藍(lán)光組合；張清華等[7]研究表明，LED紅光照射有利于西瓜幼苗生長(zhǎng)；彭亮等[8]研究表明，紅光促進(jìn)遠(yuǎn)志根的生長(zhǎng)。但不同光質(zhì)夜間補(bǔ)光對(duì)茶樹(shù)內(nèi)源多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)活性及相關(guān)保護(hù)酶活性的影響研究較少。

PPO是茶葉加工中重要的內(nèi)源酶，茶葉品質(zhì)的好壞與加工中PPO所引起的一系列化學(xué)反應(yīng)密切相關(guān)。烏龍茶和紅茶加工充分利用了PPO等相關(guān)酶的催化反應(yīng)，從而形成烏龍茶和紅茶特有的風(fēng)味品質(zhì)[9-10]。因此，在栽培過(guò)程中提高茶葉內(nèi)源PPO活性，對(duì)茶葉后續(xù)加工及品質(zhì)形成有重要的實(shí)踐意義。楊偉波等[11]認(rèn)為，在一定光照強(qiáng)度下義安茶苗生長(zhǎng)良好，光強(qiáng)不宜過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱。當(dāng)光照對(duì)植物產(chǎn)生脅迫影響時(shí)，其體內(nèi)活性氧含量提高，通過(guò)氧化應(yīng)激損傷細(xì)胞大分子，從而引起蛋白質(zhì)損傷、DNA 突變以及脂質(zhì)過(guò)氧化等一系列有害生化反應(yīng)[8,12]。而保護(hù)酶系中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)能把活性氧轉(zhuǎn)化為H2O2，再被過(guò)氧化物酶(peroxidase, POD)轉(zhuǎn)化為無(wú)害的水，從而達(dá)到清除細(xì)胞內(nèi)氧自由基、保護(hù)細(xì)胞的目的，保護(hù)酶活性的高低代表植物抵抗外界脅迫與清除體內(nèi)自由基等有害物質(zhì)的能力[12]。因此，本試驗(yàn)以3年生砂培‘金觀音’茶樹(shù)為材料，通過(guò)不同光質(zhì)夜間間歇補(bǔ)光處理，研究不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)茶樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中PPO、SOD和POD活性的影響，以期為茶樹(shù)設(shè)施栽培中的光質(zhì)調(diào)控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)選用砂培3年生‘金觀音’茶樹(shù),每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致、有代表性的6盆茶樹(shù)。設(shè)置以下補(bǔ)光處理：①自然光照(CK，不做任何補(bǔ)光處理)；②熒光燈白光；③熒光燈紅光；④熒光燈藍(lán)光；⑤LED燈(紅光∶藍(lán)光=1∶1)；⑥高壓鈉燈，各補(bǔ)光光源光照強(qiáng)度為100 lx。補(bǔ)光時(shí)間為19：00到22：00、凌晨4：00到7：00，其他時(shí)間同自然光照。分別在處理3、6、9 d時(shí)隨機(jī)取樣，每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)相近的成熟嫩葉7片，用蒸餾水洗凈擦干，除去葉脈后剪碎混勻，進(jìn)行酶活性的測(cè)定。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

PPO活性測(cè)定參考張正竹[13]的方法；SOD活性測(cè)定采用NBT法；POD活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法，具體參考黃意歡[14]的方法進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)PPO活性的影響

在烏龍茶加工中，PPO能夠氧化多酚類(lèi)化合物，減少具有苦澀味的酯型兒茶素在茶湯中的含量，還能促使兒茶素氧化形成茶黃素和茶紅素等影響茶湯顏色[9]，因此對(duì)烏龍茶加工具有重要作用。不同光質(zhì)補(bǔ)光處理對(duì)‘金觀音’葉片PPO活性的影響見(jiàn)圖1。第3天，僅鈉燈補(bǔ)光處理PPO活性顯著低于CK，其余光質(zhì)補(bǔ)光處理與CK無(wú)顯著差異。第6天，各光質(zhì)補(bǔ)光處理均顯著高于CK，且各光質(zhì)補(bǔ)光處理間無(wú)顯著差異，其中鈉燈補(bǔ)光處理活性最高，比CK高24.6%。第9天，白燈、鈉燈補(bǔ)光處理顯著高于CK，其中鈉燈補(bǔ)光處理活性最高，比CK高17.3%。綜合來(lái)看，各光質(zhì)補(bǔ)光處理第6天均能顯著提高PPO活性；白燈補(bǔ)光處理后期(第9天)PPO活性顯著提高；鈉燈補(bǔ)光處理前期抑制PPO活性，隨著補(bǔ)光時(shí)間的延長(zhǎng)PPO活性反而升高。

圖1 不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)‘金觀音’PPO活性的影響Figure 1 Effect of different supplementary lights on PPO activity in ‘Jinguanyin’ tea leaves

2.2 不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)SOD活性的影響

SOD能夠清除植物體內(nèi)有害的過(guò)氧化物，從而保護(hù)植物正常生長(zhǎng)[13]。不同光質(zhì)補(bǔ)光處理對(duì)‘金觀音’葉片SOD活性的影響見(jiàn)圖2。第3、6天各光質(zhì)補(bǔ)光處理SOD活性均低于CK，第3天除藍(lán)燈外其他補(bǔ)光處理均顯著低于CK，第6天除紅燈和鈉燈外其他補(bǔ)光處理均顯著低于CK。第9天，各光質(zhì)補(bǔ)光處理均顯著高于CK。綜合來(lái)看，短時(shí)間(6 d內(nèi))補(bǔ)光處理未對(duì)‘金觀音’產(chǎn)生脅迫影響，而長(zhǎng)時(shí)間(9 d)則對(duì)其構(gòu)成脅迫。

2.3 不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)POD活性的影響

受到脅迫時(shí)，POD能夠清除對(duì)植物有害的物質(zhì)，對(duì)植物生長(zhǎng)起保護(hù)作用[8]。不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)‘金觀音’POD活性的影響見(jiàn)圖3。第3天，LED、鈉燈補(bǔ)光處理POD活性顯著高于CK。第6天，藍(lán)燈、鈉燈、LED燈補(bǔ)光處理POD活性分別比CK低66.9%、74.8%、71.3%，差異達(dá)顯著水平。而第9天，藍(lán)燈、鈉燈、LED燈補(bǔ)光處理顯著高于CK。白燈與紅燈補(bǔ)光處理第3、6、9天與CK均無(wú)顯著差異。綜合來(lái)看，白燈、紅燈補(bǔ)光處理對(duì)POD活性影響不大；鈉燈、LED燈補(bǔ)光處理與CK相比，對(duì)POD活性影響呈現(xiàn)“高—低—高”的變化趨勢(shì)。

圖2 不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)‘金觀音’SOD活性的影響Figure 2 Effect of different supplementary lights on SOD activity in ‘Jinguanyin’ tea leaves

圖3 不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)‘金觀音’POD活性的影響Figure 3 Effect of different supplementary lights on POD activity in ‘Jinguanyin’ tea leaves

3 小結(jié)

在各光質(zhì)補(bǔ)光處理中，鈉燈補(bǔ)光處理第6天能顯著提高PPO活性，比CK高24.6%，說(shuō)明利用不同光質(zhì)補(bǔ)光調(diào)控‘金觀音’茶樹(shù)PPO活性具有一定的可行性。而保護(hù)酶中，鈉燈補(bǔ)光處理第6天的SOD活性與CK無(wú)顯著差異，POD活性最低；鈉燈和LED燈補(bǔ)光過(guò)程中POD活性與CK相比呈現(xiàn)為“高—低—高”的變化趨勢(shì)，這與多油辣木幼苗在干旱脅迫下POD活性變化趨勢(shì)相一致[15]。說(shuō)明‘金觀音’在LED燈和鈉燈補(bǔ)光處理初期受到光照脅迫導(dǎo)致體內(nèi)POD活性有所升高，從而保護(hù)植物，第6天適應(yīng)這種補(bǔ)光模式后，脅迫效應(yīng)則消失。

綜上所述，對(duì)‘金觀音’進(jìn)行連續(xù)6 d的鈉燈補(bǔ)光處理，不僅未破壞其保護(hù)酶SOD、POD平衡系統(tǒng)而造成脅迫，還能顯著提高其PPO活性，有利于后期加工充分利用PPO活性提高品質(zhì)。這種采摘前的短時(shí)補(bǔ)光處理為提高茶樹(shù)內(nèi)源PPO活性，進(jìn)而提高烏龍茶和紅茶加工品質(zhì)提供一定的參考依據(jù)。后續(xù)可結(jié)合不同光質(zhì)組合、光照強(qiáng)度和補(bǔ)光時(shí)間，深入研究不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)‘金觀音’茶樹(shù)體內(nèi)代謝物的影響，以期為茶樹(shù)采前促進(jìn)生長(zhǎng)、提高品質(zhì)的光調(diào)控技術(shù)提供依據(jù)。