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韩国茶树育种技术

2020-10-02 10:56:15分类:茶叶种植 阅读:14

 

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选育茶树新品种的方法与措施。茶树育种技术可分常规育种与新技术育种。前者包括系统选种(即单株选种)、集团选种、混合选种、杂交育种、杂种优势利用、多倍体育种和辐射育种等;后者包括单倍体育种、高光效育种、组织培养、体细胞杂交和激光育种等。在茶树常规育种中,主要采用单株选育和杂交育种。据不完全统计,国内外90%以上的茶树新品种都是采用这两种方法育成的。

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选育茶树新品种的方法与措施。茶树育种技术可分常规育种与新技术育种。前者包括系统选种(即单株选种)、集团选种、混合选种、杂交育种、杂种优势利用、多倍体育种和辐射育种等;后者包括单倍体育种、高光效育种、组织培养、体细胞杂交和激光育种等。在茶树常规育种中,主要采用单株选育和杂交育种。据不完全统计,国内外90%以上的茶树新品种都是采用这两种方法育成的。单株选育是利用自然变异材料,即从现有茶树群体中选择优良单株,然后通过繁殖扩大数量,并保持其优良性状。早在二百余年前,福建茶农就已进行单株选种,至今许多著名的无性良种,如福鼎大白茶、政和大白茶、铁观音、水仙、毛蟹和黄金桂等都是通过单株选种育成的。杂交育种是利用基因重新组合与相互作用,使杂交后代有可能出现综合亲本优良性状或超亲本类型,即可为选择有利变异提供更多的机会。其技术要点是:①正确选择亲本;②掌握杂交技术;③加强授粉后的管理(见茶树有性杂交)。

其它育种方法,目前效果比较明显的是采用某些异常的物理、化学因素,促进遗传基础的变异,提高突变频率,国内外利用秋水仙素已诱导出茶树多倍体(见茶树多倍体育种)。1980年,福建农学院陈振光等进行茶树花药培养,第一次获得具有根、茎、叶的完整植株,为茶树单倍体育种取得重大突破。茶树辐射育种,初步研究认为,品种不同,辐射敏感性不同。大叶种的抗辐射能力比中、小叶种低得多,前者处理剂量较低(3~5千伦)。中国科学院遗传研究所综合研究结果,指出γ射线照射茶树的适宜剂量为:种子5~7千伦,实生苗4~6千伦,扦插苗0.5~1千伦。茶树高光效育种与激光育种,尚处在探索阶段。

不仅在中国,韩国的茶树种植也是有相当长的一段历史的,在茶树种植中多学习和借鉴国外的一些茶树种植技术是我们茶树种植的一项课程。

韩国茶树种植历史悠久,相传是由中国引入,茶叶多为中小叶种。韩国主产绿茶,80%的茶园是当地群体种,20%是从其他国家引进的无性系品种。宝城茶叶研究所采用系统选育的方法,已经开发了7个无性系新品种。目前,在韩国最常用的是自然选种和杂交育种两种方法,另外,在组织与器官培养、分子标记、转基因育种等方面,也取得了较大进展。现将韩国的茶产业概况、茶树种质资源、育种技术、良种繁育与推广等方面内容简要介绍如下。

1.茶文化发展概况

韩国位于皿洲朝鲜半岛南部,一年四季分明,地形多为丘陵和平原,产茶地区集中于南部地区,茶叶多为中小叶种。韩国茶文化历史悠久,传说早在公元48年的卡亚( Kaya)王朝,茶树由中国传人韩国迄今已超过2000年。韩国现存的史书里最早有关茶叶的记载是在公元828年,新罗( Silla)王朝的使者Daryum将茶籽从中国传人韩国,国王Hungduk命人将这些茶籽播种于吉日( Jiri)山下。在新罗和随后的高丽( Goryeo)王朝时期,茶与佛教相结合,种茶与饮茶之风兴盛,点茶茶道逐渐形成并流行,茶馆兴起,茶文化日益繁荣。高丽在吸收消化中国的茶文化后,开始形成了本民族特色的茶文化,这个时期是朝鲜半岛茶文化的最辉煌时期。在进入朝鲜王朝后,茶文化受到了反佛教和亲儒学政策的压迫,另外,加上过度的茶叶税收,严寒等自然灾害频发,以及来自酒和咖啡行业的竞争,茶叶发展举步维艰。近代,由于朝鲜半岛战争频繁,使得韩国的茶叶研究滞后了数十年时间。直到上世纪70年代,随着西方文化的不断涌入,韩国一批新兴茶叶企业家为茶产业的复苏奠定了基础。

韩国主产绿茶,99%以上产量均为绿茶,近年来红茶和乌龙茶也有少量生产,位于西南部的宝城( Boseong)是全国最大的茶叶生产地。韩国茶叶出口量非常小,占世界茶叶出口量的O.l%不到,几乎所有的茶叶都出口到中国。从上世纪80年代至今,短短二十几年间,韩国茶产业得到了飞速的发展,茶叶种植面积和产量均成倍增长,2009年是1985年的8-9倍,而茶农数量整整增长了60倍。表l是近十年来,韩国的茶园面积、茶叶产量和进出口量的统计表。

2.茶树种质资源收集保存和主要茶树品种

韩国对茶叶的系统研究开始于1992年,宝城地区成立了第一个茶叶研究所,主要从事茶树育种、栽培、加工等研究工作。2004年,农村振兴厅( RuralDevelopment Administration.RDA)下属的国立作物科学研究所( National Institute of Crop Science,NICS)木浦试验站( Mokpo Experiment Station,MES)成立了茶叶研究室。1988年,木浦试验站收集了700余株茶树资源,随后进行了观察,挑选出其中表现良好的个体。1994-1998年,宝城茶叶研究所收集了2300份茶树种质资源,并对性状特征进行调查,建立了茶树特征数据库。2004年,国立作物科学研究所开始了一项育种计划,旨在从全国各地收集的茶树中,选择约3000份优质的茶树种质资源。计划实施后,从国内12个产茶区共收集了16700株无性系茶树和71.5公斤茶籽,进行生物学特性调查研究。除此之外,韩国林业研究所和庆北( Kyungpook)国立大学一直致力于茶树资源收集、保护遗传多样性、遗传资源的利用等工作,并将收集到的茶树资源进行超低温冷冻保存(-196C)。

韩国本地品种相对较少,80%的茶园种植的是当地群体种,17%是从日本引进的无性系品种薮北(Yabukita),剩余3qv是来自其他国家的无性系品种。目前,宝城茶叶研究所采用系统选育的方法,已经开发了7个无性系新品种,分别是 Bohyang.Myungseon、Chamnok、Seonhyang、Mihyang、Jinhyang和Oseon。

3.茶树育种技术

在韩国,目前最常用的是两种育种方法,一种是自然选种,一种是杂交育种。自然选种是直接从茶树苗圃现存的遗传变异中进行选择;杂交育种是根据育种的目标,如高产抗病等,选择合适的亲本,有目的地去创造所需的变异。由于茶树是多年生木本植物,育种周期较长,通常需要18 ~24年,而政府近期一项育种计划是提高茶树新品种开发效率,将育种年限缩短为10-13年,计划主要从个体选择、无性繁殖、区域试种三个阶段缩短育种时间。

随着茶树育种技术的不断发展,20世纪90年代,韩国学者Park等利用茶树茎尖作为外植体,在6种不同的培养基中添加各种激素,对诱导效果进行了研究。结果表明,在MS培养基上加5VM BA(苄基氨基嘌呤)、2iP(2-异戊烯腺嘌呤)和TDZ(噻二唑苯基脲)获得最佳分化率;在MS培养基上添加30斗M IBA(吲哚乙酸),愈伤组织发芽和生根均有不错的效果。随后,Lim等人用茶树的胚,在培养基中分别加入5-20VM的细胞分裂素进行研究。结果表明,在1/2或1/4 MS培养基上加入10VM IBA,诱导效果最佳,并成功得到体细胞胚。

由于土地日益减少、环境条件恶化、人们需求提高等因素,迫切需要更快速高效的育种新方法。目前韩国的一项育种计划是利用新兴的转基因技术,培育功能性成分含量高、抗虫抗病的茶树新品种,特别是抗寒抗冻品种的开发。Lim等人用农杆菌介导法,将CLP防冻蛋白转化到到pGA748质粒后,导入到农杆菌LBA4404,对茶树体细胞胚进行侵染,用50mg/L的卡那霉素对愈伤组织进行转化筛选。用NPT-II(新霉素磷酸转移酶II)和C凹特异引物进行PCR和 Southem杂交进行检测后,证实成功获得愈伤组织的基I目转化。克服了种种再生困难后,进一步得到转基因植株。经栽培后进行-4℃冷冻12小时的抗寒试验,结果表明,转基因植株具有耐寒抗冻的特性。

上世纪末,DNA分子标记的出现,克服了形态学选种受外界环境如土壤、气候等因素的影响较大的缺点,且遗传稳定、数量丰富、鉴定快速准确,在茶树遗传育种上具有重要的应用价值。韩国在茶树分子标记辅助选择( molecular marker-assisted selection,MAS)育种这方面已取得了一些进展。科研人员利用RAPD(随机扩增多态性DNA)、AFLP(扩增片段的长度多态性)等分子标记评估不同茶树种质资源的遗传关系。Lee等(1995)利用20个引物产生的特异性 RAPD标记充分鉴别了48个韩国自生茶树和日本绿茶品种。另外,Lee和Nou( 1999)对韩国自生茶树cpDNA(叶绿体DNA)限制性片段进行了研究,cpDNA与核DNA相比,在进化上具有保守性,非编码区比编码区揭示更高的进化率,因此对cpDNA序列的比较也成为研究茶树系统分类和演化的一种有效手段。

4.茶树良种繁育与推广

在茶树幼苗阶段,由于韩国特有的气候条件,高温晒伤和严寒冻伤频发,因此,日本的隧道式扦插法在韩国并不适用。为解决这个问题,韩国开发了“密闭双层遮阳隧道状不浇水两叶扦插法”,现已在大部分地区推广运用。夏季高温时可以通过双层遮阳减轻伤害,冬季严寒聚乙烯隧道发挥保温作用保护茶苗,且隧道比温室可减少一半的费用。这种方法最佳扦插时间是在六月中下旬,插穗发根时间45-60天。

近年来,韩国政府对茶产业的发展做出了巨大努力,以提高本国竞争力。在茶树栽培管理上,规模化经营,实现茶叶采摘加工机械化;引入环保耕作的方法,加强农业基础设施建设,减少自然灾害所造成的损失;选育优质高产的茶树新品种,建立无性系良种茶园。另一方面,降低生产成本,以更低的价格提供优质的产品,确保价格上的竞争优势;实现产品多样化,以满足不同消费者的需求;同时大力发展茶文化,提高韩国绿茶的国内消费量。

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