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摘要：为了分析不同茶树对Cu胁迫的生理响应及组织亚细胞Cu分布特性，采用水培法，探讨铁观音、肉桂2种茶树在不同浓度Cu胁迫下，茶树根部、叶部生理响应及其亚细胞Cu分布特征，以期为重金属对茶树毒害机制和茶树对重金属的自我防御研究提供理论依据。结果表明，随着Cu胁迫浓度的增加，茶树根部、叶部SOD、POD、CAT活性呈现下降趋势，且肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音。相同浓度Cu胁迫下2种茶树不同组织亚细胞中的Cu含量根部大于叶片。正常条件下，2种茶树根部、叶部亚细胞组分中细胞器的Cu含量最高，当胁迫Cu浓度>0 mg/L、≤40 mg/L 时，细胞溶质Cu含量最高，当胁迫Cu浓度>40 mg/L时，细胞壁Cu含量最高。Cu胁迫下，铁观音主要采取提高细胞溶质和细胞器中Cu离子含量来降低Cu离子毒害，而肉桂主要以提高细胞壁中Cu离子的结合率来降低Cu离子毒害，可见不同的茶树在Cu胁迫下所表现的解毒模式存在着一定差异。
关键词：茶树；铜胁迫；生理特性；亚细胞；分布特征
中图分类号： X503.235；S571.101 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2016）11-0219-05
铜（Cu）是植物体内多酚氧化酶、细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等多种酶类组成成分之一，是植物生长所需的微量元素[1]。然而，当外界环境存在较大量的Cu时，植物根系吸收Cu离子后，在植物体内转运，分布并积累于不同的部位，进而导致植物摄入过量Cu，生长受阻[2-3]。
众多学者开展了大量研究，探讨重金属胁迫对植物生长的影响，并普遍认为高剂量重金属对植物生长产生一定的毒害作用[4-6]。植物吸收的重金属离子进入植物组织细胞，对植物细胞产生直接性的毒害，是影响植物生长的关键，不同的植物细胞中重金属分布特征存在着一定的差异[7-8]。例如，锰在对商陆产生胁迫时，其主要分布在商陆叶片的细胞质可溶性部分，细胞壁次之，细胞器最少[9]。番茄在铜胁迫下，主要以提高细胞壁和细胞溶质中的铜含量来降低铜离子毒害[10]。在铅、镉胁迫下，萱草对铅的解毒方式主要采用提高细胞溶质铅含量的方法降低毒性，而对于镉则以提高细胞壁中镉含量的方法降低毒性[11]。可见，植物在吸收过量重金属离子后，通过自身特有的生理机制对过量重金属进行转化降低毒性以达到抵抗重金属胁迫的效果。
近年来，茶叶经济效益提升，为了有效保证茶叶的产量，茶园中含金属的化肥、农药、有机肥等大量施用，一方面导致茶园土壤重金属含量增加，另一方面引起茶树体内重金属元素积累量提升[12-14]。长期以来众多学者主要集中探讨茶叶成品加工后重金属的溶出率、重金属对茶树生长的影响，茶树重金属的累积特性等[15-17]，而对于茶树受到重金属胁迫后，金属离子在茶树体内的积累及形态变化未作深入的研究。本研究以福建著名的茶树品种铁观音、肉桂为研究对象，探讨不同浓度Cu胁迫下，2种茶树响应Cu胁迫的生理特性及其亚细胞Cu分布特征，以期为研究重金属对茶树毒害机制和茶树对重金属的自我防御提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
福建安溪铁观音1年生无性系茶苗，茶苗高度35 cm左右，主茎直径约4.2 mm；福建武夷山1年生无性系茶苗，茶苗高度33 cm左右，主茎直径4.1 mm。
试验采用水培法，将茶苗置于预培养液中培养直至恢复正常生长；恢复生长后的茶苗移至含有不同浓度Cu离子的溶液中进行Cu胁迫；胁迫结束后收集水培茶树的新根和1芽2叶，一部分用于测定茶树根、叶组织生理指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性），另一部分用于测定茶树不同组织亚细胞Cu含量。
1.2 茶苗的预培养
茶苗水培营养液配方[18]为：NH4 30 mg/L、NO3-10 mg/L、PO43- 32 mg/L、K 39 mg/L、Mg2 24 mg/L、Al3 0.1 mg/L，pH值为5.5。
将取回的茶苗用自来水淋洗清洁植株，清洗完成后用蒸馏水冲洗植株5次，洗净后的茶苗定植于装有3 L蒸馏水的黑色塑料盆中（容量5 L），每盆定植8株（每种茶树30盆），培养7 d后，将蒸馏水倒净，添加3 L营养液进行恢复培养，培养时间30 d。培养条件为：采用微型气泵连续供气，每隔3 h，停止供气1 h，每天傍晚18：00左右补充水培液至3 L，每7 d更换1次培养液，培养室温度23～25 ℃，空气湿度70%～75%，光照度2 000 lx，光照时间10 h（08：00—18：00），预培养时间30 d[19]。预培养结束后，取出茶苗，用蒸馏水反复冲洗茶苗植株，特别是根系位置，除去杂质和根系所带营养液、无机离子，冲洗后的茶苗置于含Cu溶液中进行Cu胁迫处理。
1.3 茶苗Cu盐溶液培养
选择预培养后长势较为一致的茶苗按上述水培条件进行Cu盐水溶液试验，培养液中不添加营养成分。水培液中的Cu盐质量浓度设定为40、80、120 mg/L，以未添加Cu盐设为对照（0 mg/L），每个处理设置6个重复，每种茶树24盆，处理时间30 d。处理结束后，取不同处理下茶樹的根及1芽2叶用于茶树根、叶组织生理指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）和茶树不同组织亚细胞Cu含量的测定。
1.4 茶苗组织生理指标测定
取0.5 g茶树根或叶，加入5 mL预冷提取液（含pH值7.0、浓度为50 mmol/L的磷酸缓冲液和1% PVP），于冰浴条件下研磨匀浆，匀浆离心10 min，转速为12 000 g，上清液用于SOD、CAT及POD活性测定。参照张志良等的方法[20]，SOD、POD活性采用分光光度法测定，CAT活性采用碘量法进行。
1.5 茶苗组织亚细胞结构分离 参照Wang等的方法[7]对茶苗组织亚细胞结构进行分离。取洗净后茶苗的新鲜根或叶1 g，用8 mL预冷的提取液进行研磨，研磨后用10 mL提取液对研钵进行荡洗并全部转移到50 mL的离心管中。调节预冷至4 ℃的高速冷冻离心机转速，于300 g离心1 min，收集下部沉淀即为细胞壁组分；上清液继续于离心机中20 000 g离心45 min，收集下部沉淀即为细胞器组分，剩余上清液即为细胞溶质部分。
提取液的组分及浓度：蔗糖0.25 mol/L，顺丁烯二酸盐缓冲液50 mmol/L（pH值7.8），氯化镁1 mmol/L，半胱氨酸 10 mmol/L。
1.6 茶苗组织亚细胞组分Cu含量测定
参照赵先明等的方法[19]，将分离后的亚细胞组分移入150 mL聚四氟乙烯烧杯中，置于电热板上蒸发至近干，加入浓硝酸和高氯酸混合液（体积比5 ∶1）25 mL，盖上表面皿浸泡过夜。次日于电热板上加热消解，消解温度为160 ℃，消解至消化液呈淡黄色或无色、体积为1～2 mL为止。冷却后，用少量蒸馏水多次洗涤烧杯，合并洗涤液并转入50 mL的容量瓶中，定容，混匀过滤，待测，每个样品设置3个重复，同时以试剂空白作为对照。采用原子吸收分光光度法测定。
1.7 数据处理与分析
试验数据分析过程中的方差、显著性分析以及百分比含量换算均使用Excel软件和SPSS软件进行。
2 结果与分析
2.1 Cu胁迫下不同茶树生理响应分析
Cu胁迫下，不同茶树根部、叶部SOD、POD、CAT活性分析结果（图1）表明，隨着Cu浓度的增加，2种茶树根部、叶部SOD、POD、CAT活性呈现下降趋势。与对照相比，高浓度Cu（120 mg/L）胁迫下，铁观音的根部SOD、POD、CAT活性下降率分别为44.48%、41.56%、45.41%，肉桂则分别为 31.93%、35.71%、32.57%；叶部SOD、POD、CAT活性下降率，铁观音分别为41.85%、30.15%、33.77%，肉桂则分别为30.56%、23.05%、24.47%。
可见，Cu胁迫下，茶树的生理特性受到影响，表现为SOD、POD、CAT活性下降，而不同的茶树品种，肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音，表现为相同浓度Cu胁迫下，肉桂生理指标的下降率小，受Cu毒害的程度低。
2.2 Cu胁迫下不同茶树组织亚细胞Cu含量分析
不同茶树组织亚细胞Cu含量分析结果（图2）表明，Cu胁迫下，随着Cu浓度的升高，不同茶树组织亚细胞中的Cu含量呈现上升趋势。不同茶树品种在相同浓度Cu胁迫下，其根、叶组织亚细胞中Cu含量差异不显著，但同一茶树品种在Cu胁迫下，其根、叶组织亚细胞中Cu含量存在明显的区别，表现为在相同浓度Cu胁迫下铁观音、肉桂不同组织亚细胞中的Cu含量根部大于叶片。可见，Cu胁迫下，2种茶树不同组织亚细胞Cu元素累积特性相似，而同一茶树不同组织亚细胞对Cu元素的积累存在一定的差异。
2.3 Cu胁迫下不同茶树组织中Cu的亚细胞分布分析
由表1、表2可看出，随着Cu胁迫浓度的升高，不同茶树组织亚细胞中Cu含量呈现上升趋势。不同浓度Cu胁迫下，茶树亚细胞Cu含量分析结果表明，正常条件下，2种茶树根部、叶部亚细胞中的Cu含量，细胞器>细胞溶质>细胞壁，当胁迫Cu浓度>0 mg/L、≤40 mg/L时，2种茶树根部、叶部亚细胞中的Cu含量，细胞溶质>细胞器>细胞壁，当胁迫Cu浓度>40 mg/L时，则表现为细胞壁>细胞溶质>细胞器。
可见，随着Cu胁迫浓度的增加，2种茶树组织亚细胞中Cu含量呈现上升趋势，组织亚细胞中细胞壁、细胞溶质、细胞器之间的Cu积累量大小变化趋势与胁迫Cu浓度的高低有关。
2.4 Cu胁迫下不同茶树组织亚细胞中Cu含量百分比分析
茶树根部亚细胞Cu含量百分比分析结果（图3）表明，随着Cu浓度的增加（0～120 mg/L），2种茶树根部亚细胞中的细胞壁Cu含量百分比呈上升趋势，表现为铁观音的变化范围在21.32%～45.53%，肉桂为19.54%～56.41%；而细胞器、细胞溶质的Cu含量百分比呈下降趋势，表现为铁观音的变化范围分别在21.16%～39.57%、33.31%～39.11%，肉桂的变化范围则分别为15.83%～38.87%、27.76%～41.59%。
茶树叶部亚细胞Cu含量百分比分析结果（图4）表明，随着Cu浓度的增加（0～120 mg/L），2种茶树叶部亚细胞中的细胞壁Cu含量百分比呈上升趋势，表现为铁观音的变化范围在20.53%～41.16%，肉桂为21.18%～56.26%；而细胞器、细胞溶质的Cu含量百分比呈下降趋势，表现为铁观音的变化范围分别在26.72%～42.35%、32.12%～37.12%，肉桂的变化范围则分别为18.43%～41.26%、25.31%～37.56%。
可见，Cu胁迫下，不同茶树品种在Cu毒害下的解毒模式存在差异，表现在不同亚细胞组分中的Cu含量百分比存在显著差异。
3 结论与讨论
Cu是植物生长所需的微量元素之一。植物对Cu离子的吸收是一种主动吸收的过程，植物根系吸收Cu离子后，在植物体内转运，分布并积累于不同的部位[21]。然而，金属离子的过量摄入极易导致植物体的机能受到破坏，进而影响植物的产量和品质[22-26]。本研究结果表明，Cu胁迫下，随着Cu浓度的升高，2种茶树根部、叶部的SOD、POD、CAT活性呈现下降趋势，但不同的茶树品种对Cu胁迫的耐受性不同，肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音，表现为相同浓度Cu胁迫下，肉桂生理指标的下降率小，受Cu毒害的程度低。
据报道，重金属胁迫下，植物吸收过量金属离子后，在金属离子的毒害下，植物细胞内的离子和有机物外渗，导致外界的有毒物质大量进入，植物体内的一系列生理生化过程失去平衡，植物的生长发育受到影响[27]。本研究结果表明，不同茶树组织亚细胞Cu元素累积特性相似，即2种茶树亚细胞Cu元素含量不存在显著差异。本研究进一步分析Cu胁迫下不同茶树组织亚细胞组分Cu含量，结果表明，正常条件下，2种茶树根部、叶部亚细胞组分中细胞器的Cu含量最高，当胁迫Cu浓度>0 mg/L、≤40 mg/L时，细胞溶质Cu含量最高，当胁迫Cu浓度>40 mg/L时，细胞壁Cu含量最高。Cu是植物生长所需的微量元素，是植物体内多酚氧化酶、细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等多种酶类组成成分之一[1]。可见，在正常条件下，茶树吸收外界的Cu离子主要用于细胞器中相关酶的结合，实现酶活性的高效表达。当Cu胁迫浓度增加后，Cu离子进入茶树细胞并在植物细胞内大量积累，对茶树的生长产生影响，进入茶树细胞的Cu离子在细胞溶质内有机酸或蛋白质的络合下转变为惰性态Cu[10]。然而，在高浓度Cu胁迫下，细胞溶质无法有效转化进入茶树细胞内的Cu离子，茶树细胞启动外层细胞壁对Cu离子进行阻隔，降低毒性。细胞壁是金属离子进入植物细胞的首道屏障，细胞壁上含有大量的纤维素、木质素、果胶、蛋白质等组分可结合Cu离子阻碍其进入细胞内，同时细胞壁上的负电荷有利于吸附Cu离子，阻止Cu离子进入细胞[28]。可见，不同浓度Cu胁迫下，植物采取的解毒策略不同。 此外，不同茶树组织亚细胞中Cu含量百分比分析结果表明，Cu胁迫下，不同茶树品种在Cu毒害下的解毒模式存在差异，肉桂主要以提高细胞壁中Cu离子的结合率来降低Cu离子毒害，表现为在高浓度Cu（120 mg/L）胁迫下，肉桂的根部细胞壁Cu含量百分比为56.41%，叶部则为56.26%，而铁观音根部为45.53%，叶部为41.16%。铁观音在Cu离子毒害下主要采取提高细胞溶质和细胞器中Cu离子含量来降低Cu离子毒害，表现为在高浓度Cu（120 mg/L）胁迫下，铁观音根部亚细胞组分—细胞器、细胞溶质Cu含量百分比为21.16%、33.31%，肉桂则分别为15.83%、27.76%；而叶部，铁观音细胞器、细胞溶质Cu含量百分比为26.72%、32.12%，肉桂则分别为18.43%、25.31%。据报道，金属离子的过量摄入极易导致植物体的机能受到破坏，植物体的光合作用及呼吸作用受到抑制，叶绿体及线粒体受到破坏。上述研究也证实，铁观音在相同浓度Cu胁迫下，受Cu毒害的程度高于肉桂，这是二者在Cu离子毒害下所采取策略不同所引起的[22-23]。
综上所述，Cu胁迫下，随着胁迫Cu浓度的升高，肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音；2种茶树不同组织亚细胞的Cu含量呈现上升趋势，但同一组织亚细胞不同组分之间存在显著差异；Cu胁迫下，铁观音主要采取提高细胞溶質和细胞器中Cu离子含量来降低Cu离子毒害，而肉桂主要以提高细胞壁中Cu离子的结合率来降低Cu离子毒害。可见，不同的茶树在Cu胁迫下所表现的解毒模式存在着一定差异。然而，Cu胁迫下，不同茶树相应Cu离子毒害的分子生理机制是否存在一定的差异及其变化模式，还有待于进一步深入研究。
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关键词：茶树；铜胁迫；生理特性；亚细胞；分布特征
中图分类号： X503.235；S571.101 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2016）11-0219-05
铜（Cu）是植物体内多酚氧化酶、细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等多种酶类组成成分之一，是植物生长所需的微量元素[1]。然而，当外界环境存在较大量的Cu时，植物根系吸收Cu离子后，在植物体内转运，分布并积累于不同的部位，进而导致植物摄入过量Cu，生长受阻[2-3]。
众多学者开展了大量研究，探讨重金属胁迫对植物生长的影响，并普遍认为高剂量重金属对植物生长产生一定的毒害作用[4-6]。植物吸收的重金属离子进入植物组织细胞，对植物细胞产生直接性的毒害，是影响植物生长的关键，不同的植物细胞中重金属分布特征存在着一定的差异[7-8]。例如，锰在对商陆产生胁迫时，其主要分布在商陆叶片的细胞质可溶性部分，细胞壁次之，细胞器最少[9]。番茄在铜胁迫下，主要以提高细胞壁和细胞溶质中的铜含量来降低铜离子毒害[10]。在铅、镉胁迫下，萱草对铅的解毒方式主要采用提高细胞溶质铅含量的方法降低毒性，而对于镉则以提高细胞壁中镉含量的方法降低毒性[11]。可见，植物在吸收过量重金属离子后，通过自身特有的生理机制对过量重金属进行转化降低毒性以达到抵抗重金属胁迫的效果。
近年来，茶叶经济效益提升，为了有效保证茶叶的产量，茶园中含金属的化肥、农药、有机肥等大量施用，一方面导致茶园土壤重金属含量增加，另一方面引起茶树体内重金属元素积累量提升[12-14]。长期以来众多学者主要集中探讨茶叶成品加工后重金属的溶出率、重金属对茶树生长的影响，茶树重金属的累积特性等[15-17]，而对于茶树受到重金属胁迫后，金属离子在茶树体内的积累及形态变化未作深入的研究。本研究以福建著名的茶树品种铁观音、肉桂为研究对象，探讨不同浓度Cu胁迫下，2种茶树响应Cu胁迫的生理特性及其亚细胞Cu分布特征，以期为研究重金属对茶树毒害机制和茶树对重金属的自我防御提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
福建安溪铁观音1年生无性系茶苗，茶苗高度35 cm左右，主茎直径约4.2 mm；福建武夷山1年生无性系茶苗，茶苗高度33 cm左右，主茎直径4.1 mm。
试验采用水培法，将茶苗置于预培养液中培养直至恢复正常生长；恢复生长后的茶苗移至含有不同浓度Cu离子的溶液中进行Cu胁迫；胁迫结束后收集水培茶树的新根和1芽2叶，一部分用于测定茶树根、叶组织生理指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性），另一部分用于测定茶树不同组织亚细胞Cu含量。
1.2 茶苗的预培养
茶苗水培营养液配方[18]为：NH4 30 mg/L、NO3-10 mg/L、PO43- 32 mg/L、K 39 mg/L、Mg2 24 mg/L、Al3 0.1 mg/L，pH值为5.5。
将取回的茶苗用自来水淋洗清洁植株，清洗完成后用蒸馏水冲洗植株5次，洗净后的茶苗定植于装有3 L蒸馏水的黑色塑料盆中（容量5 L），每盆定植8株（每种茶树30盆），培养7 d后，将蒸馏水倒净，添加3 L营养液进行恢复培养，培养时间30 d。培养条件为：采用微型气泵连续供气，每隔3 h，停止供气1 h，每天傍晚18：00左右补充水培液至3 L，每7 d更换1次培养液，培养室温度23～25 ℃，空气湿度70%～75%，光照度2 000 lx，光照时间10 h（08：00—18：00），预培养时间30 d[19]。预培养结束后，取出茶苗，用蒸馏水反复冲洗茶苗植株，特别是根系位置，除去杂质和根系所带营养液、无机离子，冲洗后的茶苗置于含Cu溶液中进行Cu胁迫处理。
1.3 茶苗Cu盐溶液培养
选择预培养后长势较为一致的茶苗按上述水培条件进行Cu盐水溶液试验，培养液中不添加营养成分。水培液中的Cu盐质量浓度设定为40、80、120 mg/L，以未添加Cu盐设为对照（0 mg/L），每个处理设置6个重复，每种茶树24盆，处理时间30 d。处理结束后，取不同处理下茶樹的根及1芽2叶用于茶树根、叶组织生理指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）和茶树不同组织亚细胞Cu含量的测定。
1.4 茶苗组织生理指标测定
取0.5 g茶树根或叶，加入5 mL预冷提取液（含pH值7.0、浓度为50 mmol/L的磷酸缓冲液和1% PVP），于冰浴条件下研磨匀浆，匀浆离心10 min，转速为12 000 g，上清液用于SOD、CAT及POD活性测定。参照张志良等的方法[20]，SOD、POD活性采用分光光度法测定，CAT活性采用碘量法进行。
1.5 茶苗组织亚细胞结构分离 参照Wang等的方法[7]对茶苗组织亚细胞结构进行分离。取洗净后茶苗的新鲜根或叶1 g，用8 mL预冷的提取液进行研磨，研磨后用10 mL提取液对研钵进行荡洗并全部转移到50 mL的离心管中。调节预冷至4 ℃的高速冷冻离心机转速，于300 g离心1 min，收集下部沉淀即为细胞壁组分；上清液继续于离心机中20 000 g离心45 min，收集下部沉淀即为细胞器组分，剩余上清液即为细胞溶质部分。
提取液的组分及浓度：蔗糖0.25 mol/L，顺丁烯二酸盐缓冲液50 mmol/L（pH值7.8），氯化镁1 mmol/L，半胱氨酸 10 mmol/L。
1.6 茶苗组织亚细胞组分Cu含量测定
参照赵先明等的方法[19]，将分离后的亚细胞组分移入150 mL聚四氟乙烯烧杯中，置于电热板上蒸发至近干，加入浓硝酸和高氯酸混合液（体积比5 ∶1）25 mL，盖上表面皿浸泡过夜。次日于电热板上加热消解，消解温度为160 ℃，消解至消化液呈淡黄色或无色、体积为1～2 mL为止。冷却后，用少量蒸馏水多次洗涤烧杯，合并洗涤液并转入50 mL的容量瓶中，定容，混匀过滤，待测，每个样品设置3个重复，同时以试剂空白作为对照。采用原子吸收分光光度法测定。
1.7 数据处理与分析
试验数据分析过程中的方差、显著性分析以及百分比含量换算均使用Excel软件和SPSS软件进行。
2 结果与分析
2.1 Cu胁迫下不同茶树生理响应分析
Cu胁迫下，不同茶树根部、叶部SOD、POD、CAT活性分析结果（图1）表明，隨着Cu浓度的增加，2种茶树根部、叶部SOD、POD、CAT活性呈现下降趋势。与对照相比，高浓度Cu（120 mg/L）胁迫下，铁观音的根部SOD、POD、CAT活性下降率分别为44.48%、41.56%、45.41%，肉桂则分别为 31.93%、35.71%、32.57%；叶部SOD、POD、CAT活性下降率，铁观音分别为41.85%、30.15%、33.77%，肉桂则分别为30.56%、23.05%、24.47%。
可见，Cu胁迫下，茶树的生理特性受到影响，表现为SOD、POD、CAT活性下降，而不同的茶树品种，肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音，表现为相同浓度Cu胁迫下，肉桂生理指标的下降率小，受Cu毒害的程度低。
2.2 Cu胁迫下不同茶树组织亚细胞Cu含量分析
不同茶树组织亚细胞Cu含量分析结果（图2）表明，Cu胁迫下，随着Cu浓度的升高，不同茶树组织亚细胞中的Cu含量呈现上升趋势。不同茶树品种在相同浓度Cu胁迫下，其根、叶组织亚细胞中Cu含量差异不显著，但同一茶树品种在Cu胁迫下，其根、叶组织亚细胞中Cu含量存在明显的区别，表现为在相同浓度Cu胁迫下铁观音、肉桂不同组织亚细胞中的Cu含量根部大于叶片。可见，Cu胁迫下，2种茶树不同组织亚细胞Cu元素累积特性相似，而同一茶树不同组织亚细胞对Cu元素的积累存在一定的差异。
2.3 Cu胁迫下不同茶树组织中Cu的亚细胞分布分析
由表1、表2可看出，随着Cu胁迫浓度的升高，不同茶树组织亚细胞中Cu含量呈现上升趋势。不同浓度Cu胁迫下，茶树亚细胞Cu含量分析结果表明，正常条件下，2种茶树根部、叶部亚细胞中的Cu含量，细胞器>细胞溶质>细胞壁，当胁迫Cu浓度>0 mg/L、≤40 mg/L时，2种茶树根部、叶部亚细胞中的Cu含量，细胞溶质>细胞器>细胞壁，当胁迫Cu浓度>40 mg/L时，则表现为细胞壁>细胞溶质>细胞器。
可见，随着Cu胁迫浓度的增加，2种茶树组织亚细胞中Cu含量呈现上升趋势，组织亚细胞中细胞壁、细胞溶质、细胞器之间的Cu积累量大小变化趋势与胁迫Cu浓度的高低有关。
2.4 Cu胁迫下不同茶树组织亚细胞中Cu含量百分比分析
茶树根部亚细胞Cu含量百分比分析结果（图3）表明，随着Cu浓度的增加（0～120 mg/L），2种茶树根部亚细胞中的细胞壁Cu含量百分比呈上升趋势，表现为铁观音的变化范围在21.32%～45.53%，肉桂为19.54%～56.41%；而细胞器、细胞溶质的Cu含量百分比呈下降趋势，表现为铁观音的变化范围分别在21.16%～39.57%、33.31%～39.11%，肉桂的变化范围则分别为15.83%～38.87%、27.76%～41.59%。
茶树叶部亚细胞Cu含量百分比分析结果（图4）表明，随着Cu浓度的增加（0～120 mg/L），2种茶树叶部亚细胞中的细胞壁Cu含量百分比呈上升趋势，表现为铁观音的变化范围在20.53%～41.16%，肉桂为21.18%～56.26%；而细胞器、细胞溶质的Cu含量百分比呈下降趋势，表现为铁观音的变化范围分别在26.72%～42.35%、32.12%～37.12%，肉桂的变化范围则分别为18.43%～41.26%、25.31%～37.56%。
可见，Cu胁迫下，不同茶树品种在Cu毒害下的解毒模式存在差异，表现在不同亚细胞组分中的Cu含量百分比存在显著差异。
3 结论与讨论
Cu是植物生长所需的微量元素之一。植物对Cu离子的吸收是一种主动吸收的过程，植物根系吸收Cu离子后，在植物体内转运，分布并积累于不同的部位[21]。然而，金属离子的过量摄入极易导致植物体的机能受到破坏，进而影响植物的产量和品质[22-26]。本研究结果表明，Cu胁迫下，随着Cu浓度的升高，2种茶树根部、叶部的SOD、POD、CAT活性呈现下降趋势，但不同的茶树品种对Cu胁迫的耐受性不同，肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音，表现为相同浓度Cu胁迫下，肉桂生理指标的下降率小，受Cu毒害的程度低。
据报道，重金属胁迫下，植物吸收过量金属离子后，在金属离子的毒害下，植物细胞内的离子和有机物外渗，导致外界的有毒物质大量进入，植物体内的一系列生理生化过程失去平衡，植物的生长发育受到影响[27]。本研究结果表明，不同茶树组织亚细胞Cu元素累积特性相似，即2种茶树亚细胞Cu元素含量不存在显著差异。本研究进一步分析Cu胁迫下不同茶树组织亚细胞组分Cu含量，结果表明，正常条件下，2种茶树根部、叶部亚细胞组分中细胞器的Cu含量最高，当胁迫Cu浓度>0 mg/L、≤40 mg/L时，细胞溶质Cu含量最高，当胁迫Cu浓度>40 mg/L时，细胞壁Cu含量最高。Cu是植物生长所需的微量元素，是植物体内多酚氧化酶、细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等多种酶类组成成分之一[1]。可见，在正常条件下，茶树吸收外界的Cu离子主要用于细胞器中相关酶的结合，实现酶活性的高效表达。当Cu胁迫浓度增加后，Cu离子进入茶树细胞并在植物细胞内大量积累，对茶树的生长产生影响，进入茶树细胞的Cu离子在细胞溶质内有机酸或蛋白质的络合下转变为惰性态Cu[10]。然而，在高浓度Cu胁迫下，细胞溶质无法有效转化进入茶树细胞内的Cu离子，茶树细胞启动外层细胞壁对Cu离子进行阻隔，降低毒性。细胞壁是金属离子进入植物细胞的首道屏障，细胞壁上含有大量的纤维素、木质素、果胶、蛋白质等组分可结合Cu离子阻碍其进入细胞内，同时细胞壁上的负电荷有利于吸附Cu离子，阻止Cu离子进入细胞[28]。可见，不同浓度Cu胁迫下，植物采取的解毒策略不同。 此外，不同茶树组织亚细胞中Cu含量百分比分析结果表明，Cu胁迫下，不同茶树品种在Cu毒害下的解毒模式存在差异，肉桂主要以提高细胞壁中Cu离子的结合率来降低Cu离子毒害，表现为在高浓度Cu（120 mg/L）胁迫下，肉桂的根部细胞壁Cu含量百分比为56.41%，叶部则为56.26%，而铁观音根部为45.53%，叶部为41.16%。铁观音在Cu离子毒害下主要采取提高细胞溶质和细胞器中Cu离子含量来降低Cu离子毒害，表现为在高浓度Cu（120 mg/L）胁迫下，铁观音根部亚细胞组分—细胞器、细胞溶质Cu含量百分比为21.16%、33.31%，肉桂则分别为15.83%、27.76%；而叶部，铁观音细胞器、细胞溶质Cu含量百分比为26.72%、32.12%，肉桂则分别为18.43%、25.31%。据报道，金属离子的过量摄入极易导致植物体的机能受到破坏，植物体的光合作用及呼吸作用受到抑制，叶绿体及线粒体受到破坏。上述研究也证实，铁观音在相同浓度Cu胁迫下，受Cu毒害的程度高于肉桂，这是二者在Cu离子毒害下所采取策略不同所引起的[22-23]。
综上所述，Cu胁迫下，随着胁迫Cu浓度的升高，肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音；2种茶树不同组织亚细胞的Cu含量呈现上升趋势，但同一组织亚细胞不同组分之间存在显著差异；Cu胁迫下，铁观音主要采取提高细胞溶質和细胞器中Cu离子含量来降低Cu离子毒害，而肉桂主要以提高细胞壁中Cu离子的结合率来降低Cu离子毒害。可见，不同的茶树在Cu胁迫下所表现的解毒模式存在着一定差异。然而，Cu胁迫下，不同茶树相应Cu离子毒害的分子生理机制是否存在一定的差异及其变化模式，还有待于进一步深入研究。
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