一、生物技術對于茶葉生產發展的意義
優良品種是現代農業生存與發展的根本基礎
20世紀即將過去,新的一個世紀正在向我們招手。在這世紀之交的時刻,回顧本世紀全球農業的發展過歷程,可以看到,自二次大戰以來,農業經歷了機械化、化學化和良種化三次發展浪潮,使得在許多國家,農業已經由低生產力、低科技水平、低產出的的傳統農業邁入了以生產技術科學化、生產工具機械化和生產組織社會化為特征的現代化農業。因此,在即將到來的新世紀中,擺在中國及至全球茶葉持業面前的艱巨任務就是奮起直追,使茶葉生產能夠盡快邁入現代化行列。
全世界目前約有58個產茶國家,但其中只有十幾個國家的茶園年產量能超過1500公斤/公頃。在約2,500,000公頃的茶園中,許多是生產力較低的老茶園,不僅產量低,品質也較差。例如中國擁有大約110萬公頃茶園,約占全世界茶園總數的40%,但其中可能只有不到25%的茶園栽種的是經過改良的無性系品種,其它多數茶園種植的仍是參差不齊的群體種,其生產力均在不斷地下降。因此中國茶園的平均產量只有大約500~600公斤/公頃,比世界平均低很多。茶葉生產的這種低產率低品質使生產成本增加,經濟效益降低,阻礙了茶葉生產的繼續發展。除此之外,大量使用化學農藥抵御病蟲害不僅污染環境,也增加了生產的成本。如每年因蟲害造成的損失可能達到總產出的10%~30%,也就是說,蟲害有可能使每畝茶園每年減少30~90元的凈利潤。而進行蟲害防治,每畝茶園每年又投入60~90元的農藥與勞力。如果培育出抗蟲品種來更新茶園,則這些損失與投入都可能轉化為利潤,使收入提高90~180元/畝/年。在產量方面也是如此,每增加10%的產量就有可能使每畝茶園的凈利潤至少提高30~5元。至于優質品種對于生產效益的促進更是有目共睹。所有這些都說明,用更好的品種有更高的產量、更好的品質、更強的抗病蟲性能和抗逆性能的品種來更新茶園,是使茶葉生產擺脫低迷、獲得長足發展的事半功倍聽根本方法。
生物技術是使茶樹育種擺脫困境的一條新途徑
然而,茶樹育種研究的現狀卻不能令人十分滿意,常規育種方法在茶樹上應用趕來存在困難,不僅費時費力,而且效率很低。這主要是由于茶樹的特殊情況所導致的。首先,茶樹是多年生植物,生育周期太長。比如對于水稻來說,一年可以繁育兩至三季,而茶樹卻需要4~5年來讓一株扦插苗長大。因而在育種過程中,水稻育種研究半年就可以完成的工作在茶樹上就可能需要4~5年。其次,茶樹的結實率太低,只有3~15%,茶樹又自交不結實,得不到純系,使其它植物中常用的雜交育種方法在茶樹上幾乎失去用武之地,這些都使常規育種方法不能很好地用于茶樹育種研究。億以茶樹育種至今仍以單株選育為主,阻礙了茶樹育種研究進展。
植物生物技術的發展為茶樹育種擺脫困境提供了另一種解決途徑。生物技術是新近發展起來的生命科學,包括了許多的他支。從之義上說,生物技術包括基因工程、細胞工程、酶工程、微生物工程和生物化學工程等分支學科。而狹義的植物生物技術可以從其研究對象上分為三個層次,即分子水平上的植物基因工程技術,包括基因的克隆和基因的轉移;細胞及亞細胞水平上的植物細胞工程技術,包括突變細胞系的篩選、原生質體融合與體細胞雜交、植物細胞有大量培養與次生代謝物的生產等等;以及器官水平上的植物組織培養技術,包括花藥培養與單倍育種、胚培養與胚挽救、快束繁殖與人工種子技術和室內種質保存等等。
植物生物技術可以創造具有新性狀的茶樹新品種,也可以用于設法將兩個品種的優良特性結合在一起,或將其它來源的新遺傳特性導入茶樹。例如,我們可以運用基因工程技術將抗蟲基因轉入茶樹之中,使茶樹自身具有抵抗蟲害的能力,以減少每年因蟲害造成的損失和施用農藥的巨大開支。在棉花等作物中,已經通過生物技術方法育成了巨大開支。在棉花等作物中,已經通過生物技術方法育成了這類抗蟲品種,媽得了很好的效益。又如,在深入了解了茶樹次生代謝機制的基礎上,可以用基因工和工程技術對茶樹進行遺傳操作,針對不同茶類部育出不同的適制品種。采用生物技術,可以在大縮短育種的周期,因為生物技術與常規技術的不同之處在于操作象的不同,生物技術面對的是單個細胞,而常規技術的實施要在整株的水平上進行曲。細胞可以在幾周、幾個月內繁殖多代,而茶樹卻卻需幾的睥時間來長大。細胞培養沒有季節的限制,不會場因等待開花等待發芽而耗費幾個月的時間,同時,它們對空間的要求也有很大差異一毫升的培養液就可以培養幾萬個細胞,而種植必萬株茶樹