（中国茶叶在线SAYYES提供）成浩 李素芳 著

一、生物技术对于茶叶生产发展的意义

优良品种是现代农业生存与发展的根本基础

20世纪即将过去，新的一个世纪正在向我们招手。在这世纪之交的时刻，回顾本世纪全球农业的发展过历程，可以看到，自二次大战以来，农业经历了机械化、化学化和良种化三次发展浪潮，使得在许多国家，农业已经由低生产力、低科技水平、低产出的的传统农业迈入了以生产技术科学化、生产工具机械化和生产组织社会化为特征的现代化农业。因此，在即将到来的新世纪中，摆在中国及至全球茶叶持业面前的艰巨任务就是奋起直追，使茶叶生产能够尽快迈入现代化行列。

全世界目前约有58个产茶国家，但其中只有十几个国家的茶园年产量能超过1500公斤/公顷。在约2，500，000公顷的茶园中，许多是生产力较低的老茶园，不仅产量低，品质也较差。例如中国拥有大约110万公顷茶园，约占全世界茶园总数的40%，但其中可能只有不到25%的茶园栽种的是经过改良的无性系品种，其它多数茶园种植的仍是参差不齐的群体种，其生产力均在不断地下降。因此中国茶园的平均产量只有大约500~600公斤/公顷，比世界平均低很多。茶叶生产的这种低产率低品质使生产成本增加，经济效益降低，阻碍了茶叶生产的继续发展。除此之外，大量使用化学农药抵御病虫害不仅污染环境，也增加了生产的成本。如每年因虫害造成的损失可能达到总产出的10%~30%，也就是说，虫害有可能使每亩茶园每年减少30~90元的净利润。而进行虫害防治，每亩茶园每年又投入60~90元的农药与劳力。如果培育出抗虫品种来更新茶园，则这些损失与投入都可能转化为利润，使收入提高90~180元/亩/年。在产量方面也是如此，每增加10%的产量就有可能使每亩茶园的净利润至少提高30~5元。至于优质品种对于生产效益的促进更是有目共睹。所有这些都说明，用更好的品种有更高的产量、更好的品质、更强的抗病虫性能和抗逆性能的品种来更新茶园，是使茶叶生产摆脱低迷、获得长足发展的事半功倍听根本方法。

生物技术是使茶树育种摆脱困境的一条新途径

然而，茶树育种研究的现状却不能令人十分满意，常规育种方法在茶树上应用赶来存在困难，不仅费时费力，而且效率很低。这主要是由于茶树的特殊情况所导致的。首先，茶树是多年生植物，生育周期太长。比如对于水稻来说，一年可以繁育两至三季，而茶树却需要4~5年来让一株扦插苗长大。因而在育种过程中，水稻育种研究半年就可以完成的工作在茶树上就可能需要4~5年。其次，茶树的结实率太低，只有3~15%，茶树又自交不结实，得不到纯系，使其它植物中常用的杂交育种方法在茶树上几乎失去用武之地，这些都使常规育种方法不能很好地用于茶树育种研究。亿以茶树育种至今仍以单株选育为主，阻碍了茶树育种研究进展。

植物生物技术的发展为茶树育种摆脱困境提供了另一种解决途径。生物技术是新近发展起来的生命科学，包括了许多的他支。从之义上说，生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程和生物化学工程等分支学科。而狭义的植物生物技术可以从其研究对象上分为三个层次，即分子水平上的植物基因工程技术，包括基因的克隆和基因的转移；细胞及亚细胞水平上的植物细胞工程技术，包括突变细胞系的筛选、原生质体融合与体细胞杂交、植物细胞有大量培养与次生代谢物的生产等等；以及器官水平上的植物组织培养技术，包括花药培养与单倍育种、胚培养与胚挽救、快束繁殖与人工种子技术和室内种质保存等等。

植物生物技术可以创造具有新性状的茶树新品种，也可以用于设法将两个品种的优良特性结合在一起，或将其它来源的新遗传特性导入茶树。例如，我们可以运用基因工程技术将抗虫基因转入茶树之中，使茶树自身具有抵抗虫害的能力，以减少每年因虫害造成的损失和施用农药的巨大开支。在棉花等作物中，已经通过生物技术方法育成了巨大开支。在棉花等作物中，已经通过生物技术方法育成了这类抗虫品种，妈得了很好的效益。又如，在深入了解了茶树次生代谢机制的基础上，可以用基因工和工程技术对茶树进行遗传操作，针对不同茶类部育出不同的适制品种。采用生物技术，可以在大缩短育种的周期，因为生物技术与常规技术的不同之处在于操作象的不同，生物技术面对的是单个细胞，而常规技术的实施要在整株的水平上进行曲。细胞可以在几周、几个月内繁殖多代，而茶树却却需几的睥时间来长大。细胞培养没有季节的限制，不会场因等待开花等待发芽而耗费几个月的时间，同时，它们对空间的要求也有很大差异一毫升的培养液就可以培养几万个细胞，而种植必万株茶树就可能需要一公顷的土地，其次，对大批量的细胞进行筛选、诱变等处理也比对大片的茶树进行处理容易得多。如果茶树生物技术研究妈取得突破，并与常规育种技术相结合，互相取长补短，可使茶树育种研究效率更快，取得真正突破性的进展，培育出新一代的茶树品种。

二、生物技术可以为茶叶生产的了展带来什么

加速茶树新品种的培育与推广

培育与推广茶树新品种的困难之一就是速度太慢。一个茶树新品种的培育可能会耗时二三十年或更久，这就使得用培育新品种的方法来解决生产成为一种难题。这一困难可以采用一种称为快速无性繁殖，或微繁殖的技术来加以克服。这种微繁殖技术实际情况际就是在人工无菌条件下的微型扦插技术。这种方法的最大特点，就是可以用尽可能少的植物材料，在有限的时间内获得大量的植株。比如说，用一个插穗或芽头，在一年或两年的时间内，繁殖出成千上万株茶苗来。

与常规扦插繁殖方法不同的是，微繁殖不是将插穗扦插在泥土中，而是插在培养材料上进行培养。培养基中含有各种各样的矿质元素和有机添加物以满足生长的营养需要，并添加了各种激素来调节培养物的生长。在培养基上，最初的芽会先萌发成一个枝条，然后在其基部又会不断有新的芽形成。这样大约经过1~2月，从一个芽头上会形成有十多个芽头的丛生芽。然后再将它们分离开来，每一个芽头都可用作新的培养起始物，来诱导新一轮的芽增殖。这样不断重复的培养，可以在一年内用20平方米的培养室生产出上百万的小植株来。

微繁殖技术的一个培养周期只需1~2个月，且每个培养体在一个周期都能繁殖几倍至几十倍，所以它的繁殖效率大大高于一般的常规繁殖方法。但它因为需耗用大量的培养基并且是在人工条件下，所以微繁殖的成本比起常规扦插方法来要高一些。目前主要用于繁殖一些经济价值较高的观赏植物和园艺作物，以及一些难以繁殖或繁殖速度极低的植物，比如兰花。

在茶叶生产上，虽然目前常用的扦插繁殖方法要占用大量的土地为母本园和苗辅，但扦插繁殖的成本仍然较低，因此微繁殖技术替代生产上的常规繁殖方法在经济上可能仍然不很合算。但扦插繁殖方法的繁殖率较低，因此如果需要繁殖的材料其母本很少，就会需要很长的时间才能繁殖到一定的规模，常规方法的缺眯就暴露出来了。

在某些情况下，植物的原始材料可能是非常非常之少的。比如，刚用某种育种方法得到了一个具有新的遗传性状的植株，如果是单株选育，可能得到的材料只有一株茶树；如果是基因工程，得到的可能只是一株试管苗，这时急需的是迅速扩大群体以便进一步深入研究，使其能发展成为一个新的品种。又如，一个新的品种刚育成，这时需要快速繁殖至一定的规模，以便于早日应用于生产实践。在这些情况下，微繁殖技术就可以大显身手了。

为便于分析，假设在极端情况下可用于繁殖的起始材料只是一个插穗。在这种情况下，用常规方法进行繁殖需要1~2年使其长成一株小茶树，再茶3左右的时培育成为母本茶树。这时从这株茶树大约可以得到60~70个扦穗用于扦插。经过又一年扦穗萌发成小苗，移栽后又需3~4年长成茶树以便进一步扦插。然后从这些茶树上，大约可以得到4000~5000个插穗用于又一轮的扦插。为得到4000~5000株苗，可能需要8~10年的时间。

但如果采用微繁殖技术，1~2个月的时间就能形成一株无菌苗，再用1~2月的时间就能得到一瓶丛生苗。经过不断的继代培养，只需2年左右的时间就能得到4000~5000株植株。因此使用微繁殖技术可以加速育种研究中珍稀材料的增殖过程，使改良品种可以提早6~7年投入生产，加速优良无性系的推广进程。

任何一项技术的成本都取决于它能否实用。在通过情况下，可用于繁殖的茶树枝条几乎没有限制，而一株插穗繁殖的小苗的价格可能只有0.1元左右，因此采用微繁殖方法来繁殖茶要也许并不经济。但在类似上述的特殊情况下，由于可用于繁殖的起始材料太少而使繁殖一定规模种群的时间过长，采用微繁殖技术就可以节省下宝贵的数年时间。那么微繁殖所带来的成本升高可能只需1~2年的生产利润就可补偿。

微繁殖是茶树生物技术中吸引了最多的注意力。起步最早，取得的成就也最大的一个方面。根椐我们已有的知识，对一优异的茶树无性系利用微繁殖技术进行快速繁殖已经成为可能。虽然在茶叶生产中，由于成本较高，目前微繁殖技技术尚未成为茶树繁殖的主要方法。但