梁月榮 鄭新強 陸建良 趙 東 葉儉慧
(浙江大學(xué)茶葉研究所,浙江 杭州 310058)
茶樹遺傳育種研究新進展(2013)
梁月榮 鄭新強 陸建良 趙 東 葉儉慧
(浙江大學(xué)茶葉研究所,浙江 杭州 310058)
本文從茶樹遺傳資源研究、茶樹品種選育研究、育種鑒定和誘變技術(shù)研究、分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用研究以及良種良法技術(shù)研究等方面綜述了2013年中國茶樹遺傳育種研究的進展;從茶樹再生系統(tǒng)構(gòu)建、茶樹育種鑒定技術(shù)研究和分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用等方面綜述了國外茶樹育種研究進展。
茶;遺傳資源;新品種;鑒定;誘變
1.1 茶樹遺傳資源研究
中國歷來重視茶樹遺傳資源的收集和保存。2013年在原有資源調(diào)查的基礎(chǔ)上,古茶樹研究取得了新進展。云南農(nóng)科院茶葉研究人員對西雙版納州境內(nèi)的古茶樹進行逐片、逐株全面系統(tǒng)的調(diào)查研究,分析了古茶樹資源種類、樹齡、數(shù)量、分布情況和生長狀況。明確西雙版納州現(xiàn)存古茶樹資源總面積5494.1 hm2,分布于全州18鄉(xiāng)59村;古茶樹分屬3個茶系、7個種和變種;其樹齡在1000 a以上的有2株,500-1000 a的有7株,300-499 a的有l(wèi)3株,其余樹齡多為100-299 a;92.55%的古茶樹長勢健壯,7.45%的古茶樹長勢較差和瀕死。建立了古茶樹資源檔案,分析了西雙版納地區(qū)古茶樹資源面臨的生存危機和瀕危原因,提出了相應(yīng)保護措施[1]。在中美合作項目“云南古茶樹群落現(xiàn)狀、評價與保護研究”項目實施期間,對云南省云縣的野生和栽培古茶樹資源的普查顯示,2012年末該縣有古茶樹資源6.54萬畝,其中野生型古茶樹群落4.24萬畝,野生近緣型或栽培型古茶園(林)及單株2.3萬畝;設(shè)計的茶樹包括五室茶系的大苞茶種,五柱茶系的滇緬茶種、大理茶種,禿房系的擬細(xì)萼茶種和茶系的香果茶種及普洱茶種[2]。汪云剛和趙紅艷對云南臨滄‘東邦大葉茶’等地方茶樹品種的特征特性進行了調(diào)查后指出:茶樹資源的安全缺乏保障及對地方良種開發(fā)的力度和深度不夠是茶樹資源研究中的突出問題[3]。
資源研究和開發(fā)利用是資源研究的主要目的。利用聚類分析和主成分分析對云南野生茶樹種質(zhì)資源的25個農(nóng)藝性狀進行遺傳多樣性分析表明,農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)為13.97-8O.56%,變異系數(shù)最大的性狀是花萼茸毛(80.56%),其次為子房茸毛和葉質(zhì)(分別為56.48%和50.96%),變異系數(shù)最小的是萼片數(shù)(13.97%)[4]。對云南省62份野生茶樹資源的測試表明,野生茶樹葉片原料品質(zhì)成分含量豐富,其中水浸出物含量28.72-54.71%,氨基酸含量0.62-6.45%,咖啡因含量2.18-5.28%,茶多酚含量20.74-43.69%[5]。黔西南州對22個野生茶樹單株春梢定一芽一葉測試表明,黔西南州野生茶樹春梢芽葉光澤性和持嫩性較好,茸毛豐富;茶多酚含量平均28.57%(變幅19.88-36.36%);氨基酸含量平均2.71%(變幅0.84-4.90%);咖啡堿含量1.28-4.45%[6]。福建對野生茶樹調(diào)查顯示,現(xiàn)存野生大茶樹(苦茶)分別分布于8個縣(市、區(qū))的5O多處,介于北緯度24.28°-27.40°,東經(jīng)116.35°-120.15°之間,海拔500-1200米;這些野生茶樹分布區(qū)域大體劃分為閩東北野生茶分布區(qū)和閩西南野生茶分布區(qū)。對寧德蕉城、尤溪、安溪三種野生茶的測定研究表明,其水浸出物為47.41-54%, 咖啡堿為2.61-3.06%,兒茶素類為137.59-156.45 mg/g,茶多酚40.46-42.40%[7]。為資源開發(fā)利用提供了重要的技術(shù)參數(shù)。
茶樹育種資源研究存在的問題:首先,野生茶樹的樹齡鑒定存在隨意性,相互攀比,樹齡夸大現(xiàn)象普遍[8]。其次,古茶樹原料生產(chǎn)的茶葉生理功能需要進一步確證。有人把古茶樹當(dāng)做太上老君的靈丹妙藥,導(dǎo)致價格扭曲、開發(fā)利用過度。如借助過度施肥和過量增加產(chǎn)量,還有以當(dāng)?shù)嘏_茶冒充古茶樹。有人指出:一幕幕圍繞古茶樹的悲喜劇、鬧劇每天都在上演[9]。再次,古茶樹的保護面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。2012年9月27日,勐海巴達大茶樹(1號)轟然倒下,向我們警示:古茶樹瀕臨威脅[9-13]。
1.2 茶樹品種選育研究
利用收集的茶樹育種資源開展品種選育取得較大進展。國家種質(zhì)大葉茶樹資源圃(勐海)已收集保存2000余份茶樹資源,從中篩選出的紅茶、綠茶兼制品種32份,功能性和形態(tài)特異的品種20份[14]。以‘云抗14號’和‘福鼎大白茶’人工雜交F1單株選育的新品種‘云茶春韻’,7-12齡平均年產(chǎn)干茶2821.5 kg/hm2,顯著高于對照[15]。通過系統(tǒng)選育培育的‘云抗47號’,茶葉水浸出物含量達到47.1%,茶多酚含量達到36.1%[16]。以野生南江大葉茶樹群體為選育材料系統(tǒng)選育,獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)型茶樹特色新品種‘云頂早’,春茶發(fā)芽特早,生育期長,鮮葉產(chǎn)量比對照品種‘福鼎大白茶’高l9.32%,茶多酚含量比對照高12.03%,氨基酸含量比對照高37.18%,EGCG含量達到10.92%,高于對照10%;適應(yīng)性強、抗性好[17]。
浙江寧波從天然突變枝無性繁育培育而成的黃色白化茶樹新品種“御金香”,用其白化芽葉采制的綠茶產(chǎn)品綠中見黃、湯色嫩綠顯黃、葉底淺黃或明黃,香高、偶有花果香,味醇厚、回甘、耐沖泡[18]。浙江嵊州從自然突變體選擇的芽葉白化茶樹新品系“更樓白茶”芽葉乳白、肥嫩,氨基酸含量達到7.2%;制綠茶香濃郁、味醇厚,品質(zhì)好;抗性與對照種安吉白茶相當(dāng)[19]。
四川通過系統(tǒng)選擇培育的‘川沐28號’和‘馬邊綠1號’茶樹品種春季發(fā)期分別比‘福鼎大白茶’早4-5 d和2-4 d;且芽頭肥壯,易采獨芽;生化品質(zhì)成分含量與對照相當(dāng);用其鮮葉制作名茶滋味鮮濃[20]。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的‘川農(nóng)黃芽早’獨芽所制的黃芽茶水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、兒茶素的含量分別比‘福選9號’獨芽所制黃芽茶高4.11%,18.02%,9.17%,18.80%和8.65%,差異顯著。檢出香氣成分共31種,其中6種特有;感官審評結(jié)果明顯優(yōu)于對照[21]。
陜西在紫陽群體種單株選育的‘陜茶1號’,具有發(fā)芽早,芽頭肥壯,持嫩性強,鮮葉產(chǎn)量達到6343.8 kg/hm2,比福鼎大白茶高15.7%;氨基酸含量5.2%,咖啡堿2.8%,茶多酚12.2%;適制綠茶,制茶品質(zhì)優(yōu)良;抗病蟲性和抗逆性強,適合于陜南及周邊茶區(qū)種植[22]。
1.3 育種鑒定和誘變技術(shù)研究
對不同茶樹品種的氟含量研究表明,不同茶樹品種間氟含量的差異達到顯著水平,其中參試品種中水浸出氟含量以‘霞浦元宵茶’最高,全氟含量以‘丹桂’最高;茶樹品種間和葉位間氟浸出率差異顯著,其中氟總浸出率最高的品種是‘龍井43’(97.2%),‘丹桂’最低(58.9%)[23]。不同茶樹品種的1芽4葉氟含量為15.30-157.60 mg/kg,以‘云抗10號’氟含量最低,可作為云南氟富集特征研究和大葉種茶樹低氟選育的對照品種[24]。采用葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)測定不同茶樹品種的葉綠素?zé)晒鈪?shù),并用其預(yù)測品種的光能利用效率和生物產(chǎn)量[25]。
開展了茶樹品種抗寒力鑒定研究。研究表明,使用植物的半致死溫度(LT50)能較確切地反映植物的抗寒能力。山東茶區(qū)對13個茶樹無性系品種及1個黃山群體種進行電導(dǎo)法配合Logistic方程求拐點溫度,確定植物組織LT50,結(jié)果顯示: ‘浙農(nóng)113’、‘農(nóng)抗早’兩個品種屬高抗寒種質(zhì)資源,可作為耐寒性育種的基因材料,而‘仙寓早’、‘平陽特早’、‘春波綠’3個品種的抗寒性較差,屬不抗寒品種[26]。不同茶樹植株葉片束縛水含量為0.04-0.42 g/g,束縛水/自由水比例為0.08-2.64,其中束縛水含量和束縛水/自由水比值最高的植株抗寒性相對較強[27]。有人建設(shè)茶樹優(yōu)質(zhì)抗寒種質(zhì)及基因資源數(shù)據(jù)庫,促進茶樹種質(zhì)及基因資源的信息化挖掘與利用,加速茶樹育種[28]。進一步對不同品種實生茶苗進行了抗寒性鑒定表明,云南‘勐海大葉種’抗寒性弱,‘云抗10號’中等,其種子第一代可在華南、西南茶區(qū)種植;‘福鼎大白茶’、‘龍井43’、‘烏牛早’、‘碧香早’、‘白毫早’、‘金萱’種子第一代可在北方茶區(qū)和高山茶區(qū)種植[29]。
杭州對‘茂綠’、‘中茶108’、‘浙農(nóng)139’、‘浙農(nóng)113’、‘龍井43’、‘烏牛早’、‘迎霜’、‘龍井長葉’、‘白葉1號’和‘鳩坑群體種’等10個品種加工徑山茶的感官品質(zhì)、理化成分、香氣成分等進行比較分析表明,各無性系良種均能較好的滿足徑山茶的品質(zhì)要求,其中‘烏牛早’、‘中茶108’和‘龍井長葉’制得的徑山茶香氣較高并具有栗香、嫩香或花香,茶湯中也透漏出其香氣特點,滋味的鮮爽度和醇度較好,具有明顯的品質(zhì)優(yōu)勢,審評總分較高。還有研究表明,以‘浙農(nóng)139’、‘茂綠’和‘龍井長葉’原料加工的徑山茶綜合品質(zhì)最好[30]。為篩選優(yōu)質(zhì)綠茶無性系茶樹品種,山東茶區(qū)對引進的10個主要無性系茶樹品種的生化成分茶多酚、氨基酸、咖啡堿進行化驗分析,結(jié)果表明,‘中茶108’游離氨基酸含量最高,全年平均為2.89%,春茶含量高達4.04%,茶多酚含量適中,咖啡堿含量較高,酚/氨比值最低,平均為5.85,是適制綠茶的好品種[31]。廣西對六堡茶茶樹品種的形態(tài)特征和化學(xué)成分進行了鑒定顯示,六堡茶茶樹品種鮮葉中茶多酚含量為28.77-34.94%、氨基酸含量為2.83-3.83%、水浸出物含量為42.65-46.83%,葉片厚224.6-404.7 μm,葉片海綿組織厚130.7-201.0 μm;茶樹外部形態(tài)多為小喬木型大葉種或灌木型中葉種[32]。
2013年我國茶樹太空育種又有新進展,茶樹品種‘紫鵑’的種子搭載“神十”航天飛船進入太空,7月12日中國航天工程辦公室副主任、特技航天員楊利偉向云南農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所移交了太空‘紫鵑’茶樹種子。
1.4 分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用研究
四川利用SRAP標(biāo)記對30份茶樹種質(zhì)資源進行遺傳多樣性分析揭示,基因多樣性指數(shù)為0.3421-0.5455,平均0.422 7;Shannon信息指數(shù)為0.2043-0.3710,平均0.2711;遺傳相似系數(shù)為0.583-0.919[33]。云南借助RACE方法克隆了茶樹羥甲基戊二酰輔酶A合酶基因的cDNA (CsHMG,GenBank登錄號為JQ39o224),全長1829 bp,開放閱讀框1401 bp,編碼467個氨基酸,編碼氨基酸序列與人參、橡膠樹、春花和喜樹的HMGS基因同源性分別為87%、86%、87%和87%,含有HMGS蛋白保守序列;證明該基因在成熟葉片中表達量高于幼嫩葉片[34]。河南克隆了茶樹早期光誘導(dǎo)蛋白1基因(CsELIP1) cDNA,該基因編碼190個氨基酸的蛋白質(zhì);CsELIP1的mRNA水平在常溫+較強光照(200 μmol/m2·s)和低溫(5℃)弱光時上調(diào)都較少,但在5℃+200 μmol/m2·s強烈上調(diào)。表明CsELIP1的表達可能存在PsⅡ光合效率介導(dǎo)的調(diào)節(jié)方式,也可能涉及茶葉細(xì)胞的光保護作用[35]。
利用DNA信息鑒定品種之間的差異得到了應(yīng)用。四川分別采用RAPD引物和ISSR引物對‘福選9號’和‘特早213’等茶樹品種進行鑒定,證明茶樹新品種‘特早213’和‘福選9號’具有完全不同的譜帶類型,從分子水平鑒別兩者存在較大差異[36]。
云南與安徽合作,利用高效液相色譜結(jié)合基因表達分析,揭示S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(sAMS)和次黃嘌呤苷-5-單酸脫氫酶基因(TIDH)的表達水平對咖啡堿含量變化影響不明顯??Х纫蚝铣擅富?TCS1)在高咖啡堿和低咖啡堿株系中均有表達,且在高咖啡堿株系中的表達比在低咖啡堿株系中高。推測TCS1酶活力差異可能是導(dǎo)致咖啡堿的生物合成和可可堿積累差異的原因[37]。
1.5 良種良法技術(shù)研究
為了開發(fā)茶樹良種資源的高效栽培技術(shù),四川對滎經(jīng)枇杷茶的生物學(xué)性狀、新梢生育期進行了研究。結(jié)果表明:滎經(jīng)枇杷茶野生大茶樹樹型以喬木型為主,樹姿高大直立;其中II、VI和V類茶樹屬于早生種,而I和Ⅳ類茶樹春茶萌發(fā)期相對較晚;綜合特性以Ⅲ和V類具有良好的生產(chǎn)潛力[38]。‘紫娟’是云南大葉群體種中選育的稀有茶樹品種,該品種被國家林業(yè)局植物新品種保護辦公室授權(quán)保護。品種特點是:育芽力強,發(fā)芽密度中等,芽葉紫色,較肥壯,茸毛多,持嫩性強。為了提高品種推廣效益,針對該品種提出了相應(yīng)的栽培技術(shù)要點[39]。
抗寒力是北部茶區(qū)引種的重要考核指標(biāo),為了掌握山東茶區(qū)引種情況,給茶農(nóng)引種提供指導(dǎo)信息,山東省對全省茶樹引種進行了全面的分析表明:該省從浙江、福建、湖南和安徽共引進茶樹品種75個;引種方式主要為茶籽,以‘鳩坑種’和‘福鼎大白茶’種植面積最廣;雖然無性苗引種數(shù)量呈上升趨勢,但未形成規(guī)模;引進品種的結(jié)構(gòu)由單一適制綠茶向紅綠茶兼制以及烏龍茶、多茶類適制方向發(fā)展;生產(chǎn)主要種植的無性系品種有:‘福鼎大白茶’、‘龍井43’、‘龍井長葉’、‘白毫早’、‘迎霜’[40]。植株再生是無性系茶樹繁育的關(guān)鍵。貴州開展的茶樹植株再生技術(shù)研究,以近成熟的茶樹種子無菌播種培養(yǎng)試管苗,再以試管苗莖段為外植體,建立了茶樹高效植株再生體系[41]。江蘇開展了不同品種容器育苗技術(shù)的研究,結(jié)果表明:插穗的生根能力與后期長勢有關(guān),‘白毫早’品種發(fā)根最好,‘平陽特早’次之,‘碧云’最差[42]。
2.1 茶樹再生系統(tǒng)構(gòu)建
茶樹再生系統(tǒng)是組織培養(yǎng)工廠化育苗和轉(zhuǎn)基因等研究的必經(jīng)途徑和基本手段,由于茶樹是多酚類含量高的木本植物,植株再生困難一直是困擾茶樹育種工作者的難題。阿根廷研究者以‘CH 14 INTA’和‘CH 318 INTA’兩個無性系茶樹的莖段、腋芽和分生組織為外植體探索植株再生條件,消毒方法是將外植體在70%乙醇浸1min,1.5%次氯酸鈉溶液浸20min;培養(yǎng)結(jié)果顯示,兩個品種的莖段和品種‘CH 14 INTA’的腋芽為外植體時,芽梢再生的適宜培養(yǎng)基是MS+1 mg/L BAP(6-芐氨基嘌呤);對‘CH 318 INTA’腋芽最適宜的培養(yǎng)基是1/2 MS + 1 mg/L BAP + 1 mg/L AG(3);對于該兩個品種的分生組織培養(yǎng),最適宜的培養(yǎng)條件是1/2 MS + 1 mg/L KIN + 1 mg/L AG3;再生新梢發(fā)根的最適宜條件是:1/4 MS + 6 mg/L IBA[43]。
有人以金花茶未成熟胚誘導(dǎo)的白色、紅色和黃色的愈傷組織為材料誘導(dǎo)芽和發(fā)根,4.5μM 2,4-D誘導(dǎo)白色愈傷組織,高活性的細(xì)胞分裂素、苯基噻二唑脲(TDZ)或BAP,單獨或者組合的弱活性的生長素、NAA可誘導(dǎo)紅色和黃色愈傷組織。胚性愈傷組織可以分化為體細(xì)胞胚,結(jié)節(jié)性胚胎發(fā)生的結(jié)構(gòu)和不定梢發(fā)生取決于植物生長調(diào)節(jié)劑;BAP最有利于不定芽發(fā)生,玉米素最有利于體細(xì)胞胚發(fā)生,而激動素最有利于結(jié)節(jié)性胚胎結(jié)構(gòu)形成。在WPM 培養(yǎng)基+ 24.6 μM IBA and 0.3 μM NAA誘導(dǎo)中,80%芽長出根;在WPM 培養(yǎng)基+ 0.9 μM IBA and 0.1 μM NAA誘導(dǎo)中,47.5%的體細(xì)胞胚直接萌發(fā)為小植株[44]。
印度與英國學(xué)者以5個品種的未受精子房誘導(dǎo)單倍體愈傷組織發(fā)現(xiàn),品種‘TV18’愈傷組織誘導(dǎo)率最高,誘導(dǎo)1星期,胚珠長至原來提及的2倍,并產(chǎn)生白色、易碎的愈傷組織。細(xì)胞分裂素/生長素比例高時(8.5 μM 6-芐基腺嘌呤,4.5 μM 2,4-D)和高溫(33°C)黑暗中培養(yǎng)10d,愈傷組織形成量最大。愈傷組織在MS+22.2 μM 6-芐基腺嘌呤,9.8 μM IBA和25°C光照條件4周后,含1.8 μM TDZ 和5.0 μM 2,3,5-三碘苯甲酸的MS繼代培養(yǎng)基的培養(yǎng),管胞發(fā)育良好。流式細(xì)胞儀分析顯示,大多數(shù)細(xì)胞為單倍體。其中RM1和RM2均形成具有顯著抗氧化活性的多酚類。RM1的多酚類水平為3.47±0.21 mg/g(干重)等量的沒食子酸[45]。
2.2 茶樹育種鑒定技術(shù)研究
有人開發(fā)了反相超高壓液相色譜(UHPLC)與高分辨率MS的非定向檢測方法,用于檢測茶葉生物化學(xué)成分。當(dāng)把這些非定向檢測數(shù)據(jù)結(jié)合多變量統(tǒng)計分析,如主成分分析(PCA)與最小偏二乘判別分析(PLS-DA),加上原產(chǎn)國家標(biāo)記性離子指標(biāo)進行動態(tài)分析,該方法可以清晰區(qū)分綠茶的原產(chǎn)國,對紅茶樣品也有一定效果。無偏非定向分析技術(shù)的意義在于許多重要成分都可以是未知的[46]。有人開發(fā)了近紅外(NIR)光譜技術(shù)與多元校正技術(shù)耦合的方法進行多酚類和維生素C的無創(chuàng)檢測,在育種早期篩選種應(yīng)用非常有效[47]。利用遺傳算法(Genetic algorithms)優(yōu)化電子鼻系統(tǒng)進行茶葉品質(zhì)鑒定也進行了嘗試[48]。
茶樹二倍體和四倍體雜交往往得到三倍體,有人對該途徑獲得的97個F1 個體分析顯示:大部分雜交后代的咖啡因和EGCG的表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢,為品質(zhì)育種開拓了新途徑[49]。
肯尼亞研究者以當(dāng)?shù)?0個紅茶品種為對象,研究了地理位置和季節(jié)對質(zhì)量指標(biāo)的影響。結(jié)果顯示:咖啡因隨著種植地區(qū)的地理位置產(chǎn)生顯著差異(p<0.05),但與季節(jié)無關(guān)。黃烷醇類化合物及其比例隨著品種和地理位置不同而存在顯著差異,但季節(jié)間變異不明顯;地理位置與品種以及地理位置與季節(jié)之間存在顯著互作效應(yīng)(p<0.05)。該結(jié)果揭示了平地紅茶為何因產(chǎn)地和品種不同而導(dǎo)致品質(zhì)不穩(wěn)定的原因,解釋了不同地區(qū)的茶農(nóng)生產(chǎn)不出品質(zhì)一致的紅茶的原因;有必要培育出適合于不同地區(qū)的優(yōu)質(zhì)紅茶品種加以推廣[50]。
對西喜馬拉雅山茶樹資源研究中,根據(jù)葉片大小將茶樹分為6個表型組,新梢密度與葉片大小沒有關(guān)系。根據(jù)總兒茶素類和咖啡因含量,將茶樹分為9組,其中第一組兒茶素類含量最高、咖啡因含量適中,收斂性因子(AF)高;ECG與AF高度相關(guān),顯示高ECG 和EGCG是茶黃素-3,3-二沒食子酸酯(TFDG)形成的關(guān)鍵因素,而TFDG是紅茶湯收斂性和鮮度形成的主要成分。這些指標(biāo)可以在育種篩選中參考[51]。
2.3 分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用
利用Illumina測序技術(shù)對山茶屬6個種的7種完整葉綠素(cp)基因組測序顯示:cp基因組長度約157kb,含123 unique 基因,其中23個在IR區(qū)重復(fù)。cp基因組數(shù)據(jù)的獲得有助于明晰山茶屬中‘種’的定義,按‘種’構(gòu)建出基于細(xì)胞器的‘條形碼’,并用于揭示種間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。基于cp基因組的系統(tǒng)基因組學(xué)是解決山茶屬種間系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的有效途徑[51]。從大理茶葉綠體基因組鑒定出32個葉綠體微衛(wèi)星標(biāo)記,從滇山茶的4個自然群體的96個單株檢測出10個多態(tài)性微衛(wèi)星標(biāo)記。研究結(jié)果顯示,被研究材料遺傳分化度高,但基因流有限。鑒定的 cpSSR 標(biāo)記將有助于對滇山茶的群體遺傳學(xué)、保護生物學(xué)和系統(tǒng)地理學(xué)的深入研究[53]。
用三引物PCR法從3205個克隆的富集文庫中篩選微衛(wèi)星,獲得400個陽性克隆。測序顯示:153個序列含簡單重復(fù)序列;根據(jù)陽性序列中設(shè)計78對引物,其中40對引物可以成功擴增;22對引物為高度多態(tài)性,產(chǎn)生137個位點,平均每對引物6.76個位點。多態(tài)性標(biāo)記的多態(tài)信息含量(PIC)、期望雜合度(He)、群體觀測雜合度(Ho)分別為0.1-0.9,0.1-0.9和0.0-0.8,平均值分別為0.6±0.18,0.7±0.17和0.5±0.22。這些標(biāo)記可以用于品種多樣化分析、作圖程序和遺傳型分類等[54]。
遺傳連鎖圖譜是茶樹遺傳研究和育種的必要工具。有人以茶樹品種‘TTES 19’和‘TTES 8’的雜交F1分離群體為材料,構(gòu)建了茶樹綜合遺傳圖譜[53]。該圖譜有367個連鎖標(biāo)記,包括36個SSR,3個CAPS,1個STS,250個AFLP,13個ISSR和64個RAPD標(biāo)記;這些標(biāo)記被分成18個連鎖群,連鎖群的總長度為4482.9cM,圖譜密度為12.2 cM,是迄今遺傳覆蓋率最高的茶樹遺傳圖譜,可用于比較作圖、QTL作圖和遺傳標(biāo)記輔助選擇[55]。
非洲研究者鑒定了與7個茶樹重要性狀關(guān)聯(lián)的RAPD標(biāo)記,其中6個RAPD引物擴增出9個特異性帶,與6個性狀,即紅茶品質(zhì)、抗旱力、抗高溫、抗低溫、抗茶莖潰瘍病和產(chǎn)量等性狀有關(guān)。這些標(biāo)記可以在育種早期篩選中應(yīng)用,提高目標(biāo)性狀的定向選擇效果,加速育種進程[56]。
印度學(xué)者研究了干旱脅迫下基因轉(zhuǎn)錄和表達的差異。在干旱脅迫下,表達差異的基因涉及碳水化合物代謝、逆境響應(yīng)、蛋白修飾和翻譯等過程;聚類分析可以將他們分為Ⅰ類和Ⅱ類,其中Ⅰ類包括5個片段,Ⅱ類包括25個片段[57],可以用于抗旱力篩選中。
1 羅向前,李思穎,王家金,陳嘯云,梁名志,周玉忠,蔣會兵. 西雙版納古茶樹資源調(diào)查. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013, 26(1):46-51.
2 楊光武. 云縣古茶樹資源保護與開發(fā)利用探討.中國茶葉, 2013(8):4-6.
3 汪云剛,趙紅艷.臨滄茶樹地方良種及其開發(fā)利用對策.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué).
4 段志芬,劉本英,汪云剛,謝 瑾,孫雪梅,宋維希,矣兵,馬玲. 云南野生茶樹資源農(nóng)藝性狀多樣性分析.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,22(1):125-131.
5 李慧,宋維希,周萌,李友勇,馬玲,段志芬,矣兵,劉本英.云南省野生茶樹資源的鑒定評價與篩選. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué).
6 尹杰,牛素貞,宋勤飛,宋勤飛,劉進平,陳曦.黔西南州野生茶樹的性狀特征及品質(zhì)分析.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,25(4):782-786.
7 呂寧,周玉瑤,馮廷儉. 福建現(xiàn)存野生茶樹群落分布.福建茶葉,2013(3):21-26.
8 虞富蓮.茶樹齡亂象. 中國茶葉,2013(7):38-39.
9 雷杰龍. 古茶樹不能承受之重. 普洱,2013(1):26-31.
10 虞富蓮.巴達大茶樹的死說明什么?中國茶葉,2013(3):4-6.
11 白馬非馬.古茶樹的禍福雙刃劍. 普洱,2013(1):40-42.
12 莊生曉夢.晃蕩古六大茶山. 普洱,2013(1):32-38.
13 劉大江. 千年栽培型茶樹王的故鄉(xiāng)-西雙版納古茶山印象之南糯山. 茶博覽, 2013(1): 58-61.
14 尚衛(wèi)瓊,梁名志,田易萍,劉本英,陳春林,李朝云. 云南省茶樹育種研究進展. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(13):5700-5702.
15 黃玫,王家金,包云秀,楊興榮,李 慧,謝瑾,孫雪梅,李友勇,劉本英. 茶樹新品種‘云茶春韻’選育研究. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2013,26(2):436-440.
16 徐丕忠,王家金,田易萍,周 萌,孫雪梅,李友勇,劉本英. 云南綠茶新品種‘云抗47號’的選育.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013, 26(4):1337-1343.
17 羅凡,王 云,李春華,蘇光明,董光洪,李明雍. 高品質(zhì)高產(chǎn)型茶樹新品種‘云頂早’的選育研究. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,26:432-435.
18 王開榮,韓震,梁月榮,張龍杰,李明,王盛彬.黃色白化茶樹新品種“御金香”選育研究. 中國茶葉,2013(6):24-25.
19 付杰,陳旭東,于天祥,夏小歡,黃磊.芽葉白化茶樹新品系更樓白茶的選育初報. 茶葉科學(xué)技術(shù),2013(1):13-16.
20 楊安,唐茜,謝文鋼,黃福濤,汪婷, 郭雅丹.綠茶新品種川沭28號和馬邊綠1號的生化特性及制茶品質(zhì)初探. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(10):27-30.
21 郭雅丹,汪婷,曾 艷,唐 茜. 早生優(yōu)質(zhì)茶樹新品種‘川農(nóng)黃芽早’黃茶適制性研究. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,26:446-450.
22 余有本,王衍成,紀(jì)昌中,吳世明,李華海,周天山. 優(yōu)良茶樹新品種陜茶1號的選育.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,22(7):169-173.
23 王麗,鄭德勇,葉乃興,劉 偉,楊江帆.不同茶樹品種氟含量的研究.武夷學(xué)院學(xué)報, 2013, 32(2):32-36.
24 李友勇,田易萍,孫雪梅,梁名志,劉本英,徐丕忠,包云秀,周萌.云南茶樹良種氟含量變化比較研究. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(14):6185-6187.
25 唐敏,侯渝嘉,黃尚俊,鄔秀宏,胡翔.不同茶樹品種(系)葉綠素?zé)晒馓匦员容^. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,26:1463-1467.
26 張翠玲,王 玉,丁兆堂,王正欣,劉方新. 茶樹無性系品種抗寒性的LT50研究. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,45(6):24-25.
27 李惠民,鹿顏.茶樹葉片含水量對抗寒性的影響研究.茶葉,2013,39(2):72-74.
28 馬德新,丁兆堂.茶樹優(yōu)質(zhì)抗寒種質(zhì)及基因資源發(fā)掘與開發(fā)利用數(shù)據(jù)庫建設(shè). 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2013(3):20-21.
29 羅意,董麗娟,段繼華,李賽君.福鼎大白茶等20個茶樹品種實生苗抗寒性鑒定與評價.茶葉通訊,2013,40(2):3-5.
30 范中信,葉淼炎,葉水娟,金雅芬,吳茂棋. 若干無性系良種徑山茶的品質(zhì)特征研究. 茶葉,2013,39(3):141-145.
31 李慶偉.山東茶區(qū)無性系茶樹品種主要生化成分分析研究. 農(nóng)學(xué)學(xué)報,2013,3(7):33-35.
32 劉曉東,楊春,湯周斌,劉玉芳.適制六堡茶茶樹品種部分遺傳標(biāo)記特征及其在六堡茶選育種中的作用. 中國農(nóng)學(xué)通報,2013,29(4):136-140.
33 席春奕,唐茜,吳永勝,許靜逸,惠,吳琦. 30份四川茶樹種質(zhì)資源遺傳多樣性與親緣關(guān)系的SRAP分析. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(2):6-9.
34 陳林波,劉本英,汪云剛,夏麗飛,李友勇,田易萍.茶樹HMGS基因的克隆與序列分析. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,22(5):72-76.
35 李先文,崔友勇,羅秉輪,高慶玲. 茶樹早期光誘導(dǎo)蛋白1基因的克隆和表達分析. 信陽師范學(xué)院學(xué)報-自然科學(xué)版,2013, 26(2): 208-212.
36 王小萍,李春華,馬 偉,王 云. 利用RAPD和ISSR標(biāo)記對茶樹新品種特早213與福選9號的鑒定. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,26(4):1332-1336.
37 夏麗飛,陳林波,梁名志,鄧威威,田易萍,劉本英,劉 軍. 特異茶樹資源生物堿測定及相關(guān)基因表達分析. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,26(3):947-949.
38 唐建敏,汪婷,郭雅丹,曾艷,唐茜滎經(jīng)枇杷茶野生大茶樹生物學(xué)特性的初步觀察. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(2):19-22.
39 張維成. 云南紫娟特種茶特征及栽培要點.中國茶葉,2013(1):25.
40 劉洋,張麗霞,向勤锃,孫海偉,劉騰飛,侯 劍. 山東茶樹品種引進情況的調(diào)查研究. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)2013,45(6):39-43,54.
41 黃燕芬,吳 曦,周國蘭,趙華富.茶樹無菌播種建立植株再生體系. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,42(5):60-63.
42 曹仁勇,陳學(xué)好,趙慧,高起榮. 不同茶樹品種扦插生根對比試驗.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(5):233-234.
43 Molina SP,Rey HY,Perez M,Mroginski LA. Plant regeneration of tea(Camellia sinensis) by in vitro culture of meristems, axillary buds and uninodal segments. Revista De La Facultad De Ciencias Agrarias, 2013, 45(1): 127-134.
44 Lü J, Chen R, Zhang M, Silva JATD, Ma G. Plant regeneration via somatic embryogenesis and shoot organogenesis from immature cotyledons of Camellia nitidissima Chi. Journal of Plant Physiology, 2013, 170:1202-1211.
46 Fraser K, Lane GA, Otter DE, Hemar Y, Quek SY, Harrison SJ, Rasmussen S. Analysis of metabolic markers of tea origin by UHPLC and high resolution mass spectrometry. Food Research International, 2013, 53, Issue 2:827-835.
47 Pissard A, Pierna JAF, Baeten V, Sinnaeve G, Lognay G, Mouteau A, Dupont P, Rondia A and Lateur M. Non-destructive measurement of vitamin C, total polyphenol and sugar content in apples using near-infrared spectroscopy. Journal of the Science of Food and Agriculture,2013,93: 238-244.
48 Shi B, Zhao L, Zhi R, Xi X. Optimization of electronic nose sensor array by genetic algorithms in Xihu-Longjing Tea quality analysis. Mathematical and Computer Modelling, 2013, 58:752-758.
49 Das SK, Sabhapondit S, Ahmed G, Das S. Biochemical evaluation of triploid progenies of diploid tetraploid breeding populations of camellia for genotypes rich in catechin and caffeine. Biochemical Genetics, 2013, 51:358-376.
50 Kwach BO,Owuor PO, Kamau DM, John K.Wanyoko JK and Kamunya SM. Journal of Agricultural Science and Technology B, 2013, 3:557-574.
51 Yang JB, Yang SX, Li HT, Yang J, Li DZ. Comparative Chloroplast Genomes of Camellia Species. Plos One, 2013, 8(8): e73053. doi: 10.1371/ journal.pone.0073053.
52 Singh S, Sud RK, Gulati A, Joshi R, Yadav AK, Sharma RK. Germplasm appraisal of western Himalayan tea: a breeding strategy for yield and quality improvement. Genetic Resources and Crop Evolution, 2013, 60:1501-1513.
53 Tong T, Wu CY, Gao LZ.Characterization of chloroplast microsatellite loci from whole chloroplast genome of Camellia taliensis and their utilization for evaluating genetic diversity of Camellia reticulate (Theaceae). Biochemical Systematics and Ecology, 2013, 50:207-211.
54 Bali S, Raina SN, Bhat V, Aggarwal RK, Goel S. Development of a set of genomic microsatellite markers in tea (Camellia L.) (Camelliaceae). Molecular Breeding, 2013, 32:735-741.
55 Hu CY, Lee TC, Tsai HT, Tsai YZ, Lin SF. Construction of an integrated genetic map based on maternal and paternal lineages of tea (Camellia sinensis). Euphytica, 2013, 191:141-152.
56 Nicholas I K, Vorster MJ, Steyn JM, Nyirend HE, Taylor NJ, Apostolides Z. Screening of tea (Camellia sinensis) for trait-associated molecular markers. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2013, 171:437-449.
57 Gupta S, Bharalee R, Bhorali P, Das SK, Bhagawati P, Bandyopadhyay T, Gohain, B, Agarwal N,Ahmed P, Borchetia S, Kalita MC, Handique AK,Das S. Molecular analysis of drought tolerance in tea by cDNA-AFLP based transcript profiling. Molecular Biotechnology, 2013, 53:237-248.
Advances in genetic and breeding research of tea plant (2013)
LIANG Yuerong, ZHENG Xinqiang, LU Jianliang, ZHAO Dong, YE Jianhui
(Zhejiang University Tea Research Institute, Hangzhou 310058, China)
Advances in genetic and breeding research of tea plant in 2013 in China were reviewed in the fields of tea genetic resources, breeding of new tea cultivars, mutagenesis and identification technology, application of molecular biology technique into tea breeding, as well as fine cultivars and fine methods. The research progresses in tea genetic and breeding studies abroad were reviewed in the fields of tea plant regeneration system construction, tea breeding identification technology and molecular biology techniques.
Camellia sinensis; genetic resources; new variety; identification; mutagenesis
ika RR &
RC. Establishment of dedifferentiated callus of haploid origin from unfertilized ovaries of tea [Camelliasinensis(L.) O. Kuntze] as a potential source of total phenolics and antioxidant activity. In Vitro Cell Development Biology-Plant, 2013, 49:60-69.
2013-12-13 修改稿
2014-01-15
國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系經(jīng)費資助(CARS-23)。
梁月榮(1957年-),廣西容縣人,博士,主要從事茶樹生物技術(shù)與資源利用研究。
S571.1;S50
A
0577-8921(2014)01-001-06