王治會(huì) 彭華 江新鳳 李延升 楊普香
(江西省蠶桑茶葉研究所 330202)
在茶樹品種選育過程中,分析種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)、種質(zhì)構(gòu)成及利用,對(duì)目標(biāo)性品種選育極為重要[1]。目前各種DNA分子標(biāo)記與同功酶標(biāo)記已廣泛應(yīng)用于茶樹種質(zhì)資源的分類和鑒定研究中[2],但農(nóng)藝性狀的鑒定以及描述依然是茶樹種質(zhì)資源研究中最直觀與最基本的途徑和方法[3],依據(jù)芽葉性狀能夠初步判斷出茶樹資源的適制性并進(jìn)行優(yōu)異資源的篩選[4]。利用聚類分析對(duì)茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行分類,能夠較真實(shí)地反應(yīng)出資源的綜合性狀,且結(jié)果較穩(wěn)定,可為育種親本取材與優(yōu)異資源篩選提供客觀依據(jù)[5]。
茶葉為江西重要的經(jīng)濟(jì)作物,已經(jīng)成為部分地區(qū)農(nóng)民收入的來源之一,但本地茶樹優(yōu)良品種的選育率不高,制約了江西茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。為了加快江西選育適宜本地的優(yōu)良茶樹品種,江西省蠶桑茶葉研究所引進(jìn)和收集了部分國(guó)家級(jí)茶樹良種和地方茶樹品種,以期為江西茶區(qū)茶樹的品種創(chuàng)新和生產(chǎn)利用提供基礎(chǔ)。本研究對(duì)江西省茶樹種質(zhì)資源圃內(nèi)保存的35份茶樹資源的21個(gè)芽葉性狀進(jìn)行鑒定和分析,旨在客觀分析各份資源的芽葉性狀特點(diǎn),為江西茶區(qū)茶樹育種、雜交親本選擇和資源利用等提供參考,并以省外引進(jìn)良種為對(duì)照,初步篩選出適制優(yōu)質(zhì)綠茶的優(yōu)異資源。
以江西省蠶桑茶葉研究所茶樹種質(zhì)資源圃內(nèi)保存的35份茶樹資源為實(shí)驗(yàn)材料,資源名目見表1,其中1~18號(hào)為江西省內(nèi)的種質(zhì)資源,1~13號(hào)為新品系,19~35號(hào)為省外引進(jìn)的茶樹種質(zhì)資源。
表1 資源編號(hào)及來源
選取21個(gè)芽葉性狀進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì),以此分析茶樹資源芽葉性狀與資源類型。21個(gè)芽葉性狀均按照陳亮等[7]編著的《茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行觀測(cè)和測(cè)定。
對(duì)每份材料的描述型性狀(葉形、葉色、葉基、葉身、葉尖、葉面隆起、葉緣、葉背茸毛、葉質(zhì)、葉齒形態(tài)、葉片大小、芽葉顏色、芽葉茸毛)重復(fù)觀測(cè)10 次,對(duì)數(shù)值型性狀(葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、葉厚、葉脈對(duì)數(shù)、發(fā)芽密度、一芽二葉長(zhǎng)、一芽二葉百芽重)重復(fù)測(cè)量3 次,取平均值。
35份茶樹資源的21個(gè)芽葉性狀中數(shù)量型性狀分析采用原數(shù)值數(shù)據(jù),對(duì)描述性狀采用賦值后的數(shù)據(jù)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,芽葉性狀賦值見表2。使用SPSS19.0做數(shù)據(jù)描述與聚類分析。
表2 茶樹資源芽葉性狀賦值
對(duì)35份茶樹種質(zhì)資源的芽葉性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見表3,從表3可以得知35份茶樹資源的芽葉性狀的極小值、極大值、均值與變異系數(shù),從變異系數(shù)可以看出不同材料之間存在較大的差異,不同性狀之間表現(xiàn)出不同程度的多樣性。21個(gè)芽葉性狀的變異系數(shù)范圍為12.78%~51.71%,均值為31.04%,10個(gè)性狀的變異系數(shù)大于平均值。其中葉身的變異系數(shù)最大為51.71%;其次為葉齒形態(tài)、葉面隆起、葉緣、葉質(zhì)、葉面積,變異系數(shù)分別為46.28%、42.90%、40.69%、39.14%、39.06%;葉厚與葉脈對(duì)數(shù)的變異系數(shù)最小,分別為12.78%、17.83%。
對(duì)35份茶樹資源的21個(gè)性狀數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理之后進(jìn)行聚類分析,結(jié)果見圖1。從圖1中可以看出,在遺傳距離為4時(shí),35份茶樹資源被劃分為6類,其中第1類共5份資源,第2類共9份資源,第3類共5份資源,第4類共11份資源,第5類共2份資源,第6類共3份資源。
表3 茶樹資源芽葉性狀統(tǒng)計(jì)
圖1 聚類分析系譜圖
各品種類群的芽葉性狀均值見表4,從表4可以看出各類群的芽葉性狀特征如下:
第一類共5份資源,分別為編號(hào)12、27、31、8、16,其中8、12為新資源。主要表現(xiàn)為葉寬、葉面積、葉厚、葉脈對(duì)數(shù)、一芽二葉長(zhǎng)、一芽二葉百芽重均為6類中最小的,發(fā)芽密度中等,葉身均為內(nèi)折,葉片大小均為小葉、葉色為綠色。依據(jù)此類資源的特點(diǎn),可以使用這些資源作為親本,選育小葉型、葉色綠色、產(chǎn)量潛力較大茶樹品種。
第二類共9份資源,分別為編號(hào)2、17、18、20、22、21、29、32、1,其中1、2為新資源。主要表現(xiàn)為葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、葉厚都是6類中最大的,發(fā)芽密度中等,一芽二葉長(zhǎng)較長(zhǎng)、一芽二葉百芽重較重,葉基
以楔形為主,葉背茸毛以少為主,葉片以中葉為主。此類資源可以作為選育葉面積、葉厚、產(chǎn)量潛力均較大和葉面隆起的茶樹遺傳資源材料。
第三類共5份資源,分別為編號(hào)19、24、30、34、4,其中4為新資源。主要表現(xiàn)為葉脈對(duì)數(shù)為6類中最大的,葉厚為6類中最小的,葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、一芽二葉長(zhǎng)為較大、發(fā)芽密度較低,葉背茸毛均為無,葉質(zhì)以柔軟為主,葉片大小均為中葉,芽葉茸毛為中、多,葉面隆起以微隆起為主。此類資源可以作為選育葉面較寬、芽葉茸毛多、葉片較薄、葉面微隆起的茶樹遺傳資源材料。
第四類共11份資源,分別為編號(hào)3、7、25、28、5、14、6、33、9、11、10,其中3、5、6、7、10、11為新資源。主要表現(xiàn)為葉長(zhǎng)為6類中最小的,葉寬、葉面積較小,發(fā)芽密度較低,一芽二葉長(zhǎng)為6類中最長(zhǎng)的,葉形以橢圓為主,葉色以綠色為主,葉齒形態(tài)以少齒為主,葉片大小以小葉為主,芽葉茸毛以少為主。此類資源可以作為選育芽葉茸毛少、葉面積小的茶樹遺傳資源材料。
第五類共2份資源,分別為編號(hào)13、26,其中13為新資源。發(fā)芽密度為6類中最大,主要表現(xiàn)為葉形均為橢圓、葉尖均為漸尖、葉質(zhì)均為中、芽葉茸毛均為中。此類資源可以作為選育葉色黃綠、發(fā)芽密度大、產(chǎn)量潛力極大的茶樹遺傳資源材料。
第六類共3份資源,分別為編號(hào)23、35、15。主要表現(xiàn)為葉厚在6類中最大,發(fā)芽密度在6類中最低,一芽二葉百芽重在6類中最大,葉基均為近圓形、葉身均為內(nèi)折、葉緣均為平。此類資源可以作為選育葉厚較厚、一芽二葉百芽重較重的茶樹遺傳資源材料。
表4 茶樹各類群的芽葉性狀均值
江西茶區(qū)主要以生產(chǎn)綠茶為主,綠茶的育種目標(biāo)在不同的加工工藝中對(duì)茶樹芽葉外觀品質(zhì)性狀的選擇要求不同。卷曲形茶要求芽葉小,芽葉色澤黃綠或綠,茸毛多或特多;針形茶要求芽頭大、百芽重重、芽色綠;扁形茶要求芽葉小,芽葉色澤綠或黃綠,茸毛少;芽葉隆起性強(qiáng)、葉質(zhì)柔軟、發(fā)芽密度高都是品質(zhì)好與產(chǎn)量大的標(biāo)志[8~9]。在育種初期進(jìn)行篩選時(shí),可根據(jù)這些目標(biāo)性狀進(jìn)行初選。福鼎大白茶、浙農(nóng)113、浙農(nóng)117、玉筍、名山白毫是福建、浙江、湖南、四川等省培育的優(yōu)良品種,在江西均有較長(zhǎng)時(shí)間的引種歷史,制作出來的針形名優(yōu)綠茶、卷曲形名優(yōu)綠茶品質(zhì)較好[10~11],以此為對(duì)照能幫助篩選更好的綠茶適制品種。1~13號(hào)為江西省蠶桑茶葉研究所選育出的新資源,從上述聚類分析與性狀分析可以看出,N-1、N-2與福鼎大白茶、浙農(nóng)117等良種聚為一類,N-3、N-7、N-5、N-6、N-9、N-10、N-11與浙農(nóng)113等良種聚為一類,N-4與名山白毫聚為一類,這10份資源分別與引進(jìn)的適制優(yōu)質(zhì)綠茶的良種聚類在一起,且符合適制優(yōu)質(zhì)綠茶的茶樹芽葉性狀特點(diǎn),說明這10份資源的芽葉性狀表現(xiàn)優(yōu)良,適合制作優(yōu)質(zhì)綠茶,有望成為優(yōu)良資源的潛力。N-13的發(fā)芽密度為全部資源中最高,有望成為特異性新資源。
種質(zhì)資源是茶樹育種的物質(zhì)基礎(chǔ),充分挖掘和分析茶樹種質(zhì)資源的芽葉性狀是茶樹品種選育、資源充分利用的重要工作。本研究對(duì)35份茶樹資源的芽葉性狀進(jìn)行分析,結(jié)果表明,35份資源存在極顯著的遺傳多樣性,21個(gè)芽葉性狀的變異系數(shù)范圍為12.78%~51.71%,均值為31.04%,明顯高于廣東連南[12]、蘇州東山[13]、杭州淳安[14]、廣西[15]等地的變異系數(shù)。聚類分析表明在遺傳距離為4時(shí)可將資源分為6類,通過對(duì)6類的芽葉性狀分析,明確了各類茶樹資源的芽葉性狀特點(diǎn),分析了各類適宜作為遺傳親本材料的類型。并以省外引進(jìn)良種為對(duì)照,結(jié)合適制優(yōu)質(zhì)綠茶的茶樹資源芽葉特點(diǎn)為參考,從13份新資源中初步篩選出10份芽葉性狀表現(xiàn)優(yōu)異的茶樹資源,其中N-13有望成為發(fā)芽密度極高的特異資源。依據(jù)芽葉性狀篩選的優(yōu)異茶樹資源僅為育種初期的選擇,后續(xù)還需對(duì)其生化成分、抗性、適制性等方面進(jìn)行研究鑒定,以便選育出適合江西本地種植的茶樹優(yōu)良品種與特異品種。