段志芬,楊盛美,唐一春,矣 兵,李友勇,劉 悅,劉本英,劉佳業(yè)
(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,云南省茶學(xué)重點實驗室,云南勐海666201;2.文山州經(jīng)濟(jì)作物工作站,云南文山663099)
大理茶(Camellia taliensis(W.W.Smith)Melchior)為山茶科(Teaceae)茶屬(Camellia)茶組(Setc.Thea(L)Dyer in Hook)植物,分布于云南省橫斷山脈瀾滄江中段至伊洛瓦底江流域[1],為南亞熱帶山地常綠闊葉林的優(yōu)勢樹種之一。大理茶的模式標(biāo)本由FOREEST 采于大理點蒼山感通寺附近(FOREEST G. 13477),最早定名為Thea taliensis W.W. Smith(1971),1925 年合并入Camellia 屬中,大理茶是栽培茶樹的野生近緣種[2-3],野生大理茶屬于國家二級保護(hù)樹種。大理茶主要分布在我國云南、貴州和廣西西部,云南的大理、保山、德宏、臨滄、普洱和西雙版納等地[4]。
云南茶樹種質(zhì)資源豐富,種類多,目前世界范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的茶組植物有47 種4 個變種,云南就有35 種3 個變種,占已發(fā)現(xiàn)茶組植物的74%。大理茶是云南野生茶樹資源中分布廣泛、面積大、適應(yīng)性強(qiáng)的一個茶樹資源,是茶樹資源的重要組成部分。近年來,很多學(xué)者對大理茶已開展了形態(tài)結(jié)構(gòu)、分類系統(tǒng)學(xué)、遺傳多樣性的研究。農(nóng)藝性狀對茶樹的分類、鑒定和良種選育具有重要作用,是研究茶樹資源最基礎(chǔ)的評價指標(biāo),也是茶樹在種以下或種內(nèi)進(jìn)行分類的重要依據(jù)之一[5]。在其他茶區(qū),有關(guān)茶樹農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析有很多,如張小琴等[6]對貴定鳥王種茶樹資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行了多樣性分析;蔣會兵等[7]對51 份云南茶樹地方品種進(jìn)行了農(nóng)藝和品質(zhì)性狀遺傳多樣性分析;段志芬等[8]對云南野生茶樹資源農(nóng)藝性狀多樣性進(jìn)行了分析。近年來,雖然對云南很多茶樹品種進(jìn)行了農(nóng)藝性狀的遺傳多樣性分析,但對云南大理茶的農(nóng)藝性狀和主要生化成分的遺傳多樣性分析還少見。因此,從農(nóng)藝性狀和主要生化成分2 個方面對云南大理茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性的分析,仍十分必要。
本研究采用SPSS 統(tǒng)計法對大理茶的農(nóng)藝性狀和主要生化成分進(jìn)行遺傳多樣性研究,以揭示大理茶在農(nóng)藝性狀和主要生化成分上的遺傳多樣性水平及其遺傳分化,為大理茶的保護(hù)和合理利用提供理論依據(jù)。
供試材料取自國家種質(zhì)大葉茶樹資源圃(勐海)40 份大理茶樹資源(表1)。
表1 40 份云南大理茶試驗材料
1.2.1 農(nóng)藝性狀測定 依據(jù)《茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》記載的項目、標(biāo)準(zhǔn)和方法[9-12],觀測芽葉色澤、芽葉茸毛、發(fā)芽密度、葉片大小、葉色、葉質(zhì)、葉長、葉寬、葉脈對數(shù)、一芽三葉長、一芽三葉百芽質(zhì)量、花柱長度、種子百粒質(zhì)量、子房茸毛、花瓣數(shù)、柱頭開裂數(shù)、萼片數(shù)、花瓣色澤。
1.2.2 樣品制備 依據(jù)《茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[9],采摘鮮葉→攤青→微波爐殺青→揉捻→80 ℃恒溫箱干燥→將部分茶樣用高速粉碎機(jī)粉碎、過篩,粒度0.25~0.42 mm,備用。
1.2.3 生化成分測定 水浸出物測定采用GB/T 8305—2002[13]方法,茶多酚測定采用GB/T 8313—2002[14]方法,咖啡堿測定采用GB/T 8312—2002[15]方法,氨基酸測定采用GB/T 8314—2002[16]方法,兒茶素測定采用高效液相色譜法[17]。
對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,對描述型性狀如芽葉茸毛、芽葉色澤、花瓣色澤等予以數(shù)量化賦值(表2)。利用SPSS 進(jìn)行統(tǒng)計分析。
表2 農(nóng)藝性狀選取及編碼
續(xù)表2
對農(nóng)藝性狀進(jìn)行基本統(tǒng)計分析,能較真實地表現(xiàn)品種的綜合性狀,結(jié)果較穩(wěn)定的可為育種取材提供客觀依據(jù)。
變異系數(shù)是衡量茶樹種質(zhì)資源之間相關(guān)性狀變異程度的統(tǒng)計參數(shù)[18]。對40 份云南大理茶種質(zhì)資源的18 項主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行基本統(tǒng)計分析,結(jié)果表明,大理茶的18 項主要農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)為8.91%~51.70%,表明大理茶樹種質(zhì)資源在農(nóng)藝性狀方面表現(xiàn)出較明顯的變異。其中,質(zhì)量性狀的變異系數(shù)比較大[4],范圍為32.00%~51.70%,且都在30%以上。芽葉茸毛的變異系數(shù)最大,達(dá)到51.70%,而葉色的變異系數(shù)最小,為32.00%;數(shù)量性狀的變異系數(shù)相對較小,為8.91%~35.70%,最大的是種子百粒質(zhì)量,為35.70%,其次為是葉片大小,為34.60%,葉長、葉寬、葉脈對數(shù)、一芽三葉長、一芽三葉百芽質(zhì)量、花柱長度、花瓣數(shù)、柱頭開裂數(shù)、萼片數(shù)的變異系數(shù)都小于25%,最小的是萼片數(shù)的變異系數(shù),為8.91%(表3)。
表3 主要農(nóng)藝性狀基本統(tǒng)計差數(shù)
根據(jù)40 份大理茶的18 個農(nóng)藝性狀,在遺傳距離5 cm 處將40 份大理茶樹資源進(jìn)行聚類分析,可將其分為三大類群(圖1)。第一類群包括20 份資源,主要特點為:發(fā)芽密度稀,芽葉黃綠色,芽葉茸毛中等,葉片為大葉或特大葉,葉色綠色,葉質(zhì)較硬;第二類群包括11 份大理茶資源,其主要特點為:發(fā)芽密度中等,芽葉茸毛多,芽葉色澤呈綠色,葉片為中葉,葉色以綠色為主,葉質(zhì)中等;第三類群包括9 份資源,主要特點為:發(fā)芽密度密,芽葉黃綠色,芽葉茸毛中等,中葉,葉色深綠,葉質(zhì)柔軟,種子百粒質(zhì)量在3 個居群中最高。
對40 份大理茶的13 項主要生化成分進(jìn)行基本統(tǒng)計分析(表4),結(jié)果表明,云南大理茶樹資源的主要生化成分在不同材料間有明顯的差異性,表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性。水浸出物變異系數(shù)最小,為4.05%,其改良潛力最小,水浸出物含量最高的是忙丙大山茶,達(dá)到56.79%,最低的是攸樂野茶,含量為47.07%;西舍路大樹茶茶多酚含量最高,達(dá)到28.70%,含量最低的是涌寶勐稿茶,為19.44%;氨基酸總量最高達(dá)到4.09%,為涌寶勐稿茶,最低的是閘上大樹茶,含量為1.46%;咖啡堿含量最高的是巴達(dá)二號,含量為4.89%,最低的是勐穩(wěn)野茶,含量為0.58%;C含量最高的是巴達(dá)二號,達(dá)到4.65%,最低的是勐穩(wěn)野茶,為0.51%;ECG 的變異系數(shù)最大,達(dá)到55.93%,其改良的潛力最大,ECG 含量最高的是勐養(yǎng)叢茶,含量為3.91%,最低的是忙丙大山茶,為0.25%;EC 含量最高的是安定野茶,為6.04%,含量最低的是弄島野茶(1),為0.46%;EGCG 的變異系數(shù)達(dá)到53.21%,含量最高的是小坡頭茶,達(dá)到3.76%,最低的是右甸寶紅茶,是0.24%;EGC 含量最高的可達(dá)到4.07%,是西舍路大樹茶,而弄島野茶(2)的EGC 含量最低,為0.61%;文帕紅芽茶的GA 含量最高,為0.11%,閘上大樹茶的GA 含量最低,為0.03%;GCG 含量最高的是巴達(dá)二號,為0.41%,最低的是西舍路大樹茶和攸樂野茶,含量都是0.13%;GC 含量最高為0.63%,是達(dá)諾茶,最低的是弄島野茶(1),為0.12%;兒茶素總量最高的是達(dá)諾茶,為18.20%,最低的是涌寶勐稿茶,含量為5.24%。
表4 主要生化成分基本統(tǒng)計分析 %
對40 份云南大理茶樹資源的主要生化成分在遺傳距離5 cm 處進(jìn)行了聚類分析,可以將其分為三大類群(圖2)。第一類群包括23 份資源,主要特點為:咖啡堿、EGCG、氨基酸含量較高,而ECG 含量低;第二類群包括8 份資源,主要特點為:EGCG、咖啡堿含量較低,而EC、C 和兒茶素總量高;第三類群包括9 份資源,主要特點為:氨基酸含量低,而水浸出物、茶多酚、兒茶素總量、ECG、EGCG、GA含量高。
作為生物多樣性的重要組成部分,遺傳多樣性是研究物種多樣性的基礎(chǔ),遺傳多樣性的研究可以探明生物進(jìn)化的歷史和適應(yīng)環(huán)境的潛力,對于資源的保護(hù)和利用具有重要作用,也是遺傳改良成功的關(guān)鍵[6]。
本研究對云南大理茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行農(nóng)藝性狀、主要生化成分的基本統(tǒng)計分析和聚類分析,為能夠有效地利用大理茶樹種質(zhì)資源、篩選優(yōu)異的茶樹種質(zhì)資源提供了科學(xué)依據(jù),也為保護(hù)大理茶樹種質(zhì)資源提供了理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明,從農(nóng)藝性狀看,云南大理茶樹具有很大的變異系數(shù),為8.91%~51.70%;18 個農(nóng)藝性狀聚類分析表明,在遺傳距離5 cm 處可聚為三大類,第1 類葉片大,葉色綠色,可作為選育大葉茶的親本;第2 類、第3 類發(fā)芽密度高,芽葉茸毛多,芽葉色澤呈綠色,葉質(zhì)柔軟,可用來選育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的茶樹品種。
主要生化成分的變異系數(shù)為4.05%~55.93%?;谥饕煞值木垲惙治鰧?0 份大理茶樹資源在遺傳距離為5 cm 處可聚為三大類,存在著高EGCG、高氨基酸、高咖啡堿,低EGCG、低ECG、低咖啡堿的大理茶資源,可以為選育高咖啡堿、高氨基酸、高多酚,低多酚、低咖啡堿等特異品種提供可靠的理論依據(jù)。