蘇 會，劉建軍，2，賀 巍，李美鳳，溫貝貝，馮建燦

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河南 鄭州 450002； 2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，國家植物功能成分利用中心, 湖南 長沙 410128)

豫南地區(qū)茶樹種質(zhì)資源多樣性初探

蘇 會1，劉建軍1，2，賀 巍1，李美鳳1，溫貝貝1，馮建燦1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河南 鄭州 450002； 2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，國家植物功能成分利用中心, 湖南 長沙 410128)

基于16種性狀對豫南地區(qū)115份茶樹種質(zhì)資源進行遺傳變異分析，其結(jié)果表明，各性狀間差異顯著，遺傳多樣性豐富。水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿含量的變異系數(shù)分別為10.47%、17.96%、29.78%、28.57%，平均值為21.7%。聚類分析茶樹資源被分為3類，第一類氨基酸和咖啡堿含量均高，第二類氨基酸和咖啡堿含量中等，第三類氨基酸和咖啡堿含量偏低。進一步相關(guān)性分析表明，氨基酸和咖啡堿含量相關(guān)性極顯著。

茶樹；種質(zhì)資源；多樣性

茶Camelliasinensis(L.)O.Kuntze屬于山茶科山茶屬茶組植物，是一種多年生常綠木本作物，起源于中國的云貴地區(qū)[1-2]。茶葉作為一種具有保健作用的綠色健康飲品，受到了世界各地消費者的喜愛，消費人群越來越年輕化，消費需求越來越多元化，對茶葉品質(zhì)的要求也越來越高。茶樹品種的遺傳改良是滿足這一發(fā)展趨勢的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于茶樹的高度自交不親和性，傳統(tǒng)的茶樹選育工作要長達15～20年，這嚴(yán)重阻礙了茶樹品種的改良和茶葉生產(chǎn)的發(fā)展，因而，研究種質(zhì)資源的多樣性，發(fā)掘新的茶樹資源，擴大遺傳材料是茶樹育種的物質(zhì)基礎(chǔ)[3-5]。河南茶葉生產(chǎn)歷史悠久，距今已有2 000多年，有信陽毛尖等優(yōu)質(zhì)名茶[7]。茶葉栽培多集中在信陽，南陽，駐馬店等地。豫南地處中國南北氣候的過渡帶，又是南茶北引的過渡區(qū)，因而在中國茶葉生產(chǎn)和引種馴化中有著特殊的地位。但國內(nèi)對該區(qū)茶樹資源多樣性研究卻少見報道，為此，筆者進行了調(diào)查分析，以期為豫南茶區(qū)優(yōu)良品種選育和茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗材料

2015-04-25—2015-05-01在豫南3個地區(qū)8個縣區(qū)采集115份茶樹資源(表1)。育成品種采自信陽市茶樹資源圃。群體種，在100～400米海拔范圍內(nèi)選取茶園，根據(jù)表型性狀的差異選取采摘地點確保采樣有代表性，以80 cm × 80 cm為采摘面積(長勢一致)，采用對角線5點取樣法，以一芽二葉為采摘標(biāo)準(zhǔn)。

1.2表型性狀測定

選用12個表型性狀(樹型，樹姿，葉形，葉色，

葉面，葉身，葉片質(zhì)地，葉尖，葉緣，葉齒深度，葉齒銳度，葉齒密度)，參考陳亮等[8]編著的《茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進行觀測和描述,茶樹表型性狀及鑒定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3內(nèi)含物含量測定

采摘一芽二葉新梢，將鮮葉于120℃烘箱烘至足干，取部分茶樣用高速粉碎機粉碎，過40目篩保存?zhèn)溆?。水浸出物采用GB/T8305-2002測定；茶多酚按照GB/T8313-2008福林酚法測定；游離氨基酸總量按照GB/T8314-2002測定；咖啡堿按照GB/T8312-2013高效液相色譜法測定。

1.4統(tǒng)計分析

采用Excel軟件分別計算平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)。采用SPSS軟件進行顯著性分析和相關(guān)性分析及聚類分析。

表1 茶樹資源名稱及編號Table 1 The name and code of the tested 115 tea germplasms

續(xù)表Cotinuing table

表2 豫南茶樹資源表型變異范圍及級別Table 2 The phenotypic degree and heteromorphosis characteristics of tea germplasm in southern Henan

2 結(jié)果與分析

2.1茶樹形態(tài)性狀的遺傳變異

對115份茶樹種質(zhì)資源的12種表型性狀的統(tǒng)計分析表明(圖1)，各性狀在其描述級別上均有分布(樹型除外)，且不均勻。樹姿有3種表型，以半開張居多，其次是直立。葉形以橢圓形和長橢圓形所占比例較高。葉面以平和微隆所占比例較高，葉身以內(nèi)折所占比例較高。葉片質(zhì)地中所占比例較高。葉尖以鈍尖所占比例最高，其次是漸尖。葉緣是平和微波所占比例最高。葉齒銳度以銳和中所占比例較高。葉齒深度淺和中所占比例較高。葉齒密度以中所占比例最高，且遠(yuǎn)高于稀和密。由此得知，茶樹的12種表型性狀均表現(xiàn)出一定的集中性，不同性狀遺傳多樣性水平不同。

圖1 茶樹資源表型性狀的分布特征Fig.1 The distribution of heteromorphosis characteristics of tea germplasm

2.2茶樹內(nèi)含物含量的遺傳變異

由表3可以看出，水浸出物、茶多酚、咖啡堿、氨基酸均表現(xiàn)為差異顯著，他們的變異系數(shù)范圍10.47%～29.78%，平均值為21.7%。從變異幅度來看，氨基酸變異系數(shù)最高，為29.78%，水浸出物變異系數(shù)最低，為10.47%。從變異幅度來看，水浸出物為29.97%～51.87%，茶多酚為7.09%～25.38%，氨基酸為0.94%～5.09%，咖啡堿為0.13%～4.43%?？梢姡ツ喜铇浞N質(zhì)資源內(nèi)含物含量的變異幅度和變異系數(shù)均較大，茶樹資源性狀差異顯著，遺傳多樣性豐富，優(yōu)異資源篩選潛力大。

2.2.1 茶樹資源水浸出物含量的差異 對115份材料分析，各茶樹資源之間水浸出物含量差異較大。其平均值為43.17%。由圖2可知，水浸出物含量集中在39.43%～50.28%，高于平均值的有59份(占51.3%)，表明這些茶樹種質(zhì)資源水浸出含量普遍較高。高水浸出物含量(>45%)的資源有26份，其中含量高于50%的有7份。水浸出物含量高低決定了鮮葉的內(nèi)含物豐富度及成茶滋味的濃度和強度，是成茶品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)[9]。高水浸出物的資源將來可用作優(yōu)異材料的篩選。

2.2.2 茶樹資源茶多酚含量的差異 115份茶樹資源的茶多酚含量差異顯著，變異幅度較大，其平均值為18.47%。由圖3可知，茶多酚含量多集中在15.43%～24.55%，茶多酚含量處于中上等水平。其中茶多酚含量高于平均值的有65份(占56.5%)，高茶多酚(>22%)有59份。茶多酚是鮮葉中重要的化學(xué)成分，決定了成茶外形色澤，茶湯滋味和香氣以及葉底色澤，更是茶葉中重要的保健成分。因此，高茶多酚的茶樹資源可用于藥物的提純和茶樹遺傳材料的改良。

2.2.3 茶樹資源氨基酸含量的差異 測定結(jié)果表明，茶樹資源的氨基酸含量差異顯著，其平均值為3.01%。由圖4可知，氨基酸含量多分布在2.17%～3.84%,處于中等水平偏上。高于平均值的資源有50份(占43.5%)，其中高氨基酸含量(>4%)的茶樹資源有17份。氨基酸是茶葉鮮爽味的主要來源，決定了成茶的香氣種類和強度，因而選擇高氨基酸的資源可用于茶樹育種的材料和高香茶的開發(fā)。

2.2.4 茶樹資源咖啡堿含量的差異 測定結(jié)果表明，茶樹資源的咖啡堿含量差異顯著，其平均值為2.88%。由圖5可知，咖啡堿含量多分布在2.28%～4.08%，處于中上等水平。高于平均值的資源有59份(占51.3%)，其中高咖啡堿含量(>3.8%)的茶樹資源有14份，含量高于4%的茶樹資源有8份，其中有1份的咖啡堿含量低于1%(0.13%)。咖啡堿是茶葉苦味的主要源物質(zhì)，具有提神醒腦的功效。這些高咖啡堿和低咖啡堿的茶樹資源可分別用于咖啡堿純品的提取和低咖啡堿飲品的開發(fā)。

表3 茶樹資源內(nèi)含物含量統(tǒng)計分析Table 3 Statistics analysis of contents of inclusions in tea germplasm

圖2 茶樹資源水浸出物含量的差異Fig.2 The variation of contents of waterextract in tea germplasm

圖3 茶樹資源茶多酚含量的差異Fig.3 The variation of contents ofpolyphenols in tea germplasm

圖4 茶樹資源氨基酸含量的差異Fig.4 The variation of contents of totalfree amino in tea germplasm

2.3聚類分析

基于茶樹主要內(nèi)含物含量進行聚類分析，在遺傳距離為0.867時，115份茶樹資源被分為3類。 由圖6看出，是按氨基酸和咖啡堿的含量高低來聚類。聚入I類的有3份，其氨基酸和咖啡堿含量明顯偏高，而多酚含量偏低，水浸出物中等水平；聚入II類有25份，氨基酸，咖啡堿含量明顯偏低，茶多酚、水浸出物含量為中等水平；聚入III類有87份(信陽地區(qū)除個別品種外全聚在此類)，氨基酸、咖啡堿含量均處于中等水平，茶多酚和水浸出物含量在平均值附近。

圖5 茶樹資源咖啡堿含量的差異Fig.5 The variation of contents ofcaffeine in tea germplasm

數(shù)字代表不同茶樹資源編號。

2.4相關(guān)性分析

根據(jù)聚類結(jié)果，基于水浸出物等4種內(nèi)含物含量對115份茶樹資源進行了相關(guān)性分析(表4)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氨基酸與咖啡堿相關(guān)性極顯著，其中氨基酸與咖啡堿的相關(guān)系數(shù)為0.56。水浸出物與其他3者均為顯著性相關(guān)，這也表明了水浸出物含量在一定程度上反映了內(nèi)含物成分的含量高低，是制茶品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

表4 茶樹資源內(nèi)含物含量的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of the biochemical contents in tea germplasm

注：* *表示極顯著相關(guān)。

Note：* *refers to significant correlation.

3 小結(jié)與討論

3.1茶樹種質(zhì)資源的表型變異

115份茶樹資源的植物學(xué)性狀在各級均有分布，且分布呈現(xiàn)一定的集中性，說明了茶樹資源種類豐富及具有明顯的地域性。植物學(xué)性狀相比于其他經(jīng)濟性狀或農(nóng)藝性狀，變異系數(shù)較小，因為植物學(xué)性狀往往不是人為定向選擇的目標(biāo)，隨著資源評價工作的深入，植物學(xué)性狀將逐步趨向農(nóng)藝性狀[10]。

茶樹資源的4種內(nèi)含物含量差異顯著，其中水浸出物含量是成茶品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定了茶湯滋味的醇厚度。茶多酚、氨基酸、咖啡堿既是成茶品質(zhì)的關(guān)鍵影響因子，又是茶葉保健功效的理化成分。

水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿的含量平均值分別為為43.17%、18.47%、3.01%、2.88%，變異系數(shù)分別為10.47、17.96、29.78、28.57。鄢東海等[11]研究了貴州茶樹的生化多樣性，水浸出物等的含量平均值分別為為45%、32.6%、3.3%、2.8%。王新超等[12]對廣西98份茶樹資源進行分析，水浸出物等4種成分的含量平均值分別為41.9%、28.7%、2.9%、3.6%，變異系數(shù)為7.9、16.8、25.6、15.3。季鵬章等[13]分析了云南104份茶樹資源，水浸出物等4種成分的含量平均值分別為46.41%、32.8%、3.06%、4.7%，變異系數(shù)分別為6.14、10.58、32.43、11.72。本研究與之比較發(fā)現(xiàn)，水浸出物含量的平均值相差不大，而茶多酚含量的平均值相差較大，含量高低為云南>廣西>貴州>豫南，氨基酸為云南>貴州>豫南>廣西；咖啡堿為云南>廣西>豫南>貴州。云南、廣西屬于華南茶區(qū)，為最適宜區(qū)，氣候土壤等生態(tài)環(huán)境都是茶樹生長的最適條件，云南又是茶樹的原產(chǎn)地，所以云南各個指標(biāo)均高于其他地區(qū)，而其他樣品則基本符合隨著緯度的降低，茶多酚含量增加，而含氮化合物相對較低的規(guī)律[7]。貴州屬于西南茶區(qū)，茶樹生長的適宜區(qū)，而豫南地區(qū)屬于次適宜區(qū)，茶多酚含量相對低，氨基酸含量高，適合發(fā)展綠茶[3]。從變異系數(shù)來看，說明了豫南茶區(qū)茶樹資源的多樣性。

虞富蓮等[14]研究指出，制茶品質(zhì)的優(yōu)劣主要取決于水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿4種成分的合理比例及均衡程度。王小平等[15]根據(jù)這4種成分進行了優(yōu)異資源的篩選。本研究的115份資源中，有33份都至少有1種成分表現(xiàn)較優(yōu)異，可作為育種的優(yōu)異材料。其中有16份資源的4種成分均高于平均值，另外17份茶樹資源的某些成分則低于其平均值，可作為遺傳材料的參考。如其中有一份茶多酚和咖啡堿含量均較高，但氨基酸含量較低，可作為制作紅茶的材料[16]。33份資源中酚氨比小于8的茶樹，適合制綠茶[17]。

3.2茶樹種質(zhì)資源多樣性的分布

聚類分析表明茶樹的分組按內(nèi)含物含量差異來分類，這也很好的說明了茶樹資源生化成分的多樣性及變異幅度的廣泛性，前人關(guān)于聚類多是以地區(qū)為分組，而本研究則按照生化成分含量的差異進行了分類，王新超等[12]根據(jù)酚氨比不同即茶葉的適制性對廣西茶樹資源進行了分類。聚類沒有按地區(qū)來分，這與姚明哲等[18]的研究結(jié)果相一致，江北茶區(qū)的茶樹資源在居群間遺傳分化小，而在居群內(nèi)經(jīng)過異交，人工選擇等導(dǎo)致遺傳差異逐步增大。

3.3茶樹表型性狀的相關(guān)性分析

茶樹資源的多樣性為優(yōu)異品種的篩選提供了豐富的材料。對內(nèi)含物含量的相關(guān)性分析，可用于輔助優(yōu)異材料的選擇，更加具有針對性。4種生化成分間的聚類分析進一步證明了相關(guān)性分析中氨基酸與咖啡堿的極顯著正相關(guān)性，說明他們之間可能存在性狀連鎖，也可能與某些氨基酸是咖啡堿的前體物質(zhì)有關(guān)。這種顯著正相關(guān)性與它們含量的季節(jié)性變化的同一分布性相一致。4種成分間的相關(guān)性為以后分子標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析提供了一定的參考依據(jù)，與分子標(biāo)記技術(shù)相結(jié)合，可以為分子育種提供可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)手段。

[1] 虞富蓮. 論茶樹原產(chǎn)地和起源中心[J]. 茶葉科學(xué),1986,6(1)：1-8.

[2] WIGHT W. Nomenclature and classification of tea plant[J]. Nature，1959，183(4677)：1726-1728.

[3] 江昌俊. 茶樹育種學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2011.

[4] 羅耀平. 茶樹栽培學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[5] 宛曉春. 茶葉生物化學(xué)[M].北京：國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[6] CHEN L, ZHOU Z X. Variations of main quality components of tea genetic resources[Camelliasinensis(L) O.Kuntze]preserved in the China National germplasm tea repository[J]. Plant Foods for Human Nutrition，2005，60(1)：31-35.

[7] 油保全. 河南農(nóng)業(yè)(茶文化)[M]. 鄭州：河南農(nóng)業(yè)雜志社，2010.

[8] 陳亮，楊亞軍，虞富蓮等. 茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:國農(nóng)業(yè)出版社，2007.

[9] 施兆鵬. 茶葉加工學(xué)[M].北京 中國農(nóng)業(yè)出版社，1997.

[10] 王力榮，朱更瑞，方偉超. 桃種質(zhì)資源若干植物學(xué)數(shù)量性狀描述指標(biāo)探討[J]． 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38(4)：770-776.

[11] 鄢東海，羅顯揚，魏杰，等. 貴州地方茶樹資源的生化成分多樣性及綠茶品質(zhì)[J]． 中國農(nóng)學(xué)通報，2010，26(3)：81-85.

[12] 王新超，陳亮，楊亞軍. 廣西茶樹資源生化多樣性分析[J]． 植物遺傳資源學(xué)報，2010，11(3)：309-314.

[13] 季鵬章，王家金，劉大會，等. 云南茶樹資源生化多樣性分析[J]． 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，26(6)：2227-2230.

[14] 袁祖麗，李華鑫，呂立哲，等.豫南31種茶樹品種光合特性與品質(zhì)成分的研究[J]．河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，44(3)：267-272.

[15] 宋維希，劉本英，矣兵，等. 云南茶樹優(yōu)異種質(zhì)資源的鑒定評價與篩選[J]． 茶葉科學(xué)，2011，31(1)：45-52.

[16] 陳岱卉，葉乃興，鄒長如. 茶樹品種的適制性與茶葉品質(zhì)[J]． 福建茶葉，2008(1)：2-4.

[17] 程啟坤．茶葉品種適制性的生化指標(biāo)——酚氨比[J]．中國茶葉，1983(1)：38.

[18] 姚明哲，劉振，陳亮，等. 利用EST-SSR分析江北茶區(qū)茶樹資源的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)[J]． 茶葉科學(xué)，2009，29(3)：243-250.

(責(zé)任編輯：李 瑩)

DiversityanalysisofteagermplasminSouthernHenan

SU Hui1，LIU Jianjun1，2，HE Wei1，LI Meifeng1，WEN Beibei1， FENG Jiancan1

(1.College of Horticulture，Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China; 2.Hunan Agricultural University， National Research Center of Engineering Technology for Utilization of Botanical Functional Ingredients， Changsha 410128， China)

115 tea plant accessions of southern Henan were studied based on 16 characteristics. The results showed that there were significant differences and great diversity among them. The variation of contents of water extract, polyphenols, total free amino acid and caffeine was 10.47%, 17.96%, 29.78%, and 28.57% respectively. Cluster analysis showed that 115 accessions could be divided into three groups. The contents of total free amino group are higher than the other two groups, and then the second higher the third one. Correlation analysis there was significant correlation between the contents of total free amino acid and caffeine. We also found some well-performed germplasm resources. Those could be basis for genetic improvement and variety breeding of tea plants.

tea plant; germplasm resources; diversity

2015-11-20

河南省高校科創(chuàng)新團隊支持計劃(14IRTSTHNO11)

蘇 會(1990-)，女，河南安陽人，碩士研究生，主要從事茶樹遺傳育種研究。

馮建燦(1963-)，男，河南新密人，教授，博士研究生導(dǎo)師。

1000-2340(2016)04-0479-07

S 682-31

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