黎 娜,鐘興剛,黃懷生,陳瑩玉,粟本文
(湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所,湖南 長沙 410125)
汝城白毛茶是湖南四大地方特色茶樹種質(zhì)資源之一,也是我國珍稀的特色野生茶樹種質(zhì)資源,屬山茶科山茶屬毛葉茶種,學(xué)名Camellia ptilophylla,Chang[1-8]。原產(chǎn)于湖南汝城縣羅霄山脈九龍江一帶原始次生林地帶,位于北緯25°19′~25°52′、113°16′~113°59′,屬南亞熱帶向中亞熱帶過渡的季風(fēng)濕潤氣候區(qū)[9-12]。該區(qū)域具有優(yōu)良的生態(tài)條件,森林覆蓋率高,氣候溫暖濕潤,年平均氣溫16.6℃~17.6℃, 10℃以上有效積溫5105.9℃,年降水量1545.7~1763.4 mm,相對濕度82%,生態(tài)環(huán)境極適宜茶樹生長。汝城白毛茶主要分布在海拔270~760 m之間,該區(qū)域云霧繚繞,漫射光多,其土壤為花崗巖風(fēng)化的灰砂土,土壤肥沃,有機(jī)質(zhì)含量高[13-15]。
汝城白毛茶屬半喬木型或小灌木型,大葉種,樹高3~5 m,樹幅3 m左右,骨干枝直立,主軸明顯,分枝角度??;葉片大,呈橢圓形,葉形指數(shù)較大,葉脈較多,葉緣稍外卷,葉質(zhì)厚、脆硬,葉背有茸毛;新梢生長力強(qiáng),發(fā)芽早,開采期一般在3月中旬,芽頭肥壯,百芽重116 g,芽葉持嫩性較好,芽葉多茸毛,色澤以黃綠和紫綠為主[5,6,8,10,12,16]。汝城白毛茶花部器官、葉部性狀與峒茶群體相近,與云臺山群體和江華苦茶群體存在顯著差異,花萼、花瓣帶毛,花柄短,花冠較大,萼片較長,區(qū)別于一般茶樹品種的主要特征是萼片有毛[8]。
汝城白毛茶屬早生種,豐產(chǎn)性較低,與云南大葉群體、江華苦茶群體、城步峒茶群體相比,生長能力最差,抗性最弱[15]。但其抗旱性、抗寒性仍較好,抗蟲性較強(qiáng),在-6℃低溫的條件下能較好生長,具有喜陰特性,要求較為隱蔽的生態(tài)條件[15,17,18]。黎星輝等對汝城白毛茶的光合特性和生產(chǎn)性狀研究結(jié)果表明,汝城白毛茶在陰天陰涼條件下的凈光合速率較城步峒茶、江華苦茶和云臺山種高,其凈光合速率與光量子通量、葉面溫度呈極顯著正相關(guān),與氣孔阻力呈極顯著負(fù)相關(guān), 相關(guān)系數(shù)分別為0.9278、0.9115和-0.8937。在晴天高溫強(qiáng)光條件下,汝城白毛茶凈光合速率為 6.0 umol CO2/m2s,較云臺山種低30%、城步峒茶低20%、江華苦茶低15%,其凈光合速率與光量子通量、葉面溫度和氣孔阻力都呈極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為 -0.9165、-0.9328 和 -0.9031[17-18]。
汝城白毛茶核型有9種,主導(dǎo)核型不明顯,不對稱性較高,多樣性豐富,總體較為原始,其染色體核型接近于云南大葉群體,具有較高的育種價值[8,11,15]。陳興琰等對汝城白毛茶同工酶及親緣關(guān)系的研究結(jié)果表明,汝城白毛茶種質(zhì)資源與云臺山種質(zhì)資源、城步峒茶種質(zhì)資源和江華苦茶種質(zhì)資源存在顯著性差異,汝城白毛茶多酚氧化酶(POL)、過氧化物酶(POX)、酯酶(EST)、蘋果酸脫氫酶 (MDH)和超氧化物歧化酶(SOD)的同工酶帶表達(dá)的頻率分別為72.2%、44.4%、83.3%、30.6%和41.7%。
汝城白毛茶按地理區(qū)分法劃分為湘南地理群[2],按數(shù)量性狀聚類法群進(jìn)行聚類分析,與莽山野生茶聚為第二類[1],其進(jìn)化程度跨度較大,既存在比較原始的類型,也存在進(jìn)化程度較高的類型[11]。閔天祿等[19-20]、陳亮等[21-22]根據(jù)植物學(xué)系統(tǒng)分類方法,將汝城白毛茶歸屬毛葉茶種 (C .ptilophylla)。黎星輝等采用 RAPD 法分析其親緣關(guān)系,將汝城白毛茶歸于白毛茶種[23-24]。陳濤林等通過UPGMA法構(gòu)建汝城白毛茶遺傳相似性聚類圖,結(jié)果表明汝城白毛茶具有豐富的遺傳多樣性和基因相對穩(wěn)定性,在相似系數(shù)為 0.42 處,汝城白毛茶分成九類,主要集中在五個不同類群中,少部分種質(zhì)資源聚類較遠(yuǎn)[25]。
沈程文等研究表明汝城白毛茶與江華苦茶、城步峒茶和安化云臺山種相比遺傳多樣性較高,多態(tài)位點(diǎn)比率(PPB)、Shannon 信息指數(shù)和Nei's指數(shù)最高,分別為84.5%、0.34和0.30,且不同種質(zhì)資源的變異性存在顯著差異,其與江華苦茶種群間的親緣關(guān)系最近,與安化云臺山種群間的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)[13]。陳濤林等的研究結(jié)果表明,汝城白毛茶種質(zhì)資源具有較高的多態(tài)性,多態(tài)性比率達(dá)91.05%,有效等位基因(Ne)范圍0.02~2.00,均值1.42;Nei's 基因多樣性指數(shù)(H)范圍 0.02~0.50,均值 0.26;Shannon 信息指數(shù)(I)范圍0.05~0.69,均值0.40;分別高于我國茶樹良種的平均水平(0.23、0.38)[26],但略低于保靖黃金茶種質(zhì)資源(0.30、0.45)和江華苦茶種質(zhì)資源(0.382、0.558)[27-28];Jaccard相似系數(shù)范圍0.37~0.83,均值0.60,遺傳距離跨度與我國茶樹良種的平均水平(0.58~0.84)相比更大,遺傳多樣性豐富;與保靖黃金茶和江華苦茶相比,遺傳多樣性相對較低[11,25,27,28]。
汝城白毛茶種群遺傳多樣性豐富[23],與江華苦茶親緣性近;與城步峒茶、云南大葉茶、凌云白毛茶和陽春白毛茶相比,親緣關(guān)系較近;與云臺山大葉、兩廣“白毛茶”相比,親緣性較遠(yuǎn)[23,29,30]。黎星輝等測定結(jié)果表明,汝城白毛茶擴(kuò)增的多態(tài)性平均為75.00%,DNA多態(tài)性低至70.00%,高至92.31%,單株之間遺傳距離跨度較大,高達(dá)0.5791,低至0.0882;同時,聚類分析結(jié)果表明種群單株間的聚類程度存在顯著差異,當(dāng)結(jié)合距離I為 0.14 時,種群可分為 6 個類型,與種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)調(diào)查分類所獲得結(jié)果一致[23]。
汝城白毛茶種質(zhì)資源內(nèi)含物極豐富,品質(zhì)生化成分含量變異范圍較大,水浸出物含量較高,一般為 42.19%~57.94%,平均達(dá) 50%[4,5,8,10-12,16,31],具有優(yōu)良的品質(zhì)和育種基礎(chǔ)。
茶多酚是茶葉中的多酚類物質(zhì),以兒茶素及其兒茶素衍生物為主要成分。兒茶素是茶葉品質(zhì)的關(guān)鍵成分,是影響茶葉滋味和色澤的決定性成分[32]。汝城白毛茶的茶多酚、兒茶素含量與云南大葉種、江華苦茶、城步峒茶和云臺山種茶樹品種相比,含量較高[4,8,16],一般多酚類物質(zhì)含量為45.49%~46.44%,兒茶素總量達(dá)233.53 mg/g;其夏季含量最高,秋季次之[5,8,10,12,15,33],其酯型兒茶素含量相對較高[9,11,34]。
汝城白毛茶是群體種質(zhì)資源,茶多酚及其組成變異豐富,春夏新梢的茶多酚含量范圍為19.76%~46.92%,均值為34.48%, 茶多酚含量高達(dá) 315.03 mg/g,變異系數(shù)為 10.35~14.18[11,14]。其兒茶素、EGCG含量及兒茶素品質(zhì)指數(shù)較高,不同株系兒茶素總量、EGCG含量、兒茶素組分變異幅度較大。兒茶素總量范圍為144.37~316.57 mg/g,均值 219.80 mg/g,主要集中在 183~256 mg/g。EGCG 含量范圍為 59.31~150.19 mg/g,絕大部分資源集中在 75~100 mg/g 之間[11]。EC、D,L-C的含量占總兒茶素比率變異范圍為 10.31%~43.53%[11,14]。兒茶素組分 EGC、D,L-C、EC、EGCG、GCG、ECG含量平均值分別為 6.73、18.87、39.49、87.41、36.44和 30.86 mg/g,EGCG含量占兒茶素總量較大。不同株系間兒茶素含量及組成成分存在差異,不同組分變異系數(shù)不同,EGC變異系數(shù)最高,達(dá) 73.92%,EC> D,L-C> ECG>GCG>EGCG,非酯型兒茶素的變異系數(shù)整體高于酯型兒茶素。汝城白毛茶兒茶素品質(zhì)指數(shù)("(EGCG+ECG)/ECG×100")春季明顯高于夏秋季,夏秋季逐漸減低[4,35]。
茶葉中的游離氨基酸一般占茶葉干重的1%~5%[36],是茶湯形成鮮爽滋味的主要品質(zhì)成分,與茶葉香氣形成呈顯著正相關(guān),通過美拉德反應(yīng)影響茶葉香氣的形成[37]。
汝城白毛茶不同種質(zhì)資源之間氨基酸組分及含量存在顯著差異,游離氨基酸含量變異豐富,變異系數(shù)范圍為22.27~23.37,含量低至1.549%,高至7.63%,均值為3.58%。茶氨酸、脯氨酸、谷氨酸、組氨酸、纈氨酸為其主要氨基酸組分,占氨基酸總量80%以上。茶氨酸含量存在顯著差異,其含量占氨基酸總量比重大,約50%;精氨酸積累較多,含量為3.65%~4.86%。脯氨酸和谷氨酸是影響其抗逆性的主要因子[4,5,11-12,14-16,18,35]。
汝城白毛茶的生物堿以咖啡堿為主,可可堿和茶葉堿含量較高[17-18,38],咖啡堿含量較保靖黃金茶紅茶和櫧葉齊低3.60%??Х葔A、可可堿變異幅度較大,咖啡堿含量范圍為2.68%~7.27%,均值為4.86,咖啡堿含量在5.5%以上的16份資源,是開發(fā)高咖啡堿的優(yōu)良資源。可可堿含量 范 圍 為 0.51%~16.64%, 均 值 為 8.18%[5,11,14,16]??Х葔A呈較強(qiáng)的苦味,與兒茶素和氨基酸的絡(luò)合賦予茶湯獨(dú)特的苦后回甘之口感。
可溶性糖是影響茶葉滋味的主要成分,呈甜味,主要影響滋味的濃度、甜醇度、飽滿度和厚度。汝城白毛茶可溶性糖含量較高,其制作的紅茶可溶性糖含量為2.08%[34]。茶色素是影響紅茶品質(zhì)的重要成分,茶紅素是紅茶茶湯滋味濃度、強(qiáng)度和色澤的主要因子,具有較強(qiáng)的刺激性和收斂性,是紅茶形成“冷后渾”和構(gòu)成“紅湯紅葉”品質(zhì)的關(guān)鍵成分[39-41];茶黃素是紅茶湯色和茶湯金圈的關(guān)鍵因子,同時影響滋味強(qiáng)度和鮮爽度[42,43]。汝城白毛茶加工的紅茶茶色素、茶紅素含量高,茶紅素與茶黃素的比例較適宜,茶紅素含量為14.402%,茶黃素含量為 0.27%[8,14,34]。
酚氨比是衡量茶樹資源適制性的關(guān)鍵指標(biāo)。汝城白毛茶的酚氨比范圍為7.0~12.40,均值10.41[11]。
汝城白毛茶香氣成分以醇類、醛類與水楊酸甲酯為主,其中以花香、果香為主的醇類香氣成分占總香氣含量37.62%,帶冬青油草藥香氣的酚類及其衍生物成分占16.51%,呈果香為的醛類成分占16.25%,以木香、草香、花果香的碳?xì)漕悶?.99%[34]。
汝城白毛茶種質(zhì)資源芽頭肥碩,茸毛滿披,內(nèi)含物質(zhì)豐富,是適制優(yōu)質(zhì)工夫紅茶、紅碎茶、白茶、綠茶和特種名茶的珍稀資源[10,16]。
汝城白毛茶制作的工夫紅茶,外形芽頭肥壯,條索肥碩,金毫滿披,色澤棕褐油潤;內(nèi)質(zhì)花香持久、鮮濃,湯色紅艷,滋味濃強(qiáng)回甘,“冷后渾”明顯,與國家紅茶對照品種櫧葉齊相比,湯色更濃,滋味刺激性強(qiáng),尤其是具有特殊的花香。制作紅碎茶品質(zhì)風(fēng)格獨(dú)特優(yōu)異,色澤棕褐油潤,金毫多,顆粒緊結(jié)重實;香氣獨(dú)特、鮮濃,具有自然花香;湯色紅濃,金圈厚;滋味濃強(qiáng)、刺激性強(qiáng),冷后渾明顯,其濃強(qiáng)度較云南風(fēng)慶5號高[12,35]。以汝城白毛茶鮮葉加工的白茶,芽頭肥壯,色澤銀光隱翠,香氣清高,滋味鮮爽甜和,湯色淡綠明凈,葉底潔白肥碩[4,8]。制作的綠茶,外形芽頭肥碩,銀毫滿披,重實飽滿,色澤嫩綠;滋味鮮醇爽,回味甘甜;內(nèi)質(zhì)湯色明凈,湯色呈杏綠色;香氣高雅,蘭花香特別明顯[4,16,17,35]。
汝城白毛茶特色資源豐富,遺傳性變異多,屬高茶多酚、高兒茶素的茶樹種質(zhì)資源,其中的兒茶素類、EGCG含量較高,EGCG含量高達(dá)159.35 mg/g,咖啡堿含量高達(dá)7.27%,可可堿、氨基酸、沒食子酸的變異系數(shù)高,選育高茶多酚、高EGCG、高咖啡堿等特異茶樹種質(zhì)資源具有巨大潛力[11]。汝城白毛茶的功能成分含量高,具有防病治病的作用,對感冒積食等病有顯著效果。研究表明其具有較好的降血脂功效,可有效調(diào)節(jié)血清膽固醇、甘油三酯、β-酯蛋白和乳糜微粒4項指標(biāo)[44]。同時,汝城白毛茶具有較好的抑菌效果,對抗蠟樣芽胞桿菌、枯草芽孢桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、白色葡萄球菌、金黃色葡萄球菌抑制效果明顯[45]。
汝城白毛茶種質(zhì)資源特色明顯,內(nèi)含物豐富,茶多酚、兒茶素含量高,且簡單兒茶素與酯型兒茶素的含量比協(xié)調(diào),在目前發(fā)現(xiàn)的茶多酚含量高于34%的茶樹品種中,其抗寒性最強(qiáng)。有研究表明汝城白毛茶是紅茶優(yōu)異的親本,其與云南大葉茶雜交,雜交優(yōu)勢明顯,實現(xiàn)了茶組植物種間遠(yuǎn)緣雜交,獲得了抗寒性較好的單株[46-47]??梢?,加強(qiáng)對汝城白毛茶資源的收集與保存,是獲得特色新品種(系)的重要基礎(chǔ),是特色茶產(chǎn)品開發(fā)以及相關(guān)機(jī)理研究的根基。
茶葉中富含茶多酚、EGCG、茶氨酸、咖啡堿等功能成分,是功能成分提取重要的材料之一,開發(fā)高功能成分含量的特異資源是目前茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容[48-50]。汝城白毛茶種質(zhì)資源變異類型豐富,目前已發(fā)現(xiàn)茶多酚含量高于35%的資源12個、兒茶素含量高于250 mg/g的資源17個、EGCG含量高于100 mg/g的資源16個、氨基酸含量高于5.5%的7個、咖啡堿含量高于5.5%的11個[11],是選育高茶多酚、兒茶素、EGCG、茶氨酸、咖啡堿等特異茶樹品種的重要資源,在特色茶樹品種選育和特色茶葉產(chǎn)品開發(fā)方面具有廣闊的應(yīng)用前景。汝城白毛茶種質(zhì)資源在高茶多酚、高兒茶素的茶樹資源中,抗寒性最強(qiáng),抗逆性較強(qiáng),是篩選高抗逆性的適制紅茶和特色產(chǎn)品的優(yōu)異種質(zhì)資源。
汝城白毛茶品質(zhì)獨(dú)特,深入研究植物生理、分子生物學(xué)、遺傳因子和生態(tài)環(huán)境對其品質(zhì)形成的影響與機(jī)理,為開展汝城白毛茶茶樹資源的創(chuàng)新利用和產(chǎn)品開發(fā)奠定基礎(chǔ)。