段志芬,尚衛(wèi)瓊,楊盛美,李友勇,劉悅,劉本英
(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/云南省茶學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 勐海 666201)
種質(zhì)資源在種質(zhì)創(chuàng)新以及新品種選育中有著不可替代的重要作用[1]。云南因獨(dú)特的地理與生態(tài)環(huán)境,孕育了豐富的茶樹種質(zhì)資源,包括栽培品種、地方群體品種、野生種以及近源種質(zhì)等[2,3]。地方茶樹種質(zhì)資源蘊(yùn)含著豐富的變異類型以及稀有或者特有性狀,而對這些資源的開發(fā)利用是創(chuàng)制新種質(zhì)、培育優(yōu)良新品種的關(guān)鍵,同時(shí)也是解決當(dāng)前品種同質(zhì)化嚴(yán)重、地方特色品種缺乏問題的關(guān)鍵[3]。近年來對云南地方茶樹種質(zhì)資源研究很多,如蔣會(huì)兵等[4]對云南10個(gè)地區(qū)的830份茶樹種質(zhì)資源主要表型性狀的遺傳多樣性分析表明,云南茶樹種質(zhì)資源具有豐富的表型遺傳多樣性;尚衛(wèi)瓊等[5]對云南省景洪市古茶樹資源農(nóng)藝性狀多樣性的分析表明,檢測的8個(gè)農(nóng)藝性狀變異系數(shù)在15.15% ~57.74%之間,從大到小排列依次為最低分枝高>葉面積>樹幅>樹高>葉長>葉寬>花冠直徑>果實(shí)大小,農(nóng)藝性狀13個(gè)特征向量中4個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到73.026%;劉福橋等[6]對云南雙江縣古茶樹種質(zhì)資源的表型多樣性研究發(fā)現(xiàn),19個(gè)描述型性狀均表現(xiàn)出不同程度的分化,部分表型在168份古茶樹種質(zhì)資源中具有特殊的性狀;段志芬[7]、季鵬章[8]等對云南野生茶樹資源形態(tài)多樣性進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)云南茶樹種質(zhì)資源具有豐富的形態(tài)多樣性,3個(gè)阿薩姆茶區(qū)(普洱茶區(qū)、版納茶區(qū)、滇西茶區(qū))間形態(tài)多樣性指數(shù)差異較小;周萌[9]、夏麗飛[10]、徐禮羿[11]等運(yùn)用分子標(biāo)記從基因表達(dá)水平對云南茶樹資源遺傳多樣性進(jìn)行了研究,指出云南茶樹種質(zhì)資源遺傳變異豐富;汪云剛等[12]采用田間自然鑒定、低溫處理試驗(yàn)等方法對105份云南茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行了抗寒性和抗蟲性鑒定,篩選出11份抗性表現(xiàn)較好的資源;堵源康[13]、楊盛美[14]、Luo[15]、段志芬[16]等對云南茶樹資源的生化組分多樣性進(jìn)行了分析,分別篩選出高氨基酸、高茶多酚、高兒茶素等優(yōu)異種質(zhì)資源,并對種質(zhì)資源進(jìn)行了適制性篩選。
本研究以保存于國家大葉茶樹種質(zhì)資源圃的51份云南地方茶樹資源為研究對象,分析研究其主要生化成分的遺傳多樣性,并從中發(fā)掘出一些特異種質(zhì),為深入研究與利用云南茶樹資源提供參考。
供試材料為51份取自國家大葉茶樹種質(zhì)資源圃 (勐海)的云南地方茶樹種質(zhì)資源(表1)。
表1 51份云南地方茶樹種質(zhì)資源
1.2.1 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)》[17],采摘鮮葉,經(jīng)攤青→微波爐殺青→揉捻→80℃恒溫箱干燥,將部分蒸青樣用高速粉碎機(jī)粉碎1 min,過篩,粒度大約在40~60目,備用。理論上茶葉粒徑越小,內(nèi)含物越容易浸出,但粒度太小,其浸潤程度降低,內(nèi)含物反而不容易浸出,綜合考慮,采用40~60目大小為宜。
1.2.2 生化成分測定 茶多酚含量測定采用GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》,氨基酸含量測定采用 GB/T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》,水浸出物含量測定采用GB/T 8305—2013《茶水浸出物的測定》,兒茶素(D,L-C)、表兒茶素(EC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表沒食子兒茶素(EGC)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、沒食子酸(GA)及咖啡堿含量采用高效液相色譜法(HLPC法)測定。生化成分含量測定時(shí)均設(shè)3次重復(fù)。
對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,運(yùn)用 Microsoft Excel和SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析和聚類分析。
對51份云南地方茶樹資源水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿進(jìn)行了基本統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明,水浸出物的含量為47.00% ~53.10%,平均值為50.42%,其中,MZQ茶含量最高,DH白毛茶含量最低,水浸出物含量大于等于50%的有35份。茶多酚含量為17.40% ~25.20%,平均值為21.73%,其中,含量最高的是73-6,其次是SJH大葉茶和SJTZ茶(24.6%),最低的是LN大葉茶。氨基酸含量為2.70% ~4.80%,平均值為3.64%,含量最高的是HHCS茶,最低的是GJ大葉茶??Х葔A含量為1.60% ~5.40%,平均值為4.02%,含量最高的是DN茶,最低的是KLS大葉茶。
51份云南地方茶樹種質(zhì)資源的咖啡堿變異系數(shù)最大,為15.92%,其次為氨基酸,變異系數(shù)為14.56%;變異系數(shù)最小的是水浸出物,其改良潛力最小。
表2 云南地方茶樹種質(zhì)資源主要生化成分含量 (%)
以茶葉的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿含量為變量,對51份云南地方茶樹種質(zhì)資源的生化成分進(jìn)行聚類分析,其聚類結(jié)果如圖1所示??梢钥闯?,當(dāng)遺傳距離為15時(shí),51份供試茶樹種質(zhì)資源可以分為3個(gè)具有明顯生化成分差異的類群。第Ⅰ類群有48份種質(zhì),分別為:XZQ大茶樹、MW 大葉茶、MB大山茶、JK大葉茶、WJT大葉茶、GJ大茶樹、GJ小茶樹、DH白毛茶、BMJ茶、SL茶、HHCS茶、FQ大白茶、MT大葉茶、KLS小葉茶、XPT茶、GJ大葉茶、LSMD茶、CPT大葉茶、CX3號(hào)、DML大葉茶、MY叢茶、DTY茶、NDH茶、BWBZ-1茶、BWBZ-2茶、GT茶、MY茶、SJH大葉茶、MD茶、NH茶、LN大葉茶、TBNG茶、SBLS大茶樹、MSX茶、DN茶、MZQ茶、MB大葉茶、XC細(xì)葉茶、YY茶、BD大黑茶、YDBH茶、FY大葉茶、ST大葉茶、HNH大茶樹、DML大葉茶、73-6、TC大葉茶、SJTZ茶;第Ⅱ類群有2份種質(zhì),分別為KLS大葉茶、MA大茶樹;第Ⅲ類群只有1份種質(zhì),為JKY茶。
由表3可見,51份云南地方茶樹種質(zhì)的沒食子酸(GA)含量為0.33% ~1.53%,平均值為1.00%,最高的是BD大黑茶,最低的是DH白毛茶。表沒食子兒茶素(EGC)含量為0~2.69%,平均值為1.02%,最高的是MW 大葉茶,最低的是XC細(xì)葉茶;兒茶素(D,L-C)含量為0.47%~8.37%,平均值為3.04%,最高的是CPT大葉茶,最低的是SL茶;表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)含量為 2.79% ~10.81%,平均值為6.37%,最高的是HNH大茶樹,最低的是BWBZ-2茶;表兒茶素(EC)含量為0.45% ~2.42%,平均值為1.52%,最高的是YDBH茶,最低的是SL茶;表兒茶素沒食子酸酯(ECG)含量為2.16%~7.44%,平均值為4.95%,最高的是TBNG茶,最低的是SL茶;兒茶素總量為12.41% ~22.34%,平均值為16.90%,最高的是FQ大白茶,最低的是73-6。
圖1 51份云南地方茶樹種質(zhì)主要生化成分聚類結(jié)果
由圖2可以看出,當(dāng)遺傳距離為20時(shí),51份供試茶樹種質(zhì)資源可以分為2個(gè)具有明顯差異的類群。第Ⅰ類群有37份種質(zhì),分別為BWBZ-2茶、SL茶、KLS大葉茶、73-6、DH白毛茶、JKY茶、MW 大葉茶、FY大葉茶、DML大葉茶、SJH大葉茶、YDBH茶、BWBZ-1茶、MSX茶、MD茶、XC細(xì)葉茶、GJ大茶樹、JK大葉茶、HHCS茶、GJ大葉茶、KLS小葉茶、GJ小茶樹、GT茶、LSMD茶、HNH大茶樹、MA大茶樹、ST大葉茶、LN大葉茶、NDH茶、TC大葉茶、NH茶、MY茶、XPT茶、YY茶、DN茶、XZQ大茶樹、SBLS大茶樹、MZQ茶;第Ⅱ類群有14份種質(zhì),分別為CPT大葉茶、BD大黑茶、FQ大白茶、BMJ茶、MB大葉茶、DML大葉茶、TBNG茶、WJT大葉茶、DTY茶、CX3號(hào)、MY叢茶、MB大山茶、SJTZ茶、MT大葉茶。
圖2 51份云南地方茶樹種質(zhì)的兒茶素類及沒食子酸含量聚類分析
表3 云南地方茶樹種質(zhì)資源兒茶素類及沒食子酸含量 (%)
酚氨比即茶多酚含量與氨基酸含量的比值,比值小的茶滋味鮮爽,綠茶品質(zhì)好[18-20]。酚氨比可作為茶樹品種適制性的生化指標(biāo)[21]。普遍認(rèn)為,酚氨比小于8適制綠茶,在8~15之間紅綠兼制,大于15適制紅茶。由表4可知,酚氨比<8的有46份資源,最小的是HHCS茶,只有4.04,適制綠茶。酚氨比≥8的有5份資源,最大的是FQ大白茶,為8.71,均可紅綠茶兼制。
表4 51份云南地方茶樹種質(zhì)資源酚氨比
茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水浸出物是形成茶葉色、香、味的重要物質(zhì)基礎(chǔ),尤其是茶多酚含量對紅茶的品質(zhì)形成有重要影響[22]。本研究結(jié)果表明,51份云南地方茶樹種質(zhì)資源的主要化學(xué)成分之間表現(xiàn)出了不同程度變異,變異系數(shù)在2.34%~15.92%之間,變異類型比較豐富,有很大的選擇潛力;其中,有46份種質(zhì)適制綠茶,其余5份種質(zhì)則紅綠茶皆適制。
基于茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水浸出物進(jìn)行聚類,可將51份種質(zhì)分為三大類,其中,第Ⅱ類群具有較高的水浸出物和茶多酚含量,第Ⅲ類群表現(xiàn)出咖啡堿含量較低,這些種質(zhì)具有目前茶樹開發(fā)利用上所關(guān)注的優(yōu)異性狀,如高茶多酚、低咖啡堿等,既可以直接利用,也可以作為遠(yuǎn)源雜交與嫁接等高科技育種材料,以進(jìn)行突破性育種。因此,從發(fā)現(xiàn)優(yōu)異或特異基因型需要出發(fā),對種質(zhì)資源的鑒定評價(jià)必須從群體鑒定改為個(gè)體或單株鑒定,從表型鑒定深入到基因鑒定。
51份云南地方茶樹種質(zhì)資源的兒茶素組分有明顯的差異性,變異系數(shù)為13.1% ~60.2%;經(jīng)聚類分析劃分為兩類,第Ⅰ類群的兒茶素總量及 GA、D,L-C、EGCG、EC、ECG含量都高,EGC含量較低;第Ⅱ類群表現(xiàn)為兒茶素總量及EGC、ECG含量都較低。本研究結(jié)果可為選育出優(yōu)異的高兒茶素和低兒茶素茶樹品種提供科學(xué)依據(jù)。