劉夢(mèng)月, 孫 悅, 韋朝領(lǐng), 宋 博, 陳志丹, 曹士先, 孫威江,①

(1. 福建農(nóng)林大學(xué)安溪茶學(xué)院, 福建 泉州 362400;2. 福建農(nóng)林大學(xué): a. 海峽兩岸特色作物安全生產(chǎn)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心, b. 園藝學(xué)院, 福建 福州 350002;3. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶樹生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 安徽 合肥 230036; 4. 武夷星茶業(yè)有限公司, 福建 武夷山 354301)

茶樹〔Camelliasinensis(Linn.) O. Ktze.〕為多年生常綠木本經(jīng)濟(jì)作物,起源于中國(guó),且種質(zhì)資源較為豐富。由茶樹鮮葉制作而成的茶,在中國(guó)被稱為“國(guó)飲”,具有獨(dú)特風(fēng)味,營(yíng)養(yǎng)、保健功效也受到大眾認(rèn)可[1],如茶多酚具有抗菌、抗炎和抗氧化功效[2-3],咖啡堿具有興奮、利尿、強(qiáng)心、消化和解毒作用[4],游離氨基酸具有鎮(zhèn)靜、保護(hù)神經(jīng)和提高認(rèn)知力等作用[5]。茶樹的品質(zhì)特征和保健功效成分與其鮮葉密切相關(guān)[6-7]。

種質(zhì)資源豐富度與品種改良和新品種培育有直接關(guān)系[8],其中,遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成,也是種質(zhì)資源篩選的基礎(chǔ)[9]。目前,基于表型性狀對(duì)茶樹種質(zhì)資源遺傳多樣性的研究已有較多報(bào)道,在相同生境條件下,該方法簡(jiǎn)單,易于操作,分析結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定,在一定程度上可為遺傳育種選材提供參考。如段志芬等[10]利用農(nóng)藝性狀多樣性對(duì)云南大理茶種質(zhì)資源進(jìn)行了分析;馮花等[11]對(duì)不同地區(qū)茶樹種質(zhì)資源的數(shù)量、質(zhì)量性狀遺傳多樣性進(jìn)行了研究;王新超等[12]對(duì)廣西不同茶樹種質(zhì)資源的主要生化成分進(jìn)行了遺傳多樣性分析。目前,對(duì)福建省適制烏龍茶的茶樹功能性成分的遺傳多樣性研究缺乏系統(tǒng)報(bào)道,有待補(bǔ)充和完善。近年來(lái),以功能性育種為目標(biāo)的研究已成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)[13-14]。很多學(xué)者已開展茶葉化學(xué)成分的功能評(píng)價(jià)研究,如林金科等[15]認(rèn)為高酯型兒茶素茶樹種質(zhì)資源可作為品質(zhì)遺傳改良的重要材料;趙洋等[16]對(duì)高氨基酸茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行了篩選,從75份黃金茶材料中篩選出36份高氨基酸材料和1份高茶氨酸材料。研究茶樹功能性成分,篩選功能性強(qiáng)的茶樹種質(zhì)資源,對(duì)于功能性茶樹育種具有重要意義。

主成分分析能較好地解釋群體方差的主要來(lái)源,獲得解釋方差的重要性狀并簡(jiǎn)化研究性狀,以利于更好地研究群體,是一種比較成熟的綜合評(píng)價(jià)方法[17],在種質(zhì)資源評(píng)價(jià)和篩選等方面[18-20]廣泛應(yīng)用。利用主成分分析探索功能性茶樹種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型,可更加科學(xué)地篩選功能優(yōu)良的茶樹種質(zhì)資源。已有文獻(xiàn)[15,21]對(duì)功能性茶樹種質(zhì)資源的篩選僅側(cè)重于單一的功能性成分,未從整體對(duì)主要功能性成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。因此,本研究以30個(gè)適制烏龍茶的茶樹品種(品系)為材料,在同一生境下進(jìn)行綜合分析,對(duì)其功能性成分含量和遺傳多樣性進(jìn)行了比較和分析,通過(guò)相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析等方法篩選出代表性評(píng)價(jià)指標(biāo)及功能優(yōu)良的茶樹種質(zhì)資源,并建立了綜合評(píng)價(jià)模型,以期為茶樹品質(zhì)功能評(píng)價(jià)及后續(xù)功能性茶樹培育奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)在武夷山市旗山科技工業(yè)園區(qū)茶樹種質(zhì)資源圃(東經(jīng)117°59′、北緯27°43′,海拔210 m)內(nèi)進(jìn)行,年均溫20 ℃,無(wú)霜期270 d,年均降水量1 927 mm,光照充足,雨量充沛,屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候[22]。試驗(yàn)材料為資源圃收集的30份適制烏龍茶的茶樹材料,各材料處于同一生境、管理措施一致。其中‘梅占’(‘Meizhan’)、‘水仙’(‘Shuixian’)、‘悅茗香’(‘Yuemingxiang’)、‘黃觀音’(‘Huangguanyin’)、‘本山’(‘Benshan’)、‘毛蟹’(‘Maoxie’)、‘黃玫瑰’(‘Huangmeigui’)、‘瑞香’(‘Ruixiang’)、‘金觀音’(‘Jinguanyin’)、‘丹桂’(‘Dangui’)、‘鐵觀音’(‘Tieguanyin’)、‘八仙’(‘Baxian’)、‘紫牡丹’(‘Zimudan’)、‘金牡丹’(‘Jinmudan’)、‘黃旦’(‘Huangdan’)和‘春蘭’(‘Chunlan’)是國(guó)家級(jí)烏龍茶品種;‘肉桂’(‘Rougui’)、‘佛手’(‘Foshou’)、‘奇蘭’(‘Qilan’)、‘紫玫瑰’(‘Zimeigui’)、‘白牡丹’(‘Baimudan’)、‘九龍袍’(‘Jiulongpao’)和‘大紅袍’(‘Dahongpao’)是省級(jí)烏龍茶品種;‘天福星1號(hào)’(‘Tianfuxing 1’)、‘金福星1號(hào)’(‘Jinfuxing 1’)和‘金福星2號(hào)’(‘Jinfuxing 2’)是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部審定的烏龍茶品種;‘金福星3號(hào)’(‘Jinfuxing 3’)、‘金福星4號(hào)’(‘Jinfuxing 4’)、‘桂福星1號(hào)’(‘Guifuxing 1’)和‘桂福星2號(hào)’(‘Guifuxing 2’)是武夷星茶業(yè)有限公司與福建農(nóng)林大學(xué)共同培育的烏龍茶新品種(系)。于2021年4月初,每個(gè)品種(品系)隨機(jī)采集無(wú)病蟲害的一芽二葉200 g,液氮固樣,使用pllot3-6L真空冷凍干燥機(jī)(北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)干燥30 h。干燥后使用Tissuelyser-96多樣品組織研磨儀(上海凈信實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司)進(jìn)行研磨,裝入塑封袋置于-20 ℃冰箱中保存、備用。

1.2 方法

參照GB/T 8314—2013中的方法檢測(cè)游離氨基酸含量;參照GB/T 8313—2008中的方法檢測(cè)茶多酚含量;參照GB/T 8305—2013中的方法檢測(cè)水浸出物含量;參照GB/T 8313—2008中的高效液相色譜法檢測(cè)兒茶素和生物堿各組分含量,兒茶素組分包括表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、兒茶素(C)、表沒食子兒茶素(EGC)、沒食子兒茶素(GC)、表兒茶素(EC)和沒食子酸(GA),生物堿組分包括咖啡堿、可可堿和茶葉堿。每個(gè)材料設(shè)置3次重復(fù),每個(gè)成分重復(fù)測(cè)定3次,結(jié)果取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

使用EXCEL 2010軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì);參考文獻(xiàn)[23]中的方法計(jì)算Shannon-Wiener指數(shù)(H′),用于表示遺傳多樣性;采用變異系數(shù)(CV)表示各功能性成分含量在材料間的差異性。使用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析,根據(jù)歐氏距離對(duì)供試材料進(jìn)行聚類分析,采用Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法進(jìn)行主成分分析,按照特征值大于等于1的標(biāo)準(zhǔn)提取主成分[24];基于相關(guān)性分析和多樣性分析結(jié)果,參考文獻(xiàn)[25]中的方法篩選代表性指標(biāo),從各主成分中特征向量絕對(duì)值較大的指標(biāo)中選相關(guān)性不顯著、顯著負(fù)相關(guān)或極顯著負(fù)相關(guān)且Shannon-Wiener指數(shù)較大的指標(biāo);若指標(biāo)間均顯著或極顯著正相關(guān),選Shannon-Wiener指數(shù)最大的指標(biāo)。以各功能性成分含量的特征向量為依據(jù)確定各主成分的得分系數(shù)并構(gòu)建綜合模型,最后根據(jù)綜合得分對(duì)材料進(jìn)行排序和分級(jí)[26];使用SPSS 17.0軟件,采用最小顯著差異法(LSD)對(duì)上述分級(jí)結(jié)果進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果和分析

2.1 茶樹功能性成分的遺傳多樣性分析

30份茶樹材料功能性成分含量及遺傳多樣性的比較見表1。結(jié)果顯示:30份茶樹材料的游離氨基酸、茶多酚、水浸出物、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、兒茶素(C)、表沒食子兒茶素(EGC)、沒食子兒茶素(GC)、表兒茶素(EC)、沒食子酸(GA)、咖啡堿、可可堿和茶葉堿含量分別為29.11～49.94 mg·g-1、143.44～249.79 mg·g-1、44.63%～55.74%、81.92～132.25 mg·g-1、7.35～28.26 mg·g-1、0.04～0.18 mg·g-1、0.91～2.33 mg·g-1、8.43～41.77 mg·g-1、0.74～3.71 mg·g-1、4.40～14.42 mg·g-1、0.01～0.31 mg·g-1、34.91～50.17 mg·g-1、1.30～7.58 mg·g-1、0.06～0.54 mg·g-1,其中,‘天福星1號(hào)’的茶多酚、EGCG、ECG、可可堿和茶葉堿含量均最高,明顯高于其他材料,水浸出物、GCG、EC和咖啡堿含量也較高。方差分析結(jié)果顯示:供試茶樹材料間各功能性成分含量的差異均達(dá)極顯著水平。

表1 30份茶樹材料功能性成分含量及遺傳多樣性的比較

結(jié)果(表1)還顯示:14個(gè)成分含量的變異系數(shù)為4.98%～79.96%,變化范圍較大,存在豐富的變異,其中,GA含量的變異系數(shù)最大,水浸出物含量的變異系數(shù)最小。說(shuō)明供試茶樹中水浸出物的改良潛力較小。

結(jié)果(表1)還顯示:14個(gè)成分含量的Shannon-Wiener指數(shù)平均值為1.90,從高至低依次為EGCG含量、水浸出物含量、可可堿含量、游離氨基酸含量和EGC含量、GC含量、茶多酚含量、咖啡堿含量、ECG含量、GCG含量、GA含量、茶葉堿含量、C含量、EC含量,其中,EGCG含量的Shannon-Wiener指數(shù)最大(2.20),EC含量的Shannon-Wiener指數(shù)最小(1.68)。說(shuō)明供試茶樹材料的功能性成分有豐富的遺傳多樣性。

2.2 茶樹功能性成分的相關(guān)性分析

對(duì)30份茶樹材料不同功能性成分含量進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果見表2。結(jié)果顯示:茶樹各功能性成分含量間存在不同程度相關(guān)性。其中,游離氨基酸含量與茶多酚、水浸出物、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)和表兒茶素(EC)含量呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān),與沒食子酸(GA)含量呈顯著正相關(guān);茶多酚含量與GA含量呈顯著負(fù)相關(guān),與其他成分含量呈極顯著或顯著正相關(guān);水浸出物含量與EGCG、ECG、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、沒食子兒茶素(GC)、EC和生物堿(咖啡堿、可可堿和茶葉堿)含量呈極顯著或顯著正相關(guān);EGCG含量與兒茶素(C)和GA含量無(wú)顯著相關(guān)性,與其他成分含量呈極顯著或顯著正相關(guān);ECG含量與GC、EC和生物堿含量呈極顯著或顯著正相關(guān);GCG含量與表沒食子兒茶素(EGC)、GA和生物堿含量呈極顯著或顯著正相關(guān);C含量與EGC、EC和咖啡堿含量呈極顯著或顯著正相關(guān),與GA含量呈顯著負(fù)相關(guān);EGC含量與GC和EC含量呈極顯著或顯著正相關(guān),與GA含量呈極顯著負(fù)相關(guān);GC含量與EC和茶葉堿含量呈極顯著負(fù)相關(guān);EC含量與GA含量呈極顯著負(fù)相關(guān);GA含量與可可堿含量呈顯著正相關(guān);咖啡堿含量與可可堿和茶葉堿含量呈極顯著正相關(guān);可可堿含量與茶葉堿含量呈極顯著正相關(guān)。

表2 30份茶樹材料不同功能性成分含量間的相關(guān)系數(shù)1)

2.3 茶樹功能性成分的主成分分析

對(duì)30份茶樹材料各功能性成分含量進(jìn)行主成分分析,結(jié)果見表3。結(jié)果顯示:前4個(gè)主成分的特征值大于1,累計(jì)貢獻(xiàn)率為70.870%,基本能夠反映供試30份茶樹材料品質(zhì)功能的綜合信息。第1主成分的貢獻(xiàn)率為34.844%,其中,沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、可可堿、茶葉堿、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、咖啡堿和水浸出物含量特征向量的絕對(duì)值較大,均在0.5以上;第2主成分的貢獻(xiàn)率為18.774%,其中,表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、游離氨基酸、表兒茶素(EC)、茶多酚和水浸出物含量特征向量的絕對(duì)值較大,均在0.5以上;第3主成分的貢獻(xiàn)率為9.563%,其中,表沒食子兒茶素(EGC)含量特征向量的絕對(duì)值較大,為0.921;第4主成分的貢獻(xiàn)率為7.689%,其中,水浸出物、兒茶素(C)、沒食子兒茶素(GC)和咖啡堿含量特征向量的絕對(duì)值較大,均在0.5以上。

表3 30份茶樹材料各功能性成分含量的主成分分析結(jié)果1)

結(jié)合相關(guān)性分析和遺傳多樣性分析結(jié)果篩選代表性指標(biāo)(水浸出物由于改良潛力較小不納入篩選范圍),第1主成分中EGCG、GCG、咖啡堿、可可堿和茶葉堿含量間均存在極顯著或顯著正相關(guān),其中EGCG含量的Shannon-Wiener指數(shù)最大,選EGCG含量作為功能因子;第2主成分中游離氨基酸含量與茶多酚、ECG和EC含量呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān),其中茶多酚含量的Shannon-Wiener指數(shù)較大,選游離氨基酸和茶多酚含量作為功能因子;第3主成分中選EGC含量作為功能因子;第4主成分中GC含量與C和咖啡堿含量無(wú)顯著相關(guān)性,其中咖啡堿含量的Shannon-Wiener指數(shù)較大,選GC和咖啡堿含量作為功能因子。因此,選EGCG、游離氨基酸、茶多酚、EGC、GC和咖啡堿含量6個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)茶樹品質(zhì)功能的代表性指標(biāo)。

2.4 茶樹材料的聚類分析

基于上述6個(gè)代表性指標(biāo)對(duì)30份茶樹材料進(jìn)行聚類分析,并對(duì)各類材料代表性功能性成分含量進(jìn)行比較,結(jié)果(圖1和表4)顯示:在歐氏距離13.5處,30份茶樹材料分為4類。Ⅰ類包括‘桂福星1號(hào)’、‘白牡丹’、‘佛手’、‘水仙’、‘金福星1號(hào)’和‘丹桂’6份材料,該類材料的表沒食子兒茶素(EGC)和沒食子兒茶素(GC)含量的平均值最大,表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)含量的平均值也較大,明顯大于Ⅲ類和Ⅳ類。Ⅱ類僅包括‘天福星1號(hào)’1份材料,該類材料的茶多酚、EGCG和咖啡堿含量的平均值最大,GC含量的平均值也較大,明顯大于Ⅲ類和Ⅳ類。Ⅲ類包括‘奇蘭’、‘九龍袍’、‘金福星2號(hào)’、‘鐵觀音’、‘金牡丹’、‘金福星3號(hào)’、‘金觀音’、‘金福星4號(hào)’、‘大紅袍’、‘悅茗香’、‘黃觀音’、‘肉桂’、‘瑞香’、‘紫牡丹’、‘黃旦’、‘黃玫瑰’、‘春蘭’、‘紫玫瑰’、‘梅占’、‘本山’、‘八仙’和‘桂福星2號(hào)’22份材料,該類材料的游離氨基酸含量的平均值最大;Ⅳ類僅包括‘毛蟹’1份材料,該類材料除游離氨基酸和EGC含量的平均值較小外,其余4個(gè)成分含量的平均值均最小。

圖1 30份茶樹材料的聚類圖

表4 不同類別茶樹材料代表性功能性成分含量的比較

2.5 茶樹材料的綜合評(píng)價(jià)

將14個(gè)功能性成分含量對(duì)應(yīng)主成分的特征向量除以對(duì)應(yīng)主成分特征值的算術(shù)平方根得出各成分含量在各主成分中的得分系數(shù)(表5),構(gòu)建以4個(gè)主成分為參數(shù)的線性組合模型,第1、第2、第3和第4主成分的模型分別為y1=-0.007x1+0.178x2+0.229x3+0.285x4+0.122x5+0.335x6-0.039x7-0.007x8+0.053x9+0.005x10+0.173x11+0.230x12+0.334x13+0.333x14,y2=-0.599x1+0.505x2+0.403x3+0.337x4+0.616x5-0.084x6+0.022x7+0.118x8+ 0.123x9+0.576x10-0.370x11-0.005x12+0.078x13+0.153x14,y3=-0.016x1+0.424x2+0.121x3+0.220x4-0.202x5+0.584x6+ 0.515x7+1.376x8+0.018x9+0.469x10-0.603x11+0.336x12-0.357x13-0.254x14,y4=0.226x1+0.467x2+0.377x3+0.292x4+ 0.286x5-0.344x6+1.357x7+0.331x8+1.160x9+0.559x10-0.134x11+0.965x12+0.448x13+0.059x14;式中,x1至x14分別為游離氨基酸、茶多酚、水浸出物、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、兒茶素(C)、表沒食子兒茶素(EGC)、沒食子兒茶素(GC)、表兒茶素(EC)、沒食子酸(GA)、咖啡堿、可可堿和茶葉堿含量的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值,y1至y4分別為第1、第2、第3和第4主成分的得分。

表5 30份茶樹材料各功能性成分含量的得分系數(shù)

基于各主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率進(jìn)一步建立茶樹材料的綜合評(píng)價(jià)模型,用于計(jì)算綜合得分(y),模型為y=(34.844y1+18.774y2+9.563y3+7.689y4)/70.870,根據(jù)此模型對(duì)30份茶樹材料進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),結(jié)果見表6。結(jié)果顯示:綜合得分越高,茶樹種質(zhì)資源綜合功能性越好。根據(jù)各材料綜合得分可將30份茶樹材料分為4個(gè)等級(jí),一級(jí)的綜合得分大于3.50,為綜合功能性最好的茶樹種質(zhì)資源,包括‘天福星1號(hào)’、‘金福星1號(hào)’和‘水仙’3份材料;二級(jí)的綜合得分為1.40～3.50,為綜合功能性較好的茶樹種質(zhì)資源,包括‘白牡丹’、‘桂福星1號(hào)’、‘佛手’和‘丹桂’4份材料;三級(jí)的綜合得分為-1.30～1.40,為綜合功能性一般的茶樹種質(zhì)資源,包括‘肉桂’、‘金福星4號(hào)’、‘大紅袍’、‘悅茗香’、‘金觀音’、‘金牡丹’、‘金福星2號(hào)’、‘黃觀音’、‘金福星3號(hào)’、‘鐵觀音’、‘八仙’、‘黃玫瑰’、‘九龍袍’、‘奇蘭’、‘瑞香’和‘春蘭’16份材料;四級(jí)的綜合得分小于-1.30,為綜合功能性較差的茶樹種質(zhì)資源,包括‘紫玫瑰’、‘梅占’、‘紫牡丹’、‘桂福星2號(hào)’、‘黃旦’、‘本山’和‘毛蟹’7份材料。多重比較結(jié)果顯示:劃分的4個(gè)等級(jí)茶樹材料的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)在0.05水平上差異顯著,說(shuō)明劃分的等級(jí)結(jié)果合理。

表6 30份茶樹材料的綜合評(píng)價(jià)1)

結(jié)合聚類結(jié)果,綜合排名在第2至第7的材料集中分布在Ⅰ類,其中,‘金福星1號(hào)’的綜合得分最高(3.88);Ⅱ類的‘天福星1號(hào)’綜合得分最高(4.70);綜合排名在第8至第29的材料集中分布在Ⅲ類,其中,‘肉桂’的綜合得分最高(1.39);Ⅳ類的‘毛蟹’綜合得分最低(-2.79)。整體而言,綜合得分從高至低依次為Ⅱ類、Ⅰ類、Ⅲ類、Ⅳ類,Ⅱ類和Ⅰ類茶樹材料的綜合功能性較好。

3 討論和結(jié)論

種質(zhì)資源的遺傳多樣性是育種的基礎(chǔ),遺傳多樣性越大說(shuō)明種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)較為廣泛,對(duì)品種選育及新品種培育越有潛力[27]。Shannon-Wiener指數(shù)(H′)是評(píng)價(jià)植物遺傳多樣性的重要指標(biāo)之一,H′值大于1表示多樣性水平高;而變異系數(shù)可反映變異程度和穩(wěn)定性,性狀的變異頻率是性狀遺傳多樣性的數(shù)量化體現(xiàn)[28]。本研究中,30份茶樹材料14個(gè)功能性成分含量的H′值為1.68～2.20,平均值為1.90,高于或接近重慶[29]、貴州[30]和杭州[31]茶樹材料的平均值,H′值整體偏高;各成分含量的變異系數(shù)為4.98%～79.96%,平均值為28.23%,高于重慶[29]、貴州[30]和云南[32]茶樹材料,低于湖南莽山[33]茶樹材料。說(shuō)明供試茶樹材料功能性成分的遺傳多樣性和變異類型較為豐富,遺傳基礎(chǔ)較為廣泛,具備選育優(yōu)良功能性茶樹種質(zhì)資源的潛力。此外,30份茶樹材料中有29份材料的水浸出物含量大于45.00%,說(shuō)明大部分茶樹的內(nèi)含物豐富,具有良好的綜合利用物質(zhì)基礎(chǔ),可為新品種培育提供較為廣闊的材料。值得注意的是,與部分地區(qū)相比,供試茶樹材料存在主要功能性成分含量的遺傳多樣性大但變異系數(shù)小的情況,比如水浸出物含量的H′值較大(2.01),但其變異系數(shù)卻最小(4.98%),說(shuō)明茶樹功能性成分的遺傳多樣性具有一定區(qū)域和種群間差異性[34]。

羅理勇等[35]對(duì)重慶地區(qū)主要茶樹栽培品種的研究結(jié)果表明:游離氨基酸含量與茶多酚含量呈顯著負(fù)相關(guān),與表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、咖啡堿和茶葉堿含量呈極顯著正相關(guān);趙洋等[36]研究發(fā)現(xiàn)水浸出物含量與茶多酚含量呈正相關(guān),高長(zhǎng)清等[37]在研究茶樹種質(zhì)資源春梢的生化成分時(shí)發(fā)現(xiàn),EGCG含量與表兒茶素沒食子酸酯(ECG)和沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)含量間存在顯著正相關(guān)。本研究中,茶多酚、水浸出物和生物堿(咖啡堿、可可堿和茶葉堿)含量與酯型兒茶素(EGCG、ECG和GCG)含量均呈極顯著正相關(guān),茶多酚與沒食子酸(GA)和游離氨基酸含量分別呈顯著和極顯著負(fù)相關(guān),與其余成分含量均呈顯著或極顯著正相關(guān)。說(shuō)明茶樹各成分含量間存在不同程度的相關(guān)性,彼此間相互影響。因此,從眾多指標(biāo)中選取有代表性的指標(biāo)尤為重要。主成分分析在薄殼山核桃〔Caryaillinoinensis(Wangenh.) K. Koch〕[38]、大豆〔Glycinemax(Linn.) Merr.〕[39]和枸杞(LyciumchinenseMiller)[40]品質(zhì)及茶樹中礦質(zhì)元素分析評(píng)價(jià)[41]上均有應(yīng)用,該方法能有效地對(duì)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本文中篩選出的EGCG、游離氨基酸、茶多酚、表沒食子兒茶素(EGC)、沒食子兒茶素(GC)和咖啡堿含量可用于茶樹品質(zhì)功能的綜合評(píng)價(jià)。

基于上述6個(gè)指標(biāo)的聚類分析結(jié)果顯示:在歐氏距離13.5處,30份茶樹材料分為4類。與綜合評(píng)價(jià)中排序結(jié)果基本吻合,進(jìn)一步說(shuō)明供試材料具有豐富的遺傳多樣性,所選指標(biāo)具有一定的代表性,評(píng)價(jià)結(jié)果較準(zhǔn)確。綜合排名前7的材料為‘天福星1號(hào)’、‘金福星1號(hào)’、‘水仙’、‘白牡丹’、‘桂福星1號(hào)’、‘佛手’和‘丹桂’,綜合得分大于1.40,這些材料在聚類分析中聚為Ⅰ類和Ⅱ類,茶多酚、EGCG和GC含量的平均值明顯大于其他材料,咖啡堿含量的平均值也較大,可考慮作為功能優(yōu)良的親本材料。王飛權(quán)等[42]和馮花等[11]在基于茶樹農(nóng)藝性狀、生化成分分析時(shí)發(fā)現(xiàn)‘白牡丹’、‘水仙’和佛手’在品質(zhì)產(chǎn)量方面表現(xiàn)優(yōu)良?！旄Ｐ?號(hào)’、‘桂福星1號(hào)’和‘金福星1號(hào)’分別是從武夷名叢‘半天妖’(‘Bantianyao’)、‘武夷金桂’(‘Wuyijingui’)和‘水金龜’(‘Shuijingui’)[43-44]選育出的新品種(系),有望成為功能性新品種(系)加以推廣種植。綜合比較認(rèn)為,Ⅰ類和Ⅱ類材料可作為選育高茶多酚、高EGCG茶樹的親本,Ⅲ類材料可作為選育高游離氨基酸茶樹的親本,Ⅳ類材料可作為選育低咖啡堿茶樹的親本,可在今后茶樹育種、功能性茶產(chǎn)品的開發(fā)中加以利用,發(fā)揮其特有的價(jià)值。由于茶樹種植地分布廣泛,同一種質(zhì)資源因其生態(tài)環(huán)境條件不同可能存在一定差異,因此,在選擇育種親本時(shí)應(yīng)該根據(jù)茶樹種植地氣候進(jìn)行種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)。

綜上所述,供試茶樹材料功能性成分的遺傳多樣性豐富,挖掘利用潛力大;以‘天福星1號(hào)’、‘金福星1號(hào)’、‘水仙’、‘白牡丹’、‘桂福星1號(hào)’、‘佛手’和‘丹桂’的綜合功能性較好;EGCG、游離氨基酸、茶多酚、EGC、GC和咖啡堿含量可作為初步評(píng)價(jià)功能性茶樹種質(zhì)資源的指標(biāo)。本研究?jī)H針對(duì)14個(gè)功能性成分進(jìn)行研究,下一步將擴(kuò)大功能性評(píng)價(jià)指標(biāo),如抗性和適應(yīng)性等相關(guān)指標(biāo),更系統(tǒng)地建立功能性茶樹種質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)體系。