35份茶樹種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀及生化成分多樣性分析

田 甜，韋錦堅(jiān)，韋持章，陳遠(yuǎn)權(quán)，陳海生

(廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西龍州 532415)

35份茶樹種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀及生化成分多樣性分析

田 甜，韋錦堅(jiān)，韋持章，陳遠(yuǎn)權(quán)，陳海生

(廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西龍州 532415)

采用主成分分析和聚類分析方法，對桂西南地區(qū)35份茶樹種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀和主要生化成分的多樣性進(jìn)行鑒定。結(jié)果表明，不同茶樹品種的農(nóng)藝性狀差異較大，變異系數(shù)為12.45%～47.03%，而主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異均較小，變異系數(shù)為8.92%～23.62%，其中，平均葉面積、葉片隆起性和葉片著生狀態(tài)變異系數(shù)均達(dá)到40%以上，而水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)為8.92%；主成分分析表明，前7個(gè)主成分的特征值大于1且累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到76.18%；基于農(nóng)藝性狀和主要生化成分的聚類分析表明，35份茶樹資源可分為7大類群，不同類群間在芽葉茸毛、一芽三葉百芽質(zhì)量、平均葉長、葉寬、葉面積、側(cè)脈對數(shù)、葉色、葉片質(zhì)地、葉緣形態(tài)、花瓣數(shù)及主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)上表現(xiàn)差異顯著，且第Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ類適制綠茶，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類適制紅茶，第Ⅴ類適兼制紅綠茶。

茶樹種質(zhì)資源；農(nóng)藝性狀；生化成分；主成分分析；聚類分析

茶樹種質(zhì)資源在茶樹新品種的選育中具有十分重要的價(jià)值和意義[1]。在育種過程中，深入分析種質(zhì)資源遺傳多樣性對育種的成敗尤為重要。目前雖然分子標(biāo)記在茶樹遺傳多樣性和親緣關(guān)系分析方面應(yīng)用廣泛[2-3]，但農(nóng)藝性狀的鑒定和描述仍然是種質(zhì)資源研究最基本的方法和途徑，農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)是種質(zhì)資源分類不可缺少的重要依據(jù)之一[4-6]；茶葉中的主要生化成分是決定茶葉品質(zhì)、判斷品種適制性的物質(zhì)基礎(chǔ)[7]。近年來，根據(jù)農(nóng)藝性狀和主要生化成分將多份茶樹品種分類的研究已有很多[7-10]，且分類結(jié)果較穩(wěn)定，可為育種選材提供客觀依據(jù)。

茶葉作為桂西南重要的經(jīng)濟(jì)作物，已經(jīng)成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的重要支柱和農(nóng)民收入的主要來源，但目前對廣西區(qū)茶樹種質(zhì)資源分類的相關(guān)報(bào)道尚少[9]，對桂西南地區(qū)的茶樹品種更是缺乏系統(tǒng)的鑒定與評價(jià)。為了加快桂西南地區(qū)茶樹優(yōu)良或特異品種的選育進(jìn)程，充分發(fā)掘該地區(qū)茶樹資源的利用潛力，本試驗(yàn)通過對保存于廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所茶樹資源圃的35份種質(zhì)資源進(jìn)行鑒定和分析，旨在評價(jià)其農(nóng)藝性狀及主要生化成分的多樣性，進(jìn)而為茶樹優(yōu)良或特異種質(zhì)的選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為保存于廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所茶樹資源圃的35份種質(zhì)資源，其基本信息如表 1所示。

1.2 測定項(xiàng)目及方法

農(nóng)藝性狀：依據(jù)茶樹種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程N(yùn)Y/T 1312-2007[11]，對芽葉顏色、芽葉茸毛、一芽三葉百芽質(zhì)量(g)、葉片著生狀態(tài)、平均葉長(cm)、平均葉寬(cm)、平均葉面積(cm2)、葉形、平均側(cè)脈對數(shù)、葉色、葉片隆起性、葉片質(zhì)地、葉尖、葉緣形態(tài)、花冠直徑(cm)、花瓣數(shù)這16個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查測定。其中質(zhì)量性狀通過賦值法將其轉(zhuǎn)化為數(shù)量性狀[11]。

水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：GB/T 8305-2013[12]；游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)：茚三酮比色法；茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)：酒石酸鐵比色法；咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)：高效液相色譜法。

表1 35份茶樹種質(zhì)資源基本信息

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過Microsoft Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，采用SPSS 18.0進(jìn)行主成分分析、聚類分析和方差分析。聚類分析方法為組內(nèi)聯(lián)接法，區(qū)間為平方歐氏距離；多重比較方法為LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 35份茶樹資源農(nóng)藝性狀和主要生化成分分析

通過對35份茶樹種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀和主要生化成分進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析，由表 2得知，不同茶樹品種間農(nóng)藝性狀的差異較大，而主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異均較小。農(nóng)藝性狀中平均葉面積在不同品種間差異最大，其變異系數(shù)達(dá)到47.03%，其次為葉片隆起性和葉片著生狀態(tài)，變異系數(shù)分別為42.54%、40.80%；而不同茶樹品種間平均葉寬、葉色、葉緣形態(tài)、花冠直徑、花瓣數(shù)、水浸出物及咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異均較小，變異系數(shù)均在20%以下，其中水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)低至8.92%。

表2 35份茶樹資源農(nóng)藝性狀和主要生化成分統(tǒng)計(jì)分析

2.2 農(nóng)藝性狀和主要生化成分主成分分析

通過對茶樹16個(gè)農(nóng)藝性狀和4個(gè)生化成分進(jìn)行主成分分析，根據(jù)特征值大于1的原則共篩選出7個(gè)主成分，這7個(gè)主成分解釋了所有指標(biāo)的大部分信息，其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到76.18%，如表 3所示。第1主成分貢獻(xiàn)率為17.857%，其中對平均葉長、葉寬、葉面積貢獻(xiàn)較大；第2主成分貢獻(xiàn)率為12.30%，對芽葉茸毛、葉片著生狀態(tài)、葉片質(zhì)地、游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)解釋較多；第3主成分貢獻(xiàn)率為11.35%，對茶多酚和咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較大；第4主成分貢獻(xiàn)率為9.82%，主要解釋芽葉顏色和百芽質(zhì)量，對芽葉顏色影響為負(fù)；第5主成分貢獻(xiàn)率為9.52%，主要解釋葉形、葉色和葉尖，對葉形影響為負(fù)；第6主成分貢獻(xiàn)率為8.19%，對平均側(cè)脈對數(shù)、花瓣數(shù)和水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)貢獻(xiàn)較大，其中對花瓣數(shù)影響為負(fù)；第7主成分貢獻(xiàn)率為7.16%，主要解釋葉片隆起性、葉緣形態(tài)和花冠直徑(表3)。

2.3 35份茶樹資源的聚類分析

根據(jù)農(nóng)藝性狀和主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)對35份茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行聚類，結(jié)果如圖 1所示，可分為7大類群。由表 4可知，對于農(nóng)藝性狀，不同類群間在芽葉茸毛、一芽三葉百芽質(zhì)量、平均葉長、葉寬、葉面積、側(cè)脈對數(shù)、葉色、葉片質(zhì)地、葉緣形態(tài)、花瓣數(shù)上表現(xiàn)差異顯著；除了咖啡堿，不同類群間的主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著。第Ⅰ類包括11份茶樹資源，編號為12、14、11、10、9、15、1、2、8、13、5，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為芽葉茸毛多，百芽質(zhì)量小，葉色中綠到深綠色，葉片著生多數(shù)近水平，大小中等，質(zhì)地中等到硬，葉緣微波，平均側(cè)脈對數(shù)為7～8，花瓣數(shù)為6～7，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均42.40%，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，平均4.08%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，平均20.14%；第Ⅱ類包括4份資源，編號為23、27、3、22，其特點(diǎn)為芽葉茸毛少到中等，百芽質(zhì)量小，葉色中綠到深綠色，葉片著生大多近水平，大小中等，質(zhì)地柔軟到中等，葉緣多數(shù)呈波狀，平均側(cè)脈對數(shù)為7，花瓣數(shù)多數(shù)為6，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，平均39.17%，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，平均2.65%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，平均24.08%；第Ⅲ類包括14份資源，編號為30、31、24、21、28、7、16、19、17、33、20、29、4、34，其特點(diǎn)為芽葉茸毛少到中等，百芽質(zhì)量很小，葉色深綠色，葉片著生大多近水平，少數(shù)上斜，葉片小，質(zhì)地中等，葉緣呈波狀，平均側(cè)脈對數(shù)為8，花瓣數(shù)為6，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均39.17%，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，平均2.99%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，平均24.71%；第Ⅳ類包括2份資源，編號為6、32，特點(diǎn)為芽葉茸毛特多，百芽質(zhì)量較高，葉色深綠色，葉片著生近水平，少數(shù)下垂，葉片較大，質(zhì)地中等，葉緣微波狀，平均側(cè)脈對數(shù)為10～11，花瓣數(shù)為6，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)49.98%，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，平均2.71%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)29.65%；第Ⅴ類包括1份資源，編號為18，特點(diǎn)為芽葉茸毛多，百芽質(zhì)量極高，葉色深綠色，葉片著生近水平，葉片小，質(zhì)地柔軟，葉緣微波狀，平均側(cè)脈對數(shù)為6～7，花瓣數(shù)為7，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，平均35.27%，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，平均2.65%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，平均24.39%；第Ⅵ類包括2份資源，編號為25、35，特點(diǎn)為芽葉茸毛少，百芽質(zhì)量較小，葉色為中綠和深綠色，葉片著生態(tài)上斜，大小中等，質(zhì)地柔軟，葉緣微波狀，平均側(cè)脈對數(shù)為10～11，花瓣數(shù)為5～6，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均42.60%，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，平均3.08%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，平均21.16%；第Ⅶ類包括1份資源，編號為26，特點(diǎn)為芽葉茸毛中等，百芽質(zhì)量極小，葉色深綠色，葉片著生態(tài)近水平，葉片小，質(zhì)地硬，葉緣呈波狀，平均側(cè)脈對數(shù)為10～11，花瓣數(shù)為3，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到42.60%，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3.32%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)低至17.21%。

表3 農(nóng)藝性狀和主要生化成分主成分分析

圖1 35份茶樹種質(zhì)資源聚類分析

3 結(jié)論與討論

35份茶樹種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀和生化成分基本統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果表明，不同茶樹品種間農(nóng)藝性狀的差異較大，變異系數(shù)為12.45%～47.03%，而主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異均較小，變異系數(shù)為8.92%～23.62%。其中，平均葉面積、葉片隆起性和葉片著生狀態(tài)變異系數(shù)均達(dá)到40%以上，而平均葉寬、葉色、葉緣形態(tài)、花冠直徑、花瓣數(shù)、水浸出物及咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)均在20%以下，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)低至8.92%。綜上所述，所調(diào)查的35份茶樹資源存在豐富的農(nóng)藝性狀遺傳多樣性，可為選育茶樹新品種提供理論依據(jù)。

對茶樹16個(gè)農(nóng)藝性狀和4個(gè)生化成分進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明可抽取7個(gè)主成分，其累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到76.18%，且不同農(nóng)藝性狀或生化成分在4 個(gè)主成分中具有明顯不同的載荷值，有的主成分對農(nóng)藝性狀或生化成分的影響為負(fù)值。這與李瑞等[8]、段志芬等[10]等研究結(jié)果相似。

通過聚類分析，可將35份茶樹種質(zhì)資源分為7類，不同類群間在芽葉茸毛、一芽三葉百芽質(zhì)量、平均葉長、葉寬、葉面積、側(cè)脈對數(shù)、葉色、葉片質(zhì)地、葉緣形態(tài)、花瓣數(shù)及主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)上表現(xiàn)差異顯著。楊亞軍[13-14]、陸錦時(shí)等[15]研究結(jié)果表明，適制綠茶品種的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該較高、茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較低，具有一定的水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(32%～40%)和咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)(3.3%～3.6%)；適制紅茶的品種則是氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較低，茶多酚、水浸出物和咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高；在這之間的則是紅綠兼制品種。依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，第Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ類均表現(xiàn)為一芽三葉百芽質(zhì)量較低，葉色為中綠色到深綠色，葉片著生態(tài)多數(shù)近水平，葉片小或中等，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)低或中等，適宜制綠茶，所以可選擇這些資源作為親本，以期培育出優(yōu)良的綠茶品種；第Ⅱ、Ⅲ類均表現(xiàn)為芽葉茸毛少到中等，一芽三葉百芽質(zhì)量較小，葉色中綠到深綠色，葉片著生大多近水平，葉片較小或中等，質(zhì)地柔軟到中等，葉緣呈波狀，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，適宜制紅茶，可利用這些資源培育出優(yōu)良的紅茶品種；第Ⅳ類表現(xiàn)為芽葉茸毛多，一芽三葉百芽質(zhì)量較高，葉色深綠色，葉片著生近水平，質(zhì)地柔軟到中等，葉緣微波狀，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，適制紅茶；第Ⅴ類表現(xiàn)為芽葉茸毛多，一芽三葉百芽質(zhì)量較高，葉色深綠色，葉片著生近水平，質(zhì)地柔軟到中等，葉緣微波狀，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，游離氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)中等，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍高，兼制紅綠茶。

通過系統(tǒng)聚類和鑒定評價(jià)，篩選出農(nóng)藝性狀和主要生化成分相似的種質(zhì)資源，并進(jìn)一步分析各類群的適制性，這為優(yōu)良和特異茶樹種質(zhì)資源的選育提供一定理論基礎(chǔ)。

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(責(zé)任編輯：郭柏壽 Responsible editor:GUO Baishou)

Diversity Analysis of Agronomic Traits and Biochemical Bomponents for 35 Tea Germplasm

TIAN Tian,WEI Jinjian,WEI Chizhang,CHEN Yuanquan and CHEN Haisheng

(Guangxi South Subropical Agricultural Science Research Institute,Longzhou Guangxi 532415,China)

Using principal component and cluster methods,the diversity of agronomic traits and main biochemical components of 35 tea germplasm in southwest of Guangxi were assessed. The results showed that the differences of agronomic characters among different varieties of tea were bigger with the coefficient of variation ranged from 12.45% to 47.03%. The differences of main biochemical components were smaller with the coefficient of variation ranged from 8.92% to 23.62%. Among them,the variation coefficients of average leaf area,leaf surface and leaf blade with raw state were more than 40%,but variation coefficient of water extract only 8.92%. The principal component analysis showed that the characteristic value of the former seven principal component were bigger than 1. The seven principal components accounted for 76.18% of total contribution rate. The cluster analysis based on agronomic traits and the main biochemical components showed that 35 tea germplasm were divided into seven groups. The bud leaf pastel,the weight of hundreds of bud,the average leaf length,leaf width,leaf area,lateral veins logarithm,leaf color,leaf texture,leaf form,petals number and content of main biochemical components showed significant differences among different groups. The cluster ofⅠ,Ⅵ,Ⅶ were suitable for the green tea. The Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ were suitable for the black tea. The Ⅴ was suitable for the both.

Tea germplasm;Agronomic traits; Biochemical components; Principal component analysis; Cluster analysis

TIAN Tian,female,assistant agronomist,master’s degree. Research area: tea cultivation and nutrition. E-mail: tiantian3854@qq.com

WEI Jinjian,male,senior agronomist,bachelor’s degree. Research area: tea variety breeding. E-mail: 181993158@qq.com

日期：2017-05-22

2016-04-11

2016-05-12

廣西公益性基金(GXNYRKS201609)。

田 甜，女，助理農(nóng)藝師，碩士，從事茶樹栽培與營養(yǎng)研究。E-mail：tiantian3854@qq.com

韋錦堅(jiān)，男，高級農(nóng)藝師，本科，從事茶樹品種選育研究。E-mail：181993158@qq.com

S571.1

A

1004-1389(2017)05-0797-08

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170522.0858.040.html

Received 2016-04-11 Returned 2016-05-12

Foundation item Public Welfare Foundation in Guangxi (GXNYRKS201609).