福建禿房野生茶種質(zhì)資源新紀(jì)錄及其子房微形態(tài)觀察

王澤涵，于文濤 ，樊曉靜，方德音，蔡捷英，王元?jiǎng)?，葉乃興

（1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建 福州 350002；2.福州海關(guān)技術(shù)中心，福建 福州 350001；3.云霄縣茶葉科學(xué)研究所，福建 云霄 363300；4.福建省元?jiǎng)咨鷳B(tài)科技有限公司，福建 詔安 363500）

0 引言

【研究意義】中國(guó)是茶樹(shù)（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）的原產(chǎn)地[1]。研究野生茶樹(shù)對(duì)茶樹(shù)的起源、分類、開(kāi)發(fā)利用等有重要意義[2]。野生茶種質(zhì)資源一般是指其葉可制作茶葉供飲用的山茶屬（CamelliaL.）屬下的種、變種、變型和其他未經(jīng)準(zhǔn)確鑒定的野生的茶樹(shù)種質(zhì)資源，其多為茶組（C.sect.Thea（L.）Dyer in Hook.）內(nèi)的植物[3-5]。【前人研究進(jìn)展】張宏達(dá)[6]有關(guān)茶組的分類系統(tǒng)是經(jīng)典的傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類系統(tǒng)，是以花器官的分化程度，尤其是以子房室數(shù)、子房茸毛的有無(wú)及花柱分裂數(shù)為主要依據(jù)，將茶組植物分為4 個(gè)系：五室茶系（C.ser.QuinquelocularisChang）、五柱茶系（C.ser.PentastylaChang）、禿房茶系（C.ser.GymnogynaeChang）和茶系（C.ser.SinensesChang）。而陳亮等[7]以子房室數(shù)、花柱分裂數(shù)和子房茸毛的有無(wú)為主要依據(jù)，提出了將茶組植物分為大廠茶（C.tachangensisF.S.Zhang）、厚 軸 茶（C.crassicolumnaH.T.Chang）、大理茶（C.taliensis（W.W.Sm.）Melch.）、禿房茶（C.gymnogynaChang）和茶等5個(gè)種的分類系統(tǒng)。茶組植物中的禿房茶主要為喬木型或小喬木型，葉片呈長(zhǎng)橢圓或橢圓形，有疏鋸齒，花瓣7～10 枚，子房3（4）室，無(wú)茸毛[6-8]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】云霄和詔安2 地位于福建南部，2地野生茶多生長(zhǎng)在未開(kāi)發(fā)或半開(kāi)發(fā)的原始林區(qū)和次生林區(qū)，其生態(tài)環(huán)境較為獨(dú)特，適宜茶樹(shù)的生長(zhǎng)[9]。福建省野生茶樹(shù)資源豐富，但是目前僅在安溪野生茶中發(fā)現(xiàn)單株禿房種質(zhì)[10]。本課題組在對(duì)福建省云霄縣和詔安縣的古茶樹(shù)、野生茶種質(zhì)資源調(diào)查時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)禿房野生茶種質(zhì)資源群體，因此采集2 地的野生茶進(jìn)行子房微形態(tài)觀察。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究使用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察云霄、詔安野生茶樹(shù)的子房微形態(tài)特征，對(duì)福建野生茶資源的挖掘、鑒定評(píng)價(jià)、保護(hù)和利用都具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料于2019 年11 月取自云霄縣大帽山（北緯23°83′，東經(jīng)117°44′）、小帽山（北緯24°11′，東經(jīng)117°39′）、烏山（北緯23°92′，東經(jīng)117°19′）以及詔安縣龍傘崠（北緯24°09′，東經(jīng)117°05′）4 個(gè)地點(diǎn)。采集當(dāng)?shù)匾吧瑁?9 份，其中云霄縣17 份，詔安縣12 份。

1.2 樣品處理

主要儀器與試劑：SU-8 010 型冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（日立公司），DHG-9240A 型可編程電熱烘箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司），E-1 010 型離子濺射鍍膜儀（日立公司），F(xiàn)D-1-50 型真空冷凍干燥機(jī)（北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）；2.5%的戊二醛；50%、70%、90%、100%的乙醇；100%的叔丁醇。

將去除萼片的茶樹(shù)子房從中部切開(kāi)，每半個(gè)為1 個(gè)試驗(yàn)材料。把子房放置在2.5%戊二醛中，并于4℃冰箱中固定3 h；然后分別用50%、70%和90%乙醇脫水，每次脫水15 min，之后在100%乙醇中脫水3～4 次，每次15 min；最后置于100%叔丁醇中15 min，然后用真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥。將前處理后的樣品用導(dǎo)電膠固定于電鏡樣品臺(tái)上，用離子濺射鍍膜儀在樣品表面鍍膜80 s。具體步驟參照[11-14]。

1.3 樣品觀察與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行觀察與拍照。對(duì)野生茶樹(shù)子房的茸毛數(shù)量、茸毛長(zhǎng)度、子房外壁紋飾3 個(gè)性狀進(jìn)行觀察。每份試驗(yàn)樣品于50 倍放大倍數(shù)下觀察子房是否有茸毛以及茸毛數(shù)量和茸毛長(zhǎng)度；在1 000 倍放大倍數(shù)下觀察子房外壁紋飾。每個(gè)種質(zhì)的樣品取3 份，每個(gè)性狀重復(fù)測(cè)量3 次。茶樹(shù)子房茸毛性狀調(diào)查方法參照《茶樹(shù)種質(zhì)資源性狀描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[15]。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

用Image J 軟件進(jìn)行性狀的測(cè)量[16]，用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 云霄、詔安野生茶樹(shù)子房茸毛特征

在29 份野生茶種質(zhì)中，14 份種質(zhì)子房表面無(wú)茸毛，如云霄小帽山02、云霄小帽山05 和詔安龍傘01 等，稱為禿房種質(zhì)（圖1、2，表1），占48.3%，其中云霄有7 份禿房種質(zhì)；15 份種質(zhì)子房表面有茸毛，如云霄小帽山01、云霄小帽山03 和詔安龍傘04 等，稱為茸房種質(zhì)（圖3、4，表2），占51.7%，其中云霄有10 份茸房種質(zhì)。

在本次調(diào)查的茸房種質(zhì)資源中，子房茸毛多的種質(zhì)有云霄小帽山01 和云霄小帽山12，茸毛布滿整個(gè)子房；云霄小帽山04、云霄小帽山06 和云霄大帽山02 等6 份種質(zhì)子房茸毛數(shù)量中等，其茸毛主要集中在子房頂部和上部；詔安龍傘07、詔安龍傘08 和詔安龍傘09 等3 份種質(zhì)子房茸毛數(shù)量少，集中在子房頂部；云霄小帽山03、云霄烏山01 和云霄小帽山08 等4 份茸毛數(shù)量極少，大多分布在子房頂部（表2）。在茸房種質(zhì)中，子房茸毛長(zhǎng)度為151.31～714.27 μm，子房茸毛長(zhǎng)度種質(zhì)間差異較大，其中云霄小帽山09 相對(duì)最長(zhǎng)，云霄烏山01 相對(duì)最短（表2）。

2.2 云霄、詔安野生茶樹(shù)子房外壁紋飾特征

通過(guò)掃描電鏡觀察可以看出，供試茶樹(shù)種質(zhì)的子房外壁紋飾分為凹陷型、平展型和凸起型3 種類型（圖5）。凹陷型共14 份，平展型共12 份，凸起型共3 份，在外壁紋飾類型上茸房資源和禿房資源分布比較平均（圖6、7）。云霄種質(zhì)子房外壁紋飾凹陷型14 份，平展型3 份，而詔安種質(zhì)子房外壁紋飾平展型9 份，凸起型3 份，說(shuō)明云霄和詔安野生茶樹(shù)子房外壁紋飾地域特征差異明顯。

圖2 體視顯微鏡下禿房資源Fig.2 Stereomicroscope photo of ovary-glabrous germplasms

圖3 體視顯微鏡下茸房種質(zhì)Fig.3 Stereomicroscope photo of ovary-trichome germplasms

表1 云霄、詔安野生茶樹(shù)禿房種質(zhì)的子房微形態(tài)性狀Table 1 Ovarian micro-morphological traits of ovary-glabrous germplasms from Yunxiao and Zhao'an

圖4 茸房種質(zhì)子房微形態(tài)電鏡掃描Fig.4 SEMs of ovaries on ovary-trichome germplasms

表2 云霄、詔安野生茶樹(shù)茸房種質(zhì)的子房微形態(tài)性狀Table 2 Ovarian micro-morphological traits of ovary-trichome germplasms from Yunxiao and Zhao'an

圖5 子房外壁紋飾類型Fig.5 Exine ornamentation type of ovaries

圖6 茸房種質(zhì)子房外壁紋飾微形態(tài)（電鏡掃描）Fig.6 SEMs of exine ornamentations of ovary-trichome germplasms

圖7 禿房種質(zhì)子房外壁紋飾微形態(tài)（電鏡掃描）Fig.7 SEMs of exine ornamentations of ovary-glabrous germplasms

3 討論與結(jié)論

花器官子房茸毛性狀是茶組植物分類的重要依據(jù)之一[6,8]，本研究取自福建省云霄縣和詔安縣的29 份野生茶樹(shù)種質(zhì)可分為禿房資源和茸房資源2 種類型，子房茸毛數(shù)量、茸毛長(zhǎng)度及分布具有明顯的多樣性。供試野生茶種質(zhì)中，子房茸毛少、極少和禿房種質(zhì)共21 份，占總數(shù)的72.4%。除子房滿披茸毛的品種外，其余大多種質(zhì)的茸毛分布在子房上半部分，且種質(zhì)間的子房茸毛數(shù)量和長(zhǎng)度差異較大。該群體的子房茸毛分布特征與廣東鳳凰水仙優(yōu)選群體相似[18]。此外，本研究結(jié)果表明云霄縣茶樹(shù)種質(zhì)子房外壁紋飾以凹陷型為主，詔安縣以平展型為主，2 地種質(zhì)子房外壁紋飾類型差異明顯。

武夷類群是茶樹(shù)原始種群的東端次生群，分布區(qū)域主要為武夷山系和臺(tái)灣山系，該地區(qū)野生茶樹(shù)資源多分布在海拔1 000 m 上下的闊葉林中，野生茶樹(shù)資源豐富[10]。福建省屬于中亞熱帶和南亞熱帶氣候，年平均氣溫17～21℃，年降水量1 400～2 000 mm，適合茶樹(shù)的生長(zhǎng)，野生茶樹(shù)資源豐富。為保護(hù)茶樹(shù)種質(zhì)資源多樣性，2008 年以來(lái)，福建省茶葉科技人員深入33 個(gè)縣（市、區(qū)）茶區(qū)，開(kāi)展了茶樹(shù)品種資源和生物多樣性調(diào)研與考察[19]?，F(xiàn)已在福建省寧德市、漳州市、泉州市和龍巖市等地發(fā)現(xiàn)野生茶樹(shù)資源，樹(shù)型主要為喬木、小喬木和灌木3 種類型[20]。通過(guò)福建野生茶樹(shù)種質(zhì)資源考察鑒定，發(fā)現(xiàn)多地存在苦茶野生資源，而禿房類型較為稀少[10,20]。茶組植物禿房茶主要分布在云南、廣西、廣東、貴州、四川[6,21]，除禿房茶這一個(gè)種以外，廣東鳳凰水仙優(yōu)選群體茶樹(shù)中也曾發(fā)現(xiàn)40%的單株子房無(wú)茸毛[18]。本課題組首次發(fā)現(xiàn)了福建省境內(nèi)的野生禿房茶樹(shù)群體種質(zhì)資源，并首次對(duì)福建野生茶樹(shù)子房茸毛特征、子房微形態(tài)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)該群體子房茸毛特征具有明顯的多樣性，本次發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大了禿房野生茶種質(zhì)資源在中國(guó)的分布范圍，豐富了該資源的地理分布資料，對(duì)野生茶樹(shù)種質(zhì)資源的保護(hù)和利用具有重要意義。本課題組將深入開(kāi)展福建禿房野生茶種質(zhì)資源的微形態(tài)特征和分子生物學(xué)研究，以期探明該群體資源的遺傳多樣性以及在武夷類群遺傳演化中的地位。