云南景洪市普洱古茶樹(shù)茶葉生化指標(biāo)分析與特異資源篩選

楊毅堅(jiān),尚衛(wèi)瓊,李友勇,楊盛美,楊興榮,段志芬,羅梓文,孫雪梅,劉本英

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/云南省茶樹(shù)種質(zhì)資源創(chuàng)新與配套栽培技術(shù)工程研究中心,云南勐海 666201)

云南景洪市普洱古茶樹(shù)茶葉生化指標(biāo)分析與特異資源篩選

楊毅堅(jiān),尚衛(wèi)瓊,李友勇,楊盛美,楊興榮,段志芬,羅梓文,孫雪梅,劉本英

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/云南省茶樹(shù)種質(zhì)資源創(chuàng)新與配套栽培技術(shù)工程研究中心,云南勐海 666201)

為使古茶樹(shù)優(yōu)異特異種質(zhì)資源得到更好的保護(hù)和利用,以云南景洪市20個(gè)代表茶區(qū)的50份古茶樹(shù)(普洱茶C.sinnensisvar.assamica)為研究材料，取其春梢一芽二葉做蒸青固樣,進(jìn)行生化成分(氨基酸、茶多酚、咖啡堿、水浸出物)質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定。根據(jù)4項(xiàng)常規(guī)指標(biāo)分析,對(duì)50份資源進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià),篩選出優(yōu)異特異性資源。結(jié)果表明,主要生化成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為茶多酚29.02%～44.02%、氨基酸1.95%～5.20%、咖啡堿2.37%～5.17%、水浸出物42.82%～62.85%。變異系數(shù)分別為茶多酚10.97、氨基酸21.15、咖啡堿16.49、水浸出物5.60。有25份為優(yōu)異特異資源,其中11份研究材料的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)>40%,為高茶多酚資源；14份研究材料的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>3.30%,為高氨基酸資源,其中2份研究材料是高茶多酚高氨基酸茶樹(shù)資源,分別為JH-049和JH-059。通過(guò)本研究,可以為古茶樹(shù)的種質(zhì)資源保護(hù)、創(chuàng)新、品種選育及生產(chǎn)利用提供更多種質(zhì)資源信息和科學(xué)依據(jù)。

茶樹(shù)；種質(zhì)資源；生化指標(biāo)

茶樹(shù)種質(zhì)資源是茶樹(shù)育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ),育種成效的大小,很大程度上決定于掌握種質(zhì)資源數(shù)量多少和對(duì)其性狀表現(xiàn)及遺傳規(guī)律的研究深度。云南作為茶葉的原產(chǎn)地,茶樹(shù)種質(zhì)資源的多樣性和特異性為世人矚目[1],其茶樹(shù)種質(zhì)資源共涉及茶組植物35個(gè)種、3個(gè)變種,其中26個(gè)種為云南獨(dú)有,種類(lèi)和類(lèi)型約占世界茶樹(shù)種類(lèi)的74.5%,是世界罕見(jiàn)的“茶樹(shù)種質(zhì)基因庫(kù)”。“國(guó)家種質(zhì)勐海大葉茶樹(shù)種質(zhì)圃”是重要的茶樹(shù)種質(zhì)資源專(zhuān)業(yè)保存圃之一,目前,該圃共保存有山茶科山茶屬茶組植物28個(gè)種3個(gè)變種,所保存的茶種占云南茶樹(shù)種質(zhì)資源的81.6%。保存的種質(zhì)資源多以云南特有的大葉茶資源為主,也包括一些中、小葉種資源。茶樹(shù)資源包括野生資源、地方品種、功能性生化成分品種[低咖啡堿、高咖啡堿、高茶多酚、高花青素、高氨基酸、高沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)等]等各類(lèi)種質(zhì)資源。但是隨著茶園良種化改造的不斷推進(jìn),不可避免導(dǎo)致對(duì)育成新品種推廣的日趨困難,多樣性逐步降低[2-3]。因此,對(duì)地方品種種質(zhì)資源的篩選及創(chuàng)新利用成為近年的核心課題。

普洱茶產(chǎn)于云南西雙版納州等地,生長(zhǎng)于海拔1 000～2 100 m、坡度≤25°的磚紅壤、磚紅性紅壤、山地紅壤和山地黃壤等山地。長(zhǎng)期以來(lái),以其歷史悠久、品質(zhì)風(fēng)格獨(dú)特、藥效顯著蜚聲中外。普洱茶具有降低血脂、減肥、抑菌助消化、暖胃、生津、止渴等多種功效。云南栽培茶樹(shù)歷史悠久,古茶樹(shù)群落在40多個(gè)縣都有分布,古茶樹(shù)遺傳資源豐富,幾乎包括原始和進(jìn)化的各種類(lèi)型,是進(jìn)行茶樹(shù)起源、演化等研究的重要材料,也是今后種質(zhì)創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)。景洪市是茶樹(shù)原產(chǎn)地的中心地帶之一,轄區(qū)內(nèi)共有百年以上茶園547.6 hm2,主要分布在基諾鄉(xiāng)和勐龍鎮(zhèn),勐旺鄉(xiāng)和景訥鄉(xiāng)等有零星分布[4]。近年來(lái)，科研專(zhuān)家就在地方品種中發(fā)現(xiàn)一批特早生、高香、高抗逆性和高茶黃素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的茶樹(shù)資源,包括文家塘大葉茶(水浸出物53.81%)、公弄茶(茶多酚43.5%)、新平峨毛茶(氨基酸6.3%)、阿偉茶(咖啡堿5.6%)等[5],這為茶樹(shù)的種質(zhì)創(chuàng)新提供優(yōu)異材料。

茶樹(shù)品種優(yōu)異特異性在遺傳育種中的重要性主要表現(xiàn)在適應(yīng)性、抗逆性及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)等方面；在茶葉產(chǎn)品中主要表現(xiàn)在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值方面,如高茶氨酸、高茶多酚、低咖啡堿、低氨酚比等。隨著生活水平不斷提高和對(duì)茶中生化藥理功能研究的不斷深入,茶樹(shù)優(yōu)異特異資源具有廣闊的應(yīng)用前景。茶多酚又稱茶鞣或茶單寧,具有抗氧化、清除自由基、抑菌和殺菌等作用,是茶葉中有保健功能的主要成份之一[6-7],也是形成茶葉色香味的主要成份之一。云南大葉茶中的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在20%～30%[8]，根據(jù)之前開(kāi)展的3次全國(guó)性種質(zhì)資源篩選資料表明：茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于34%者,可視為超常規(guī)水平的品種或品系[9-10]。茶葉中的氨基酸有26種,其中20種蛋白質(zhì)氨基酸存在于游離氨基酸中,還有6種非蛋白質(zhì)氨基酸。茶氨酸是茶樹(shù)中一種比較特殊的在一般植物中罕見(jiàn)的氨基酸,也是茶葉中主要的游離氨基酸,占整個(gè)游離氨基酸的70%，在干茶中占質(zhì)量的1%～2%。茶多酚、氨基酸等是茶葉保健功能的重要組成部分,高茶多酚、高氨基酸等特異茶樹(shù)品種的選育是當(dāng)今茶樹(shù)種質(zhì)資源研究及品種選育的主要方向。

1 材料與方法

1.1 材 料

20個(gè)代表茶區(qū)50份古茶樹(shù)種質(zhì)資源材料都來(lái)自景洪市古茶區(qū),資源采集信息如下表1所示。

表1 資源材料的編號(hào)及來(lái)源Table 1 Accessions and sample source

(續(xù)表1 Continued table 1)

1.2 方法

根據(jù)陳亮等[11]編著的《茶樹(shù)種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》中方法進(jìn)行采樣。采摘春茶一芽二葉鮮葉,經(jīng)微波100 ℃水蒸氣殺青,烘箱80 ℃烘干制成蒸青固樣。進(jìn)行水浸出物(GB/T8305-2002)、咖啡堿(GB/T8312-2002)、游離氨基酸總量(GB/T8314-2002)、茶多酚(GB/T8313-2002)[12]4項(xiàng)常規(guī)化學(xué)成分測(cè)定。由農(nóng)業(yè)部茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 16.0軟件(SPSS Inc,2007)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同材料水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

茶葉中水浸出物的多少，反映茶葉中可溶性物質(zhì)總量的多少,標(biāo)志著茶湯的厚薄,茶葉品質(zhì)的高低,與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)[13]。由圖1可以看出,除JH-004(62.58%)和JH-054(42.82%)外,其他研究材料的水浸出物大都集中在50.00%～56.00%，大部分研究材料的水浸出物性狀差異不明顯。

圖1 供試材料的水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較Fig.1 Comparative analysis in water extracts mass fraction of tested materials

2.2 不同材料茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)

云南茶樹(shù)品種資源豐富,古茶樹(shù)內(nèi)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較一般茶樹(shù)普遍略高,因此,本研究以茶葉茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于40%者定為高茶多酚資源材料。

由圖2可知,茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)<30%的茶樹(shù)材料有2份,分別為JH-017和JH-60號(hào)；50份古茶樹(shù)材料的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍集中在30%～40%，茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)>40%的茶樹(shù)有11份，分別為JH-016(41.01%)、JH-036(44.02%)、JH-039(42.33%)、JH-048(40.20%)、JH-049(40.20%)、JH-050(41.16%)、JH-056(41.78%)、JH-059(40.56%)、JH-063(41.84%)、JH-086(42.22%)、JH-088(42.65%)，在云南大葉種茶葉中都表現(xiàn)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的品種資源。茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的茶樹(shù)是JH-017號(hào)(29.02%)；茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的茶樹(shù)是JH-036號(hào)(44.02%)。

圖2 供試材料的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較Fig.2 Comparative analysis in tea polyphenols mass fraction of tested materials

2.3 不同材料氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)

氨基酸是構(gòu)成茶葉滋味的組成部分,具有甜味和鮮爽味,還能緩解茶的苦澀味,不僅對(duì)綠茶良好滋味的形成具有重要意義，也是紅茶品質(zhì)的重要評(píng)價(jià)因子之一。茶葉中的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%～5%，常規(guī)情況下,把氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>3.00%的品種稱為高氨基酸茶樹(shù)品種。結(jié)合本試驗(yàn)研究結(jié)果，古樹(shù)茶氨基酸普遍偏高,本研究擬以氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>3.30%的古茶樹(shù)資源為高氨基酸茶樹(shù)。

由圖3可知,50份研究材料的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.95%～5.20%，呈現(xiàn)較大變化,氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>3.30%的材料有14份,分別為JH-003(3.80%)、JH-013(4.04%)、JH-017(3.83%)、JH-035(3.62%)、JH-038(3.48%)、JH-046(4.45%)、JH-047(4.00%)、JH-049(3.40%)、JH-055(3.70%)、JH-059(3.66%)、JH-060(4.48%)、JH-067(5.20%)、JH-078(3.45%)、JH-083(3.64%)。氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的是JH-031(1.95%),也是唯一一個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.00%的茶樹(shù)品種；氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是JH-067(5.20%),目前屬于云南大葉茶中氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的茶樹(shù)品種。

圖3 供試茶樹(shù)品種的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較Fig.3 Comparative analysis in amino acids mass fraction of tested materials

2.4 不同材料咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)

咖啡堿是一種甲基黃嘌呤,是茶葉的主要呈味物質(zhì)和生理活性成分,在茶葉中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為2%～5%。由圖4可知,每份研究材料的咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)各不相同,50份研究材料的咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.37%～5.17%，幾乎都集中在2.80%～4.60%，咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低的是JH-040(2.37%),咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是JH-003(5.17%)。研究結(jié)果中沒(méi)有咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%或者咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于5.20%的茶樹(shù)品種,所以,在本研究中沒(méi)有超常量咖啡堿材料。

圖4 供試茶樹(shù)品種的咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較Fig.4 Comparative analysis in caffeine mass fraction of tested materials

2.5 茶葉生化指標(biāo)分析

對(duì)50份研究材料的生化指標(biāo)(水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表2。在50份研究材料中,水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值53.70%,最大值與最小值相差19.76個(gè)點(diǎn),28份材料的水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于平均值,22份材料的水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于平均值,標(biāo)準(zhǔn)差3.00,變異范圍19.76,變異系數(shù)5.60；茶多酚的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)36.46%,最大值與最小值相差15個(gè)點(diǎn),26份材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于平均值,24份材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于平均值,標(biāo)準(zhǔn)差4.00,變異范圍15.00,變異系數(shù)10.97；氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值3.11%,最大值與最小值相差3.25個(gè)點(diǎn),24份材料的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于平均值,26份材料氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于平均值,標(biāo)準(zhǔn)差0.66,變異范圍3.25,變異系數(shù)21.15；咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值3.78%,最大值與最小值相差2.8點(diǎn),28份材料咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于平均值,22份材料咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于平均值,標(biāo)準(zhǔn)差0.62,變異范圍2.80,變異系數(shù)16.49。生化指標(biāo)中變異系數(shù)最大的是氨基酸(21.15)，最小的是水浸出物(5.60)。

表2 50份茶樹(shù)資源生化成分統(tǒng)計(jì)分析Table 2 Statistical analysis of biochemical components in 50 tea resources

3 討 論

云南獨(dú)特的地理環(huán)境孕育了豐富的茶樹(shù)資源,發(fā)現(xiàn)最早、數(shù)量最多的古茶樹(shù)群落就坐落于云南境內(nèi)。目前,對(duì)古茶樹(shù)資源的考察進(jìn)度、研究方法和手段沒(méi)有具體的依據(jù),對(duì)古茶樹(shù)理化性質(zhì)分析和特異資源篩選更是少見(jiàn)。

茶樹(shù)特異種質(zhì)資源是可以用于遺傳育種研究、具特異性狀的遺傳材料,包括抗病蟲(chóng)、抗逆等性狀的品種(系)和春茶一芽二葉鮮葉干樣茶多酚、氨基酸、咖啡堿、茶黃素超產(chǎn)量的資源,是長(zhǎng)期以來(lái)在遺傳研究中人工創(chuàng)造或自然突變而獲得的創(chuàng)新種質(zhì)。不僅是遺傳育種重要的基礎(chǔ)材料,也是高附加值產(chǎn)品的重要材料來(lái)源[14-15]。對(duì)野生茶樹(shù)和古老的地方品種開(kāi)展資源鑒定與評(píng)價(jià)是獲得特異種質(zhì)資源材料的基本途徑。

通過(guò)分析，50份茶樹(shù)資源中,茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于30%,在成茶品質(zhì)上,說(shuō)明古茶樹(shù)的滋味及澀味普遍高于現(xiàn)代茶園茶?？Х葔A質(zhì)量分?jǐn)?shù)主要集中在2%～5%，說(shuō)明古茶樹(shù)所制茶葉無(wú)明顯苦味,滋味回甘。水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)都遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),這與孟愛(ài)麗等[16]的研究結(jié)果一致,說(shuō)明古茶樹(shù)的茶葉沖泡時(shí)茶湯的內(nèi)含成分較豐富,滋味濃厚。對(duì)50份茶樹(shù)種質(zhì)資源的主要生化性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，4個(gè)生化成分的變異系數(shù)為氨基酸(21.15)>咖啡堿(16.49)>茶多酚(10.97)>水浸出物(5.60)。氨基酸、咖啡堿和茶多酚的變異系數(shù)都大于10,表現(xiàn)出顯著的生化多樣性,多樣性水平較高,是遺傳創(chuàng)新的優(yōu)異材料。在50份資源材料中,有25份為優(yōu)異特異資源,其中有11份研究材料的茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)>40%,為高茶多酚資源；14份研究材料的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)>3.30%,為高氨基酸資源,其中2份研究材料是高茶多酚高氨基酸茶樹(shù)資源,分別為JH-049和JH-059。

古茶樹(shù)不僅具有生態(tài)價(jià)值,還具有繼承茶葉起源與茶文化發(fā)展的文化價(jià)值[17]。近年來(lái),已經(jīng)開(kāi)展古茶樹(shù)地理分布、生態(tài)系統(tǒng)和種質(zhì)資源等方面的研究,提高對(duì)古茶樹(shù)資源重要性的認(rèn)識(shí)[18]。但是,古茶樹(shù)的保護(hù)與利用是一項(xiàng)社會(huì)性很強(qiáng)的工作,只有多方宣傳，發(fā)動(dòng)社會(huì)群眾積極參與,才能使古茶樹(shù)的資源得到更好的利用和保護(hù)。

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(責(zé)任編輯：史亞歌 Responsible editor:SHI Yage)

Biochemical Index Analysis and Screening of Special Tea Plant Germplasms from Ancient Puer Tea Plant in Jinghong of Yunnan

YANG Yijian,SHANG Weiqiong,LI Youyong,YANG Shengmei,YANG Xingrong,DUAN Zhifen,LUO Ziwen,SUN Xuemei and LIU Benying

(Tea Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences/ Yunnan Tea Germplasm Resource Innovation and Cultivation Technology Engineering Research Center,Menghai Yunnan 666201,China)

For well protecting and utilizing good and special germplasms of old tea trees,50 new tea resources from 20 typical tea regions in Jinghong as materials.We took one buds and two leaves to de-enzyme and make it solid,and then measured its mass fraction of biochemical components(amino acid,tea polyphend,caffeine,water extract).Based on analysis of 4 conventional indexes,50 new resources were identified and evaluated,and well-performed accessions tea germplasms were screened out.The result showed that tea polyphend mass fraction,amino acid mass fraction,caffeine mass fraction and water extract mass fraction ranged from 29.02% to 44.02%,1.95% to 5.20%,2.37% to 5.17%,42.82% to 62.58% respectively .The coefficient of variation were 10.97,21.15,16.49 and 5.60 respectively.There were 25 well-performed resources were screened out,11 new tea materials had the character of high mass fraction of tea polyphend(>40%),and 14 new tea materials had high mass fraction of amino acid(>3.30%).2 new tea materials of these had high mass fractions of tea polyphend and high amino acid,and it reached to JH-049 and JH-059.The study will provide more genetic resources and scientific basis for germplasm resource protection,varieties and production of tea tree.

Tea tree;Germplasm ; Biochemical index

YANG Yijian,male,assistant research.Research area:tea tree resources,variety breeding and comprehensive utilization.E-mail:ynyyj@163.com

LI Youyong,male,master,associate researcher.Research area:tea germplasm resources and varietal improvement.E-mail:liyouyong_ytea@126.com

日期：2017-03-03

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170303.0833.054.html

2015-12-05

2016-03-01

國(guó)家自然科學(xué)基金(31160175,31440034)；農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用(2015NWB028)；云南省科技創(chuàng)新人才計(jì)劃(2011CI068)；農(nóng)業(yè)部“948”項(xiàng)目(2014-Z56)；云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院專(zhuān)項(xiàng)(2014CZZY003)。

楊毅堅(jiān),男,助理研究員,從事茶樹(shù)資源、品種選育和茶葉綜合利用研究。E-mail:ynyyj@163.com

李友勇,男,碩士,副研究員,主要從事茶樹(shù)種質(zhì)資源和品種改良研究。E-mail:liyouyong_ytea@126.com 劉本英,男,博士,研究員,主要從事茶樹(shù)種質(zhì)資源、品種改良及茶葉綜合利用等領(lǐng)域研究。E-mail:liusuntao@126.com

S571.1

A

1004-1389(2017)03-0448-07

Received 2015-12-05 Returned 2016-03-01

Foundation item National Natural Science Foundation of China(No.31160175,No.31440034)；Crop Germplasm Resources Protection and Utilization of Chinese Ministry of Agriculture(No.2015NWB028)；Innovative Talents of Science and Technology Project in Yunnan Province(No.2011CI068)；“948”P(pán)roject of Chinese Ministry of Agriculture(No.2014-Z56);Special Program of Yunnan Provincial Academy of Agricultural Sciences (No.2014CZZY003).

LIU Benying,male,Ph.D,research fellow.Research area:tea tree resources,variety breeding and comprehensive utilization.E-mail:liusuntao@126.com