‘白雞冠’半同胞系F1代新品系性狀比較及遺傳多樣性分析

林鄭和，鐘秋生，單睿陽，游小妹，陳志輝，陳常頌，楊 軍

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015)

‘白雞冠’半同胞系F1代新品系性狀比較及遺傳多樣性分析

林鄭和，鐘秋生，單睿陽，游小妹，陳志輝，陳常頌*，楊 軍

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015)

以‘白雞冠’半同胞系F1代中13個新品系為研究對象，觀測其新梢、成熟葉片等生物學(xué)性狀及利用SSR標(biāo)記分析其遺傳多樣性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與母本相比F1代新品系樹型全為灌木型，樹姿均為半披張，大部分為小葉種；芽葉色澤為黃綠的有8個，5個為紫綠或者綠色；新梢一芽三葉重超過母本的有7個；生化測定表明各品系水浸出物、茶多酚、兒茶素、咖啡堿差異不大；而游離氨基酸從3.5%～6.3%，變化幅度達(dá)到80%，變異幅度較大。遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)0309B與母本白雞冠親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，而0309D與0306I與母本親緣關(guān)系最近。

白雞冠；半同胞系；新品系；性狀；遺傳多樣性

茶樹新梢白化品種主要分為光照敏感型和溫度敏感型[1-2]?！纂u冠’(Camelliasinensiscv. Baijiguan)是一種光照敏感型的茶樹變異品種，其表型變異表現(xiàn)為：春季新梢發(fā)育初期為乳白色，至一芽二、三葉期最明顯，然后葉片顏色稍有加深，白化持續(xù)期較長。白化茶樹品種其化學(xué)組分最顯著的特點(diǎn)是較高的氨基酸含量和較低的茶多酚含量[3-4]。近年來，白化茶品種成為茶樹良種化推廣熱點(diǎn)，但因白化茶品種可選擇種源相對較少，產(chǎn)業(yè)化推廣進(jìn)程受到制約。課題組從白雞冠F1代雜交創(chuàng)新種質(zhì)中篩選出一批葉色淡綠、鵝黃、白化等制茶品質(zhì)優(yōu)特新品系(制綠茶帶濃郁的花香、滋味特醇厚、葉底嫩黃)。本文對白雞冠F1代創(chuàng)新種質(zhì)若干性狀進(jìn)行比較與遺傳多樣性分析，為今后白雞冠F1代選育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以白雞冠茶樹品種為母本，通過天然雜交獲得白化性狀創(chuàng)新種質(zhì)13個。采用短穗扦插進(jìn)行擴(kuò)繁后，建立初步品比試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

樹型、樹姿、葉色及生育期等調(diào)查每個小區(qū)選定5株茶樹進(jìn)行調(diào)查。新梢與成熟葉特性調(diào)查在春茶采摘前，茶樹隨機(jī)采摘一芽三葉初展新梢(留魚葉采)及成熟葉，調(diào)查新梢長、新梢重及其它性狀。調(diào)查方法按陳亮等[5]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1.3 生化分析

連續(xù)3年，在同一生境條件下采摘春季第一批一芽二葉新梢100 g左右，在蒸鍋水沸騰時，將鮮葉蒸1 min，然后晾干表面水分，在80℃溫度下烘24 h，至足干(含水量<6%)。裝入密封袋，4℃保存作為供試材料[8]。

茶磨碎試樣的制備及其干物質(zhì)含量測定，參照GB/T 8303-2002測定方法；游離氨基酸總量采用GB/T 8314-2002方法；水浸出物總量采用GB/T 8305-2002方法；茶多酚總量采用GB/T 8313-2002方法；兒茶素總量測定方法，參照GB/T 8313-2008方法。

1.4 新品系遺傳多樣性分析

采用CTAB法提取茶樹基因組DNA[6]。SSR反應(yīng)體系、擴(kuò)增程序及PAGE膠電泳檢測參考張成才等[7]的方法。條帶統(tǒng)計(jì)及聚類分析方法參考陳志輝[6]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行差異顯著性(LSD法)分析，所有分析試驗(yàn)均重復(fù)4～5次(不同植株為1個重復(fù))。聚類分析運(yùn)用PopGen3.2軟件計(jì)算Shannon信息指數(shù)(I)和Nei’s基因多樣性指數(shù)(H)。

2 結(jié)果與分析

2.1 新品系樹型、樹姿與葉類的調(diào)查

調(diào)查結(jié)果表明(表1)，所調(diào)查的14個新品種(系)樹型全為灌木型，樹姿全為半披張，葉類除0309E、0309D、0309B、0317F為中葉類外，其余各品系均為小葉類。

表1 新品系樹型與樹姿調(diào)查

2.2 新品系成熟葉片性狀調(diào)查

表2調(diào)查結(jié)果表明，各品系中成熟葉0306I葉片最長，0317D最短，葉寬以0306B最小，葉脈以0317F最多；葉色為黃綠色的新品系有7個，分別為：0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0317D、0317F。其葉面、葉尖、葉緣差異較小，葉基為楔形的有0306B、0306E、0306F、0306L、0306D、0306I、0309B及白雞冠，其余的均為近圓形。大部分新品系葉齒均為銳、疏、淺。

2.3 新梢芽葉性狀調(diào)查

調(diào)查結(jié)果見表3。發(fā)芽密度以0309E最稀，0306G、0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0309B、0317D、0317F均為密，其余新品系的發(fā)芽密度中。芽葉色澤為玉白的有0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0317F。芽葉茸毛各品系間差異不大。一芽三葉長以0306I最長，為9.1 cm，0317D最短，為4.5 cm，一芽三葉重以0317F最重，為1.03g，以0306D與0317D最輕，為0.44 g，其余品系兩者之間。

2.4 生化檢測結(jié)果

測定結(jié)果(表4)顯示，14個茶樹新品種(系)內(nèi)含物都很豐富，各品質(zhì)成分因品系而異。總體上看，水浸出物以0306I最大，0306C最低，游離氨基酸含量以0317F最大，為6.3%，其次0306I與0309D，為5.8%，大于5%的還有0306E、0306D、0317D。茶多酚含量以0309E最大，為28.3%，0306E最低為17.2%?？Х葔A與兒茶素各品系間變化差異不大，14個品系咖啡堿含量在2.7%～3.7%，兒茶素在10.5%～13.3%。酚氨比以0306E最低，為3.37，0309E最高，為6.02，而除0306L、0306C、0309E外，其余新品系的酚氨比都低于5。

表2 新品系成熟葉片性狀調(diào)查

表3 春季新稍芽葉性狀調(diào)查

2.5 SSR標(biāo)記多態(tài)性檢測

用9 對引物共檢測出27個等位基因，平均每個SSR 位點(diǎn)的等位基因數(shù)為3；有效等位基因數(shù)(Ne)1.42～3.14，平均為2.20多態(tài)信息含量(PIC值)0.31～0.58，平均為0.4755，說明這些引物的多態(tài)性較高。香農(nóng)指數(shù)(SI)在0.47～1.23，平均為0.87，說明白雞冠F1代變異還是相當(dāng)大的。

表4 新品系常規(guī)生化測定結(jié)果

表5 SSR多態(tài)性標(biāo)記特征

2.6 遺傳多樣性分析

對參試品系的SSR分子標(biāo)記試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳相似性及聚類分析發(fā)現(xiàn)，白雞冠F1代各品系間遺傳相似系數(shù)0.414～0.862，說明白雞冠后代變異較大。其中0306E、0306I、0309D與母本白雞冠最為相似，相似系數(shù)均為0.793。新品系0306I與0309D遺傳相似系數(shù)最高為0.862。0306B 與0309B、0306G的遺傳相似系數(shù)最低，均為0.414，0306B、0306F與白雞冠遺傳相似系數(shù)最小分別為0.552與0.586。0306D與0306F的遺傳相似系數(shù)也很高，達(dá)到0.828。

從聚類圖發(fā)現(xiàn)，14個新品種(系)分為5類，0306E、0309E、0306I、0309D、白雞冠、0306L、0306C聚為一類，0306D、0306F、0306B聚為一類，0317F與0309B都單獨(dú)為一類，0306G與0317D為一類。

圖1 白雞冠半同胞系聚類圖Fig.1 UPGMA cluster analysis on Baijiguan half-sib lines

表6 新品系遺傳相似系數(shù)

3 討論與結(jié)論

茶樹具有基因雜合和自花授粉率低的遺傳特性[1]，這一特性決定了生產(chǎn)上難以通過有性繁殖來保持親本一致的純度及其優(yōu)良性狀。經(jīng)過多年田間觀測，發(fā)現(xiàn)13個白雞冠F1代新品系樹型全為灌木型，樹姿全為半披張，大部分為小葉種；除0309E、0309D、0309B、0317F外，樹型、樹姿、葉類變異不大。春梢一芽三葉重超過母本白雞冠的有0306I、0306E、0309E、0317F、0309B、0309D，說明半同胞系F1代一芽三葉重雜種優(yōu)勢明顯。

葉色與白雞冠相似的新品系有7個分別為0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0317D、0317F，葉色變異幅度較大；發(fā)芽密度密的有9個；生育期與白雞冠相當(dāng)?shù)挠?個。生化檢測發(fā)現(xiàn)水浸出物、茶多酚、兒茶素、咖啡堿各品系差異并不大，而游離氨基酸含量變化范圍從3.5%～6.3%，變化幅度達(dá)到80%，變異幅度較大。從酚氨比值中發(fā)現(xiàn)，新稍玉白色新品系0306F、0306D、0306I、0309D、0317F酚氨比都低于5。從遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)，13個新品系遺傳變異較大，遺傳相似系數(shù)在0.42～0.86。這可能因?yàn)楦副静淮_定，來源廣泛，遺傳背景復(fù)雜，所以半同胞系間的遺傳多樣性較豐富，出現(xiàn)的遺傳變異更復(fù)雜。這樣也為育種提供了更多的變異材料，更有可能選育出遺傳多樣性高、性狀優(yōu)異的品種。其中0306I與0309D的親緣關(guān)系與白雞冠最近，0309B與白雞冠親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。等位基因數(shù)是反映SSR位點(diǎn)等位基因在個體間的多樣性程度，PIC 是反映了引物多態(tài)信息含量的水平，每個位點(diǎn)的等位基因數(shù)和它們在種群中的分布頻率決定了它的大小，通常是檢測引物多態(tài)性的指標(biāo)[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，有效等位基因數(shù)平均為2.10，多態(tài)信息含量(PIC值)平均為0.48，反映了這些引物的多態(tài)性較高，因此，Na、Ne、PIC與SI的值都反映出白雞冠F1代種群中存在較高的遺傳多樣性。

[1]王開榮,梁月榮,李明,等.白化茶骨干親本及其家系種質(zhì)性狀分析[J].茶葉,2015,41(3):130-132.

[2]李明,張龍杰,石萌,等.光照敏感型新梢白化茶新品種‘御金香’春梢化學(xué)成分研究[J].茶葉,2016，42(3):146-149.

[3]Wei K, Wang L Y, Zhou J,etal. Comparison of catechins and purine alkaloids in albino and normal green tea cultivars (CamelliasinensisL.) by HPLC[J]. Food Chemistry,2012,130(3):720-724.

[4]Feng L, Gao MJ, Hou RY,etal. Determination of quality constituents in the young leaves of albino tea cultivars[J]. Food Chemistry,2014,155(11):98-104.

[5]陳亮,楊亞軍,虞富蓮.茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2005:10-15.

[6]陳志輝,單睿陽,林鄭和,等.利用SSR標(biāo)記分析福建省選育福云半同胞系茶樹品種遺傳多樣性[J].茶葉學(xué)報,2015,56(4):238-243.

[7]張成才,劉園,姜燕華.SSR 標(biāo)記鑒定浙江省主要無性系茶樹品種的研究[J].植物遺傳資源學(xué)報,2014，15(5):926-931.

[8]吳華玲,陳棟,李家賢,等.13個梅州特色客家茶樹新品系的生物學(xué)性狀調(diào)查及主要生化組分研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2011,27(28):295-300.

[9]楊春,劉愛忠.小桐子EST-SSR分子標(biāo)記的開發(fā)與種質(zhì)遺傳多樣性分析[J].植物分類與資源學(xué)報,2011,33(5):529-534.

LeafCharacteristicsandGeneticDiversityofHalf-sibLinesBredfromBaijiguan(Camelliasinensis)

LIN Zheng-he, ZHONG Qiu-sheng, SHAN Rui-yang, YOU Xiao-mei,CHEN Zhi-hui, CHEN Chang-song*, YANG Jun

(TeaResearchInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fu’an,Fujian355015,China)

Botanic characteristics and biochemical composition of the mature leaves and new shoots of 13 F1 cultivars developed from Bijiguan (Camelliasinensis) were studied. The genetic diversity among the new cultivars was analyzed based on their SSR molecular markers. All of the new breeds belonged to the shrub-type with small leaves. The new shoots on 8 of the new lines were yellowish green in color, and 5 were purplish green or green. The weight of 1-bud-and-3-leaves on 7 cultivars among the new breeds were greater than that of their female parent. Little variation on the contents of polyphenols, catechins, water soluble matters or caffeine was found among them. On the other hand, free amino acid content in the F1 lines increased 80% from 3.5% to 6.3% over that in the parent. The genetic similarity coefficients of these half-sib lines ranged from 0.414 to 0.862, with 0309B showing the most remote, while 0309D and 0306I the closest, relationship with Baijiguan.

Baijiguan(Camelliasinensis); half-sib teas; new tea breed; characteristics; genetic diversity

S571

A

2096-0220(2017)03-0102-06

2017-08-25初稿；2017-09-12修改稿

國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(nycytx-19)、中國烏龍茶產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心專項(xiàng)(閩教科〔2015〕75號)、福建省屬公益科研院所基本科研專項(xiàng)(2015R1012-4，2015R1012-10)；福建農(nóng)科院PI項(xiàng)目(2016PI-34)、福建省自然科學(xué)基金(2016J01119)。

林鄭和(1975-)，男，博士，副研究員。研究方向：茶樹遺傳育種。E-mail:linzhenghe@126.com

*通訊作者：陳常頌(1973-)，男，碩士，研究員。研究方向：茶樹遺傳育種。E-mail: ccs6536597@163.com