鷓鴣茶種質(zhì)資源品質(zhì)性狀的多樣性分析

顧文亮 張建禹 覃永蘭 莊輝發(fā) 王輝 張翠玲 譚樂和

摘? 要? 針對海南省的92份鷓鴣茶種質(zhì)為材料，采用主成分分析和聚類分析，對水浸出物、茶多酚含量、游離氨基酸含量、咖啡堿含量和氨酚比等5個主要品質(zhì)性狀進行多樣性分析。結(jié)果表明，鷓鴣茶種質(zhì)資源主要品質(zhì)性狀的遺傳變異豐富。游離氨基含量的多樣性指數(shù)最高，其次是茶多酚含量;咖啡堿含量的變異系數(shù)最大，其次是氨酚比。主成分分析表明，前2個主成分累計貢獻率達77.70%，能夠反映5個品質(zhì)性狀的大部分信息?；诟鞣N質(zhì)在5個品質(zhì)性狀上的差異，對92份鷓鴣茶種質(zhì)進行聚類分析，發(fā)現(xiàn)第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類3個類群，第Ⅲ類群綜合表現(xiàn)最好，抗氧化的保健功效突出，且咖啡堿含量最低，可作為良好的育種材料。本研究結(jié)果可為鷓鴣茶的開發(fā)利用以及優(yōu)良無性品系選育提供科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞? 鷓鴣茶;種質(zhì)資源;品質(zhì)性狀;遺傳多樣性

中圖分類號? S326? ? ? 文獻標識碼? A

Quality Traits Diversity Analysis of Mallotus oblongifolius Germplasm Resources

GU Wenliang1，2， ZHANG Jianyu3， QIN Yonglan4， ZHUANG Huifa1，2， WANG Hui1，2， ZHANG Cuiling1，2， TAN Lehe1，2*

1. Spice and Beverage Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Wanning， Hainan 571533， China; 2. Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Wanning， Hainan 571533， China; 3. School of Tropical Crops， Yunnan Agricultural University， Puer， Yunnan 665099， China; 4. Yangtze Normal University， Chongqing 408100， China

Abstract? The genetic diversity of five major quality traits including water extracts content， tea polyphenols content， free amino acid content， caffeine content and ammonia polyphenols ratio was analyzed by the principal component analysis and cluster analysis for 92 Mallotus oblongifolius germplasm resources from Hainan， China. The genetic diversity of the major quality traits of M. oblongifolius germplasms was abundant. The diversity index of the content of free amino acids was the highest， and that of the content of tea polyphenols was the second highest. The coefficient variation of the caffeine content was the highest， followed by the ammonia polyphenols ratio. The principal components analysis of the five quality traits revealed that the first two principal components accounted for 77.70% accumulation contribution rate， reflecting most of the information of the five traits. Based on the difference of the five quality traits between each resource， the 92 germplasms were divided into three groups. The third group had the best prominent antioxidant health care effect and the lowest caffeine content. It means that the third group could be used as a good material for breeding. Our results could provide a scientific basis for the utilization and breeding for excellent asexual strains of M. oblongifolius.

Keywords? Mallotus oblongifolius （Miq.） Muell. Arg; germplasm resources; quality traits; genetic diversity

DOI? 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.12.008

鷓鴣茶[Mallotus oblongifolius （Miq.） Muell. Arg]又名山苦茶和五月茶，是大戟科（Euphorbi ac eae）野桐屬的多年生常綠灌木或小喬木[1]。鷓鴣茶在海南島中部山區(qū)的瓊中、保亭和五指山等市縣[2]以及東部沿海的文昌、瓊海、萬寧、陵水和三亞等市縣有自然分布或人工種植[3]，此外還在我國的廣東、廣西等?。ㄗ灾螀^(qū)），以及中印半島和蘇門答臘島等國也有自然分布[4]。鷓鴣茶在海南有著悠久的飲用歷史，當?shù)厝顺⑵溆米鼋庥湍?、助消化、清熱消暑和止渴生津的老爸茶。此外，鷓鴣茶的加工方法也頗為簡單，將其葉片曬干或風干后即可沖泡，飲用時有淡淡的藥香，也稱為零陵香氣[5]?，F(xiàn)代藥理學研究表明，鷓鴣茶富含茶多糖、茶多酚、沒食子酸和多酚類等多種有效成分[6]，具有清除氧自由基[7]、抗動脈粥樣硬化[8]、促進膽汁分泌[9]、抗病毒抑菌[10]、抗疲勞衰老[11]與鎮(zhèn)靜止痛[12]等功效。當前，海南地方企業(yè)已將鷓鴣茶精深加工成復配茶[13]、涼茶飲料[14]或速溶茶粉[15]等廣受歡迎的海南特色旅游產(chǎn)品。

農(nóng)作物種質(zhì)資源的收集保存、鑒定評價與創(chuàng)新利用是一項長期的基礎(chǔ)性工作，也是優(yōu)良新品種（品系）的選育與利用的源頭。當前，鷓鴣茶的研究多集中于化學成分鑒定、香氣成分分析或新產(chǎn)品以及新配方的研發(fā)，對鷓鴣茶種質(zhì)資源進行系統(tǒng)性的鑒定評價和多樣性分析尚屬空白。對鷓鴣茶種質(zhì)的鑒定評價和多樣性分析，不僅有利于資源的收集保存、優(yōu)異資源的深度挖掘，也對資源的創(chuàng)新利用和優(yōu)良新品種（品系）的選育具有重要意義。主成分分析和聚類分析是種質(zhì)資源和遺傳育種研究中常用的方法，已在油菜[16]、燕麥[17]、木薯[18]、紅花[19]和櫻桃番茄[20]中有著廣泛的應(yīng)用。本研究以收集保存自海南島各地的92份鷓鴣茶種質(zhì)為材料，以多樣性指數(shù)、主成分分析和聚類分析等方法相結(jié)合，綜合評估鷓鴣茶種質(zhì)資源品質(zhì)性狀的多樣性，依據(jù)不同加工生產(chǎn)需求篩選優(yōu)異種質(zhì)，可為鷓鴣茶種質(zhì)資源的收集保存和開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

以收集保存的92份鷓鴣茶種質(zhì)為材料，來自海南省10個市縣，供試材料來源及分析數(shù)量見表1。供試的92份鷓鴣茶種質(zhì)保存于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院香料飲料研究所的鷓鴣茶種質(zhì)資源圃內(nèi)，該種質(zhì)圃位于海南省萬寧市南橋鎮(zhèn)高龍村（E18°709.97，N1101796.17），海拔20 m，年平均氣溫24.5 ℃，積溫8800 ℃，年均降雨量2100 mm，雨旱季明顯，土壤類型以磚紅壤為主，母質(zhì)為花崗巖風化物[17]。種質(zhì)圃所屬的萬寧地區(qū)東臨南海（距海邊約10 km），三面環(huán)山，日照充足，長夏無冬，濕度大、雨量充沛，屬典型的熱帶季風氣候，絕大多數(shù)熱帶、亞熱帶植物在這里均能正常生長開花結(jié)果。鷓鴣茶種質(zhì)采用常規(guī)田間管理，每份鷓鴣茶種質(zhì)定植5株，隨機取其中3個植株的1 kg以上成熟葉片，分別將其陰干干燥，用電動磨碎機磨成粉末過60目篩子后制成試驗樣品。

1.2? 方法

1.2.1? 品質(zhì)性狀測定方法? 根據(jù)《茶 水浸出物測定》（GB/T 8305-2013）中的方法進行水浸出物含量測定;根據(jù)《茶 咖啡堿測定》（GB/T 8312-2013）中的紫外分光光度法進行咖啡堿含量測定;根據(jù)《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》（GB/T 8313-2008）中的方法，用沒食子酸作校正標準測定茶多酚含量;根據(jù)《茶 游離氨基酸總量的測定》（GB/T 8314-2013）中的方法進行游離氨基酸總量的測定。對鷓鴣茶供試材料進行品質(zhì)性狀鑒定評價時，按照上述標準方法進行測定，每份材料重復3次。

1.2.2? 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法? 利用Excel 2010軟件計算各個性狀的平均值（X）、標準差（δ）和變異系數(shù)（CV），根據(jù)香農(nóng)多樣性指數(shù)（Shannons diversity index）的分析方法，對所有性狀進行10級分類，第一級

2? 結(jié)果與分析

2.1? 多樣性評價

對收集到的92份鷓鴣茶種質(zhì)的5個品質(zhì)性狀進行統(tǒng)計分析，各性狀在不同鷓鴣茶種質(zhì)之間的差異明顯，表明這些性狀變異豐富（表2）。5個品質(zhì)性狀的平均變異系數(shù)為14.98%，說明上述5個品質(zhì)性狀在鷓鴣茶種質(zhì)中表現(xiàn)出較為豐富的遺傳多樣性。變異系數(shù)由大到小依次為：咖啡堿含量>氨酚比>茶多酚含量>水浸出物>游離氨基酸含量。5個品質(zhì)性狀的平均多樣性指數(shù)為2.07，說明鷓鴣茶種質(zhì)間的品質(zhì)性狀差異明顯，上述5個性狀具有較大的選擇潛力。多樣性指數(shù)僅咖啡堿含量在1.9以下，其余性狀均在2.0以上。

2.2? 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果表明，水浸出物與茶多酚含量、氨酚比呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）;茶多酚含量與比呈極顯著正相關(guān);游離氨基酸與咖啡堿含量呈極顯著正相關(guān)，但與氨酚比呈極顯著負相關(guān);咖啡堿含量與氨酚比呈極顯著負相關(guān)（表3）。這說明，隨著茶多酚含量的增高，水浸出物也會有所提高，隨著咖啡堿含量的增高，游離氨基酸含量也會有所提高。但各品質(zhì)性狀間存在相互影響和制約，游離氨基酸含量和咖啡堿含量的增高，都會使得氨酚比有所下降，故在鷓鴣茶優(yōu)良無性品系的選育時要注意平衡，以期達到各性狀間的最佳效果。

2.3? 主成分分析

主成分分析結(jié)果表明，前2個主成分包含了5個品質(zhì)性狀的大部分信息，其貢獻率分別達到51.78%和25.82%，累計貢獻率達77.70%（表4）。由結(jié)果可知，第一主成分載荷最高的為氨酚比，其次為茶多酚含量、水浸出物，主要反映茶多酚類物質(zhì)含量。第二主成分則主要反映咖啡堿含量和游離氨基酸含量。前2個主成分反映的氨酚比、茶多酚含量、咖啡堿含量和游離氨基酸含量是評價鷓鴣茶種質(zhì)的主要品質(zhì)性狀指標。

2.4? 聚類分析

采用SPSS 20.0軟件，根據(jù)5個品質(zhì)性狀在92份鷓鴣茶種質(zhì)中的不同表現(xiàn)，在歐式距離為5的位置將用于鑒定評價的鷓鴣茶種質(zhì)資源劃分為3大類群，每個類群的均值及變異系數(shù)見表5。

第Ⅰ類群包括34份材料，其主要特征是咖啡堿含量（1.61%）在3個類群中最高，且變異系數(shù)較高（33.10%），水浸出物（33.94%）、茶多酚含量（16.54%）、游離氨基酸含量（2.41%）和氨酚比（6.85）在3個類群中均位居第二。綜合來看，該類群的咖啡堿含量高，綜合性狀較好，具有獨特的開發(fā)潛力。

第Ⅱ類群包括35份材料，其主要特征是游離氨基酸含量（2.43%）在3個類群中最高，但變異系數(shù)較低（3.40%），咖啡堿含量（1.49%）在3個類群中位居第二，水浸出物（30.77%）、茶多酚含量（13.89%）、氨酚比（5.73）在3個類群中均位居第三。綜合來看，該類群的游離氨基酸含量高，適口性較好，具有一定的開發(fā)潛力。

第Ⅲ類群包括23份材料，其主要特征是水浸出物（35.84%）、茶多酚含量（18.72%）和氨酚比（8.20）在3個類群中均最高，游離氨基酸含量（2.28%）和咖啡堿含量（1.16%）在3個類群中均位居第三。綜合來看，該類群的水浸出物、茶多酚含量和氨酚比高，保健效果突出，且咖啡堿含量低，具有良好的開發(fā)潛力。

3? 討論

種質(zhì)資源是現(xiàn)代作物育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，種質(zhì)資源的豐富度與多樣性與其有效的開發(fā)利用有著直接的關(guān)系，運用科學的研究方法對種質(zhì)資源進行全面的多樣性分析，有助于深度挖掘和創(chuàng)新利用鷓鴣茶優(yōu)良種質(zhì)。本研究對海南省92份鷓鴣茶種質(zhì)資源進行5個品質(zhì)性狀的多樣性分析，結(jié)果表明除游離氨基酸含量外，其余4個品質(zhì)性狀的變異系數(shù)均在10%以上，5個品質(zhì)性狀的多樣性指數(shù)均在1.80以上。本研究表明收集保存的鷓鴣茶種質(zhì)資源品質(zhì)性狀變異豐富，類型廣泛，可為選育出滿足不同產(chǎn)品加工需求的育種目標提供豐富的種質(zhì)材料。

應(yīng)用主成分分析可將鷓鴣茶種質(zhì)資源5個品質(zhì)性狀轉(zhuǎn)化為2個主成分因子，2個主成分因子代表了全部性狀的77.70%信息，且各主成分因子包含的性狀信息也均有一定的相關(guān)性。根據(jù)各主成分因子的特征向量值可知，主成分因子1主要反映茶多酚類物質(zhì)含量與品質(zhì)之間的關(guān)系，主成分因子2主要反映其他物質(zhì)如游離氨基酸和咖啡堿含量與品質(zhì)之間的關(guān)系。故在對鷓鴣茶種質(zhì)資源進行初步篩選時可以把上述主成分因子作為評價標準。

聚類分析將92份鷓鴣茶種質(zhì)資源的5個品質(zhì)性狀劃分為3大類群，各類群之間在品質(zhì)性狀上表現(xiàn)出明顯的差異性和互補性。第Ⅰ類群的咖啡堿含量高，綜合性狀較好，咖啡堿具有刺激興奮以及提神的功效，該類群可作為開發(fā)運動功能型飲料使用，具有獨特的開發(fā)潛力。第Ⅱ類群的游離氨基酸含量高，游離氨基酸與茶湯的適口性有關(guān)，該類群可作為復配茶或速溶茶的配料使用，具有一定的開發(fā)潛力。第Ⅲ類群的水浸出物、茶多酚含量和氨酚比高，而咖啡堿含量低。由于茶多酚含量與抗氧化特性密切相關(guān)[21]，這說明該類群的種質(zhì)保健功效突出，且符合低咖啡因的健康觀念[22]，該類群可作為優(yōu)異品質(zhì)育種的親本材料進行重點利用。

鷓鴣茶作為傳統(tǒng)的飲料植物和藥用植物，其主要的開發(fā)利用方式即是通過飲用茶湯來產(chǎn)生功效，故本研究主要參照茶樹品質(zhì)性狀的鑒定評價，對92份鷓鴣茶種質(zhì)資源的水浸出物、茶多酚含量、游離氨基酸含量、咖啡堿含量和氨酚比等5個品質(zhì)性狀進行了多樣性、相關(guān)性、主成分分析和聚類分析。下一步將進行品質(zhì)性狀和植物學性狀的聯(lián)合分析，同時也將結(jié)合分子標記技術(shù)進行遺傳多樣性評價，從而全面準確地掌握鷓鴣茶種質(zhì)資源的遺傳背景。

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