貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源基于形態(tài)特征的多樣性研究

牛素貞，宋勤飛，安紅衛(wèi)，黃 政，劉 霞，趙德剛，陳正武

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所/貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006； 2.貴州大學(xué) 農(nóng)業(yè)生物工程研究院，山地植物資源保護(hù)與種質(zhì)創(chuàng)新教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550025； 3.貴州大學(xué) 茶學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

植物多樣性是地球上極為重要的財(cái)富，是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。遺傳多樣性越豐富，改良栽培品種或選育新品種的潛力就越大。然而，隨著農(nóng)業(yè)耕作方式和人們生活方式的不斷改變，生態(tài)環(huán)境的惡化加劇，植物的遺傳多樣性正在逐步減少[1]。茶樹(shù)種質(zhì)資源遺傳多樣性評(píng)價(jià)是茶樹(shù)育種研究的重要組成部分，對(duì)于更有效地利用現(xiàn)有的種質(zhì)資源，提高育種的準(zhǔn)確性具有重要意義。目前，伴隨著生物學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，遺傳多樣性的檢測(cè)方法不斷完善，已經(jīng)從形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)(染色體)、生理生化水平逐漸發(fā)展到分子水平。同時(shí)我們也注意到，各種方法在理論或?qū)嶋H研究中都有其各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性[2-4]。形態(tài)多樣性研究是目前種質(zhì)資源研究的重要內(nèi)容，也是物種遺傳多樣性研究的重要組成部分。不同植物生理生態(tài)特性的改變以及遺傳分化，一般會(huì)從形態(tài)特征反映出來(lái)。因此，根據(jù)形態(tài)特征的不同，在很大程度上能夠反映同種植物之間的相似性以及不同種植物之間的本質(zhì)差異[5-7]。本研究對(duì)144份貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源進(jìn)行形態(tài)性狀的多樣性分析，目的在于分析貴州32個(gè)分布地古茶樹(shù)種質(zhì)資源形態(tài)性狀的變異，從形態(tài)學(xué)上評(píng)價(jià)貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源的多樣性，為貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源的利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以分布在貴州的32個(gè)分布地的古茶樹(shù)種質(zhì)資源為材料(表1)。

按照陳亮等[8]的分類(lèi)，包括山茶屬CamelliaL.茶組Sect.Thea(L.) Dyer的大廠(chǎng)茶(C.tachangensisF.C. Zhang)25份、大理茶(C.taliensis(W.W. Smith) Melchior)9份、禿房茶(C.gymnogynaChang)9份、茶(C.sinensis(L.) O. Kuntze)57份、待分類(lèi)的茶組植物(Camelliassp.)44份。

1.2 方法

1.2.1 形態(tài)學(xué)性狀調(diào)查方法

2009年10月—2011年11月對(duì)分布在貴州省的古茶樹(shù)種質(zhì)資源進(jìn)行野外調(diào)查，參照江昌俊[9]的方法，調(diào)查的性狀是：樹(shù)型、樹(shù)姿、葉面積、葉色、葉脈對(duì)數(shù)、葉身、葉尖、柱頭分裂數(shù)、子房室數(shù)、葉形10個(gè)形態(tài)性狀。數(shù)據(jù)調(diào)查基本為單人調(diào)查，避免了某些性狀的視覺(jué)誤差。根據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)對(duì)部分質(zhì)量性狀進(jìn)行賦值，數(shù)量性狀按照測(cè)量值進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)。將數(shù)據(jù)匯集以后進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，以便進(jìn)行性狀的遺傳多樣性分析。

1.2.2 形態(tài)學(xué)性狀的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及統(tǒng)計(jì)分析

參考陳亮等[8]對(duì)茶樹(shù)葉片形態(tài)性狀的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)化(表2)。根據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)對(duì)部分質(zhì)量性狀進(jìn)行賦值。數(shù)量性狀按照測(cè)量值進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)。將所有數(shù)據(jù)錄入Excel表格，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)成性狀原始數(shù)據(jù)矩陣。依據(jù)葉長(zhǎng)和葉寬計(jì)算葉面積，葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.7，再根據(jù)葉面積的平均值，確定葉片的大小并進(jìn)行賦值。

表1 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源分布地信息

Table1Information of original area of ancient tea plants in Guizhou

編號(hào)調(diào)查地點(diǎn)東經(jīng)北緯海拔材料數(shù)量種質(zhì)No.OriginEastlongitude/ENorthlatitude/NAltitude/mSamplenumberSpeciesandvarieties1黔東南108°11′-108°41′26°23′-26°29′613-1478187C.sinensis,11CamelliasspSoutheasternGuizhou2黔西南104°44′-105°36′24°56′-26°13′1147-1900549C.sinensis,22C.tachangensis,SouthwesternGuizhou17Camelliassp.,6C.taliensis3黔南106°35′-107°54′25°21′-26°30′772-14572820C.sinensis,3C.tachangensis,SouthernGuizhou5Camelliassp.4黔北105°53′-108°36′27°27′-29°27′621-12393611C.gymnogyna,15C.sinensis,NorthernGuizhou10Camelliassp.5黔中105°36′-106°36′26°13′-26°32′1154-130888Camelliassp.CentralGuizhou

表2 茶樹(shù)主要形態(tài)形狀特征及數(shù)量化

Table2Morphological characteristics of tea plants and numerical values

性狀指標(biāo)Trait質(zhì)量性狀數(shù)量化Quantificationofqualitativetrait12345樹(shù)型Planttype喬木Arbor小喬木Semi-arbor灌木Shrub樹(shù)姿Growthhabit開(kāi)展Horizontalspreading半開(kāi)展Semi-erect直立Erect葉面積Leafarea/cm2小葉Small(<20)中葉Medium(20～40)大葉Large(40～60)特大葉Extralarge(60～80)超特大葉Superextralarge(≥80)葉色Leafcolour黃綠色Yellowgreen淺綠色Lightgreen綠色Mediumgreen深綠色Darkgreen紫綠色Purplegreen葉脈對(duì)數(shù)7～89～1011～1213～14Numberofveinpairs葉身Leafcrosssection內(nèi)折Convex平Flat稍背卷Concave葉尖Leafapexshape急尖Acute漸尖Attenuate鈍尖Blunt圓尖Obtuse柱頭分裂數(shù)Number345ofstylesplittings子房室數(shù)345Loculenumber葉形Leafshape披針形Lanceolate長(zhǎng)橢圓形Oblong橢圓形Elliptic近圓形Nearround

1.2.3 統(tǒng)計(jì)分析

將數(shù)據(jù)匯集以后進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，采用SPSS 15.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)10個(gè)形態(tài)性狀的遺傳多樣性和主成分進(jìn)行分析。形態(tài)性狀的遺傳多樣性指數(shù)采用Shannon-weaver指數(shù)H，計(jì)算公式為：多樣性指數(shù)H=-∑(Pj)×ln(Pj)，其中Pj為某性狀第j個(gè)代碼出現(xiàn)的頻率[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)性狀的頻率分布

表3顯示，10個(gè)形態(tài)性狀觀(guān)測(cè)值上的頻率分布，按照前面數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，葉面積和葉色等性狀指標(biāo)分為5個(gè)等級(jí)，葉形、葉脈對(duì)數(shù)和葉尖等性狀指標(biāo)分為4個(gè)等級(jí)，樹(shù)型、樹(shù)姿、葉身、柱頭分裂數(shù)、子房室數(shù)等性狀指標(biāo)分為3個(gè)等級(jí)。144個(gè)古茶樹(shù)種質(zhì)資源的樹(shù)型主要分布在等級(jí)3(灌木型)上，等級(jí)2(小喬木型)分布較少；樹(shù)姿主要分布在等級(jí)1(開(kāi)展)和等級(jí)2(半開(kāi)展)上，等級(jí)3(直立)分布較少；葉面積主要分布在等級(jí)2(葉面積20～40 cm2)上，等級(jí)1(葉面積<20 cm2)和5(葉面積≥80 cm2)的分布較少，分別為7%和4%，即材料中超特大葉類(lèi)型和小葉類(lèi)型較少；葉形和葉色在等級(jí)3上分布最多，達(dá)59%以上，葉形在等級(jí)1(披針形)上分布最少，僅為1%，即材料中披針形葉片分布較少，橢圓形、綠色葉片類(lèi)型的分布較多；葉脈對(duì)數(shù)主要集中分布在等級(jí)2上，也就是9～10對(duì)葉脈的材料較多；葉身主要分布在等級(jí)3上，即葉身稍背卷的材料較多；葉尖基本均勻分布在4個(gè)等級(jí)上；子房室數(shù)和柱頭分裂數(shù)主要分布在1、3等級(jí)上，等級(jí)2也就是4個(gè)子房室數(shù)和4個(gè)柱頭分裂數(shù)的材料分布較少。

2.2 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)性狀的變異

對(duì)144份貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源的10個(gè)主要形態(tài)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明(表4)，10個(gè)形態(tài)性狀變異系數(shù)除樹(shù)姿外，其他9個(gè)性狀變異系數(shù)均達(dá)35%以上，其中葉面積變異系數(shù)達(dá)100%以上，變異系數(shù)的大小依次為葉面積、柱頭分裂數(shù)、子房室數(shù)、葉尖、樹(shù)型、葉色、葉脈對(duì)數(shù)、葉身、葉形、樹(shù)姿。10個(gè)形態(tài)性狀多樣性指數(shù)均達(dá)到0.85以上，葉面積的多樣性指數(shù)最高，達(dá)1.74，葉形多樣性指數(shù)最低，為0.87。

2.3 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)性狀的主成分分析

由表5可見(jiàn)，前4個(gè)成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率僅達(dá)到85.97%，表明前4個(gè)主成分基本反映了10個(gè)指標(biāo)的信息。PC1、PC2、PC3和PC4的貢獻(xiàn)率分別為48.63%、15.87%、11.17%和10.30%。

原始變量和前4個(gè)主成分之間的相關(guān)性見(jiàn)表6。PC1主要代表樹(shù)型、樹(shù)姿、葉面積、葉尖和柱頭分裂數(shù)；PC2主要代表葉形、葉身；PC3主要代表葉脈對(duì)數(shù)、子房室數(shù)；PC4主要代表葉色。

表3 十個(gè)形態(tài)性狀的頻率分布

Table3Frequency distribution of morphological characteristics for tea varieties

%

表4 十個(gè)形態(tài)性狀的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)

Table4Statistic parameters and diversity index of 10 morphological characteristics of tea germplasms

性狀Trait平均值Mean最小值Min最大值Max變異系數(shù)CV/%多樣性指數(shù)H樹(shù)型Planttype2.111344.530.99樹(shù)姿Growthhabit2.111321.861.02葉面積Leafarea/cm233.9311.64100.08109.581.74葉形Leafshape1.721436.710.87葉脈對(duì)數(shù)Numberofveinpairs10.1271439.431.33葉身Leafcrosssection2.201339.051.06葉尖Leafapexshape2.541444.571.36子房室數(shù)Loculenumber1.931346.140.91柱頭分裂數(shù)Numberofstylesplittings1.931346.140.91葉色Leafcolour3.201540.750.92

表5 十個(gè)形態(tài)性狀主成分的特征向量及貢獻(xiàn)率

Table5Eigen vectors and percentages of accumulated contribution of principal components

主成分Principalcomponent特征值Eigenvalue貢獻(xiàn)率Contributionrate/%累計(jì)百分率Cumulativepercentage/%PC14.8648.6348.63PC21.5815.8764.50PC31.1111.1775.67PC41.0310.3085.97

貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源主成分得分見(jiàn)表7。PC1較高的正值表明古茶樹(shù)種質(zhì)資源的樹(shù)姿趨向直立，葉面積、柱頭分裂數(shù)都較大，G3、G11、G20、G23、G88、G90、G91、G92、G109、G34、G35、G101、G102、G103、G39、G45、G53、G54、G55、G57、G68、G69、G121、G130、G139等材料屬于此類(lèi)。PC1的較低的負(fù)值表明古茶樹(shù)種質(zhì)資源的樹(shù)型趨向于灌木，葉尖趨向圓尖，G28、G74、G79、G80、G81、G82、G83、G85、G86、G94、G37、G38、G43、G129、G112、G113、G66等材料屬于此類(lèi)。高的PC2正值表明古茶樹(shù)種質(zhì)資源葉身趨向稍背卷，G15、G27、G100、G35、G42、G114、G47、G54、G129、G138等材料屬于此類(lèi)；低的PC2負(fù)值表明葉形趨向于近圓形，G33、G79、G89、G95、G96、G36、G111、G71等材料屬于此類(lèi)；PC3較高的正值表明古茶樹(shù)種質(zhì)資源具有較多的子房室數(shù)，如材料G14、G59、G62、G132等；低的PC3負(fù)值表明古茶樹(shù)種質(zhì)資源具有較多的葉脈對(duì)數(shù)，如G1、G17、G19、G67、G141等材料。

2.4 五個(gè)分布區(qū)古茶樹(shù)種質(zhì)資源葉片形態(tài)性狀變異

由表8可見(jiàn)，黔西南分布區(qū)的古茶樹(shù)種質(zhì)資源的形態(tài)遺傳多樣性與其他分布區(qū)相比較廣泛，除了樹(shù)姿和葉形遺傳多樣性指數(shù)分別為0.93和0.87外，其他各性狀的遺傳多樣性指數(shù)均在1.0以上。形態(tài)遺傳多樣性指數(shù)中，樹(shù)型、葉尖和子房室數(shù)遺傳多樣性指數(shù)黔西南分布區(qū)最高，其次是黔南分布區(qū)、黔北分布區(qū)、黔中分布區(qū)分布區(qū)、黔東南分布區(qū)；樹(shù)姿遺傳多樣性指數(shù)是黔西南分布區(qū)最高，其次是黔南分布區(qū)、黔東南分布區(qū)、黔北分布區(qū)和黔中分布區(qū)；葉面積的多樣性指數(shù)以黔西南分布區(qū)最高為1.30，黔北分布區(qū)、黔中分布區(qū)、黔東南分布區(qū)次之，黔東南分布區(qū)最低為0.72；葉形遺傳多樣性指數(shù)除了黔中分布區(qū)最低為0.45，其他分布區(qū)在0.72～0.87，屬于中等遺傳變異；葉脈對(duì)數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)黔南分布區(qū)最高，其次是黔西南分布區(qū)、黔北分布區(qū)、黔東南分布區(qū)、黔中分布區(qū)；葉身和花柱分裂數(shù)的遺傳多樣性指數(shù)黔西南分布區(qū)最高，其次是黔南分布區(qū)、黔北分布區(qū)、黔東南分布區(qū)，最低是黔中分布區(qū)；黔西南分布區(qū)、黔東南分布區(qū)和黔南分布區(qū)葉色的變異程度相對(duì)一致，黔北分布區(qū)和黔中分布區(qū)相對(duì)較低。

表6 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源性狀變量因子負(fù)荷量

Table6Factor loadings for morphological characteristics of wild tea germplasms in Guizhou

變量Variable因子負(fù)荷量FactorloadingsPC1PC2PC3PC4樹(shù)型Planttype-0.7220.332-0.108-0.217樹(shù)姿Growthhabit0.511-0.390-0.009-0.064葉面積Leafarea0.6910.083-0.023-0.360葉形Leafshape-0.328-0.5560.365-0.073葉脈對(duì)數(shù)Numberofveinpairs0.2490.336-0.5530.199葉身Leafcrosssection0.0140.525-0.475-0.224葉尖Leafapexshape-0.5880.2110.277-0.191子房室數(shù)Loculenumber0.1690.2820.667-0.066柱頭分裂數(shù)Numberofstylesplittings0.5380.2530.3930.251葉色Leafcolour-0.2740.136-0.0790.806

表7 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源主因子分析

Table7Factor scores for wild tea germplasms in Guizhou

種質(zhì)Germplasm因子值FactorscorePC1PC2PC3PC4種質(zhì)Germplasm因子值FactorscorePC1PC2PC3PC4G11.4320.681-1.598-0.022G361.280-2.1520.6141.335G20.779-0.750-0.753-0.403G37-1.569-0.598-0.6930.050G32.398-0.2440.9760.698G38-1.5730.417-1.250-0.157G40.3831.0821.378-1.840G391.8570.6190.6020.435G50.8291.1870.8020.278G40-1.4240.1000.3740.535G60.7820.143-1.0540.515G41-1.3390.226-0.0560.444G70.5250.727-1.1880.405G420.8301.798-0.1440.372G80.279-1.0810.9060.617G43-1.6590.6360.331-0.556G9-0.1411.032-0.107-0.174G440.669-0.7150.6031.179G101.3860.285-1.204-0.487G452.3540.653-1.229-1.476G111.859-0.809-0.116-0.861G46-0.3841.322-0.2400.141G121.0160.1761.1800.197G471.2902.243-0.3161.146G130.9160.794-1.4110.823G481.3570.718-0.723-0.341G140.2860.9161.7080.616G49-1.3390.226-0.0560.444G150.0211.582-1.2090.324G50-1.154-0.8851.030-0.118G161.312-0.0931.4210.204G51-1.154-0.869-0.521-1.778G171.146-0.638-1.536-2.389G52-0.5380.544-0.6050.960G180.6771.3040.192-1.833G53-0.3451.001-1.112-1.033G19-0.3780.812-1.7770.231G540.2571.9670.861-0.790G202.316-0.0601.219-1.863G55-0.6491.152-0.231-0.071G21-0.1700.9860.629-2.174G56-1.3430.4280.590-0.082G22-0.3270.8190.781-0.116G572.272-0.767-0.928-0.193G231.8851.2600.725-1.013G58-1.2670.0901.237-1.922G240.3790.9440.216-0.391G591.536-0.8271.857-0.321G251.3930.715-0.2700.312G601.1190.2301.3701.454G26-0.9421.2000.475-0.067G610.5250.024-1.3690.800G27-1.0171.5370.0110.082G62-1.777-1.3933.6460.615G28-1.896-0.920-0.428-0.167G63-0.4800.4741.8530.782G29-0.5542.2270.5680.153G64-0.859-0.172-1.466-0.320G30-0.1790.9301.395-0.467G65-0.8860.2560.1271.613G31-1.216-0.229-1.449-0.041G66-1.896-0.920-0.428-0.167G32-1.190-0.2471.4550.236G670.2400.020-2.072-1.868G33-1.269-1.6360.2970.875G682.063-1.0740.3060.036G341.866-0.853-0.2900.101G691.829-0.8910.074-0.354G352.1381.775-0.4391.540G70-1.3390.226-0.0560.444

續(xù)表7

不同分布區(qū)古茶樹(shù)種質(zhì)資源的形態(tài)變異存在差異，其中黔西南分布區(qū)種質(zhì)資源的樹(shù)型、樹(shù)姿、葉面積、葉身、葉尖、子房室數(shù)、花柱分裂數(shù)、葉色等變異系數(shù)最大，黔南分布區(qū)種質(zhì)資源的葉形和葉脈對(duì)數(shù)變異系數(shù)最大(表9)。樹(shù)型變異系數(shù)以黔西南分布區(qū)最大，為53.36，黔東南分布區(qū)樹(shù)型變異最?。粯?shù)姿在5個(gè)地區(qū)變異幅度均較??；葉面積的變異系數(shù)各地區(qū)的差異較大，變異系數(shù)以黔西南分布區(qū)最大，為110.11%，黔東南地區(qū)的葉面積變異系數(shù)最小，為44.23%；葉形變異系數(shù)黔南分布區(qū)最高，為52.84%，黔東南分布區(qū)最低，為26.87%；葉身、葉尖、子房室數(shù)和花柱分裂數(shù)的變異系數(shù)以黔西南分布區(qū)最高，分別為58.79%、64.76%、73.12%和79.37%，黔東南地區(qū)最低，分別為27.66%、25.33%、25.86%、25.18%；葉色變異系數(shù)以黔西南分布區(qū)為最大，達(dá)62.05%，黔北分布區(qū)最小，為25.02%。5個(gè)群體10個(gè)形態(tài)性狀的平均變異系數(shù)從大到小的排序?yàn)椋呵髂戏植紖^(qū)、黔南分布區(qū)、黔北分布區(qū)、黔中分布區(qū)、黔東南地區(qū)。黔西南分布區(qū)的古茶樹(shù)種質(zhì)資源是變異系數(shù)最大的群體，說(shuō)明黔西南分布區(qū)古茶樹(shù)種質(zhì)資源的形態(tài)多樣性較豐富，黔東南地區(qū)的形態(tài)多樣性程度較低。

表8 五個(gè)分布區(qū)古茶樹(shù)種質(zhì)資源形態(tài)性狀的多樣性指數(shù)

Table8Diversity index of morphological characteristics of wild tea germplasm in five distributed areas

性狀Trait黔西南SouthwesternGuizhou黔東南SoutheasternGuizhou黔南SouthernGuizhou黔北NorthernGuizhou黔中CentralGuizhou樹(shù)型Planttype1.100.560.850.690.60樹(shù)姿Growthhabit0.930.650.770.500.45葉面積Leafarea1.300.721.021.131.12葉形Leafshape0.870.720.870.840.45葉脈對(duì)數(shù)Numberofveinpairs1.240.891.291.020.87葉身Leafcrosssection1.080.830.921.060.69葉尖Leafapexshape1.380.601.371.091.01子房室數(shù)Loculenumber1.090.610.820.800.69柱頭分裂數(shù)Numberofstylesplittings1.080.670.850.840.66葉色Leafcolour1.080.960.900.510.68

表9 五個(gè)分布區(qū)古茶樹(shù)種質(zhì)資源形態(tài)性狀的變異系數(shù)

Table9Coefficient of variation of morphological characteristics of wild tea germplasm in five distributed areas

性狀Trait黔西南SouthwesternGuizhou黔東南SoutheasternGuizhou黔南SouthernGuizhou黔北NorthernGuizhou黔中CentralGuizhou樹(shù)型Planttype53.3619.7434.6641.5823.71樹(shù)姿Growthhabit28.6224.969.4517.4422.25葉面積Leafarea110.1144.2379.6646.3346.25葉形Leafshape50.0726.8752.8449.2536.35葉脈對(duì)數(shù)Numberofveinpairs52.8635.5265.0453.0556.70葉身Leafcrosssection58.7927.6651.7242.0448.04葉尖Leafapexshape64.7625.3346.5351.4051.23子房室數(shù)Loculenumber73.1225.8665.1053.4845.67柱頭分裂數(shù)Numberofstylesplittings79.3725.1855.9649.9946.77葉色Leafcolour62.0529.5459.0825.0247.32平均值Mean63.3128.4952.0042.9642.43

2.5 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)性狀的聚類(lèi)分析

對(duì)貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)指標(biāo)的調(diào)查測(cè)定值標(biāo)準(zhǔn)化后，進(jìn)行聚類(lèi)分析(圖1)。結(jié)果表明，在歐氏距離5.60處供試材料明顯分為3大類(lèi)型；第Ⅰ類(lèi)包括：G40、G47、G48、G49、G67、G68、G69、G70、G71、G72、G91、G92、G98、G103、G109、G116、G118、G119、G120、G121、G123、G131、G133、G134、G136、G137、G139共27個(gè)材料，該類(lèi)材料來(lái)自于黔東南地區(qū)的雷山，黔中分布區(qū)的貴定、都勻、安順西秀、貴陽(yáng)花溪，黔西南分布區(qū)的興仁、晴隆、普安、安龍，黔北分布區(qū)的道真、務(wù)川、正安；第Ⅱ類(lèi)包括G57、G64、G122、G124、G125、G127、G128、G129、G130、G138共10個(gè)材料，該類(lèi)材料大部分來(lái)自黔西南分布區(qū)的晴隆，部分來(lái)自黔中分布區(qū)的貴定、花溪區(qū)和都勻市；第Ⅲ類(lèi)包括其余的 107份材料，該類(lèi)材料來(lái)自于表4中除安龍仙鶴平自然保護(hù)區(qū)、雷山方祥鄉(xiāng)和西江、普安江西坡、務(wù)川涪洋等以外的28個(gè)分布地。從形態(tài)性狀來(lái)看，各個(gè)分布區(qū)的古茶樹(shù)沒(méi)有明顯的地域特征。

3 討論

3.1 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)性狀的頻率分布

孫雪梅等[11]對(duì)云南古茶樹(shù)的形態(tài)性狀研究發(fā)現(xiàn)，云南古茶樹(shù)的形態(tài)性狀多以葉面積大、葉面平或稍隆起、葉色為綠色、柱頭4、5裂為主。本研究對(duì)貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源研究的結(jié)果表明，灌木型和喬木型樹(shù)型茶樹(shù)較多，樹(shù)姿直立的較少；中葉類(lèi)型較多，超特大葉類(lèi)型和小葉類(lèi)型較少；葉形多以稍背卷、葉色以綠色為主；材料中披針形葉片分布較少，橢圓形葉片和綠色葉片分布較多；葉脈對(duì)數(shù)主要以9～10對(duì)的較多；葉身稍背卷、子房3室和5室、花柱3裂和5裂的材料居多。這些表明貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源與云南古茶樹(shù)種質(zhì)資源具有一定的地域差異性，貴州獨(dú)特的氣候特征孕育了其獨(dú)特的資源類(lèi)型和多樣性。

圖1 一百四十四份古茶樹(shù)種質(zhì)資源形態(tài)性狀聚類(lèi)圖

3.2 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)性狀的變異

古茶樹(shù)資源是變異最為廣泛的一類(lèi)群體[12-13]。眾多學(xué)者對(duì)茶樹(shù)的研究表明[3，14-16]，古茶樹(shù)資源的變異較為豐富。本研究結(jié)果表明，貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源表現(xiàn)出顯著的形態(tài)多樣性，在所調(diào)查的性狀中，葉面積最小值為11.64 cm2，最大值超過(guò)100 cm2，差距超過(guò)85 cm2。

性狀的變異系數(shù)是性狀遺傳多樣性的數(shù)量化體現(xiàn)。變異系數(shù)越大，則說(shuō)明所試材料遺傳多樣性越高[2-3]。本研究中10個(gè)形態(tài)性狀變異系數(shù)除樹(shù)姿外，其他9個(gè)性狀均達(dá)到35%以上，其中葉面積變異系數(shù)達(dá)100%以上，說(shuō)明葉面積較其他性狀變異性大，這可能與古茶樹(shù)的立地生態(tài)環(huán)境存在較大關(guān)系；其次是花柱分裂數(shù)、子房室數(shù)、葉尖等變異也較大，這些性狀在分類(lèi)學(xué)研究中處于較為重要的地位，且能夠穩(wěn)定遺傳[4，17]，進(jìn)一步說(shuō)明貴州古茶樹(shù)的遺傳變異較為廣泛。另外，遺傳多樣性指數(shù)也是反映遺傳多樣性的指標(biāo)，多樣性指數(shù)越高，說(shuō)明該物種的遺傳多樣性水平越高[1，18-19]。本研究結(jié)果顯示，10個(gè)形態(tài)性狀多樣性指數(shù)均達(dá)到0.85以上，表明貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源的10個(gè)形態(tài)性狀均存在較為顯著的遺傳變異。

3.3 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源10個(gè)形態(tài)性狀的聚類(lèi)

形態(tài)性狀的聚類(lèi)是遺傳因素與環(huán)境因子共同作用的結(jié)果，在一定程度上反映了種質(zhì)的遺傳多樣性[20]，本研究在歐氏距離5.60處把貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源明顯分為3大類(lèi)型，Ⅰ類(lèi)包括27個(gè)材料，該類(lèi)材料來(lái)自于14個(gè)分布區(qū)，Ⅱ類(lèi)包括10個(gè)材料，該類(lèi)材料大部分來(lái)自晴隆，Ⅲ類(lèi)包括其余的107份材料，該類(lèi)材料來(lái)自28個(gè)分布區(qū)；3大類(lèi)型中僅Ⅱ類(lèi)材料有明顯的區(qū)域特征，Ⅰ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)材料均沒(méi)有明顯的地域特征，這可能是貴州多樣性的立體生態(tài)氣候，每一個(gè)小區(qū)域范圍內(nèi)均形成了非常廣泛的變異，也可能由于調(diào)查的性狀較少、環(huán)境不統(tǒng)一產(chǎn)生的誤差，這需要進(jìn)一步驗(yàn)證聚類(lèi)的結(jié)果，來(lái)證明基于形態(tài)性狀評(píng)價(jià)的遺傳多樣性分析結(jié)果是否可靠[8，21]。

3.4 貴州古茶樹(shù)種質(zhì)資源形態(tài)多樣性與分布的關(guān)系

各分布區(qū)由于生態(tài)環(huán)境、傳播的時(shí)間不同，其多樣性會(huì)存在差異[22]，本研究結(jié)果顯示，同一性狀在5個(gè)分布區(qū)內(nèi)的變異幅度有差異，總體來(lái)看，黔西南分布區(qū)的古茶樹(shù)種質(zhì)資源的形態(tài)遺傳多樣性比其他地區(qū)廣泛，除了樹(shù)姿和葉形遺傳多樣性指數(shù)分別為0.93和0.87外，其他各性狀的遺傳多樣性指數(shù)均在 1.0以上，其次是黔南分布區(qū)、黔北分布區(qū)，黔中分布區(qū)、黔東南地區(qū)。變異系數(shù)及其平均值也驗(yàn)證了5個(gè)地區(qū)的變異幅度是黔西南分布區(qū)>黔南分布區(qū)>黔北分布區(qū)>黔中分布區(qū)>黔東南地區(qū)，這可能與黔西南分布區(qū)是茶樹(shù)的起源地有關(guān)，排在第二位的地區(qū)是黔南分布區(qū)，其與黔西南分布區(qū)相隔較近，變異最小的區(qū)域是黔東南地區(qū)，與黔西南分布區(qū)距離相對(duì)較遠(yuǎn)，這可能是區(qū)域的多樣性與起源地的遠(yuǎn)近有關(guān)[17]。