76份浙江麗水茶樹(shù)種質(zhì)資源的生化成分多樣性分析

婁艷華，劉瑜，何衛(wèi)中，吉慶勇，鄭生宏

(麗水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000)

茶樹(shù)種質(zhì)資源是茶樹(shù)育種、遺傳研究和生產(chǎn)利用的物質(zhì)基礎(chǔ)。麗水是中國(guó)綠茶一類(lèi)適生區(qū)，也是浙江省茶葉主產(chǎn)區(qū)之一，其獨(dú)特的環(huán)境條件演化形成了豐富的野生茶樹(shù)種質(zhì)資源，為優(yōu)異茶樹(shù)種質(zhì)資源提供了豐富的育種材料。茶樹(shù)種質(zhì)資源的收集、保存、鑒定、評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)利用對(duì)麗水茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。茶葉主要生化成分是茶類(lèi)適制性與品質(zhì)優(yōu)劣的前提條件，段志芬等[1-4]對(duì)云南、四川、廣西、貴州的茶樹(shù)種質(zhì)資源進(jìn)行研究，以茶葉的主要生化成分篩選出了優(yōu)異茶樹(shù)種質(zhì)資源。為此，本研究以近幾年在麗水本地收集的野生及半野生茶樹(shù)種質(zhì)資源為研究材料，測(cè)定其生化成分，從中篩選優(yōu)異種質(zhì)資源和潛在的優(yōu)良種質(zhì)資源，為麗水本地茶樹(shù)新品種培育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的76份資源是2016—2017年在麗水周邊景寧、慶元、蓮都、松陽(yáng)、遂昌等野生及半野生茶園進(jìn)行種質(zhì)資源考察收集的茶樹(shù)資源。具體編號(hào)、名稱(chēng)及基本信息等見(jiàn)表1。

1.2 方法

1.2.1 樣品制作

在春季對(duì)76份材料及對(duì)照福鼎大白進(jìn)行新梢一芽二葉樣的采摘，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸青固樣，鮮葉在沸水蒸屜內(nèi)蒸3 min，然后90 ℃烘箱中烘干，密封保存，用于生化成分檢測(cè)。

1.2.2 測(cè)定方法

分別參照GB 5009.3—2016測(cè)定水分含量、GB/T 8305—2013測(cè)定茶樣的水浸出物含量、GB/T 8313—2008測(cè)定茶樣的茶多酚含量、GB/T 8314—2013測(cè)定茶樣的游離氨基酸總量、GB/T 8312—2013測(cè)定茶葉的咖啡堿含量、參照張正竹[5]的檢測(cè)方法測(cè)定茶葉中可溶性總糖含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行整理，主成分分析和聚類(lèi)分析采用SPSS19.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。主成分分析采用Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法對(duì)因子載荷矩陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得出旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣，再運(yùn)用系統(tǒng)聚類(lèi)法中的Ward聚類(lèi)法進(jìn)行聚類(lèi)分析。多樣性指數(shù)=-∑PjlnPj，其中Pj為某性狀第j個(gè)代碼出現(xiàn)的頻率。

表1 76份茶樹(shù)種質(zhì)資源基本情況

2 結(jié)果與分析

2.1 主要化學(xué)成分基本統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)

對(duì)76份麗水野生茶樹(shù)種質(zhì)資源水分、水浸出物、咖啡堿、茶多酚、氨基酸和可溶性總糖含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表2)。

表2 76份茶樹(shù)種質(zhì)資源基本統(tǒng)計(jì)參數(shù)

結(jié)果顯示，這76份茶樹(shù)資源的主要生化成分具有明顯差異性，表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性。在影響茶葉品質(zhì)的4項(xiàng)常規(guī)生化成分(水浸出物、咖啡堿、茶多酚、氨基酸)中，變異系數(shù)最大的是氨基酸，為30.92%，變異系數(shù)最小的是水浸出物，為5.27%。說(shuō)明在這4個(gè)成分上，氨基酸的改良潛力最大，而水浸出物的改良潛力最小。水浸出物含量最高的是LS-39，為49.99%，LS-6水浸出物含量最低，為35.26%，水浸出物含量超過(guò)49%的資源有20份，所占比例為26.32%，說(shuō)明麗水茶葉內(nèi)含物質(zhì)豐富。茶多酚含量最高的是LS-54，為41.19%，其次是LS-7，為39.58%；LS-27茶多酚含量最低，為25.77%，其中有75%的茶樹(shù)資源的茶多酚含量在30%～40%。咖啡堿含量最高的是LS-5，為5.61%，其次是LS-8，為5.20%，咖啡堿含量最低的是LS-24，為2.56%，84%的茶樹(shù)資源的咖啡堿含量在3.00%～4.50%。氨基酸含量最高的是LS-27，為7.78%，其次是LS-58，為7.46%，氨基酸含量最低的是LS-3，為1.67%，22%的茶樹(shù)資源的氨基酸含量在5%～7%。

酚氨比是一個(gè)體現(xiàn)茶樹(shù)資源適制性的指標(biāo)，酚氨比低的(<8)一般適制綠茶，酚氨比高的(>15)一般適制紅茶，在中間的為紅綠兼制型[6]。從表2可以看出，酚氨比值從3.31(LS-27)至21.07(LS-3)，變異幅度較大，變異系數(shù)達(dá)40.86%，在76份資源中，低于8的資源有35份，高于15的有7份。植物體內(nèi)的可溶性糖和游離氨基酸等被認(rèn)作抗凍物質(zhì)[7-8]，抗寒性強(qiáng)的茶樹(shù)可溶性糖含量相對(duì)較高[9-10]，在76份資源中，可溶性總糖含量最高的是LS-37，為8.86%，其次是LS-45，為8.18%，可溶性總糖含量最低的是LS-28，為1.65%。

2.2 生化成分的主成分分析

采用主成分分析可將多個(gè)變量簡(jiǎn)化為少數(shù)幾個(gè)指標(biāo)，從而簡(jiǎn)化分析過(guò)程，并獲得解釋方差的主要性狀及簡(jiǎn)化研究性狀，以利于更好地研究群體[3,11-12]。對(duì)76份麗水茶樹(shù)種質(zhì)資源6項(xiàng)成分進(jìn)行主成分分析(表3)，7個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為100%，第1主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為34.665%，貢獻(xiàn)最大的是酚氨比，其次是茶多酚，其中氨基酸含量的影響為負(fù)值。第2主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為56.417%，貢獻(xiàn)最大的是可溶性糖，其次為水浸出物。第3主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為70.947%，水分的影響最大，其次是咖啡堿。

表3 76份茶樹(shù)種質(zhì)資源的主成分分析

2.3 聚類(lèi)分析

對(duì)76份茶樹(shù)種質(zhì)資源進(jìn)行聚類(lèi)分析(圖1)，將其分成3個(gè)大的類(lèi)群，第1類(lèi)群包括23份資源，含4個(gè)亞組，主要特點(diǎn)為茶多酚含量中等、水浸出物含量中等、氨基酸含量中等，是紅綠兼制型資源。第2類(lèi)包括30份資源，含4個(gè)亞組，主要特點(diǎn)為水分含量較高，水浸出物含量較高、茶多酚含量較低、氨基酸含量較高、比較適制綠茶。第3類(lèi)包括23份資源，含4個(gè)亞組，主要特點(diǎn)為酚氨比較高、茶多酚較高、咖啡堿含量較低，是適制紅茶的資源。

2.4 優(yōu)異種質(zhì)資源篩選

茶葉生化成分的含量是決定茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的前提條件，通過(guò)對(duì)76份茶樹(shù)種質(zhì)資源的生化成分檢測(cè)可以看出(表4)，水浸出物≥49%的優(yōu)異資源有20份，茶多酚含量≥35%的優(yōu)異種質(zhì)資源有15份，咖啡堿含量≥5%的資源有3份，氨基酸含量≥5%的資源有17份，可溶性總糖含量≥6%的資源有13份[13]。

圖1 76份茶樹(shù)資源的聚類(lèi)分析

表4 生化成分含量比較優(yōu)異的資源

2.5 主要生化成分相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表5。從表5可知，水分與水浸出物、茶多酚、咖啡堿、氨基酸、可溶性總糖、酚氨比之間均有極顯著相關(guān)性，水浸出物與茶多酚、咖啡堿、氨基酸、可溶性總糖、酚氨比有極顯著的相關(guān)性，茶多酚與咖啡堿、氨基酸、可溶性總糖、酚氨比具有極顯著的相關(guān)性，咖啡堿與氨基酸、可溶性總糖、酚氨比呈極顯著相關(guān)性，氨基酸與可溶性總糖、酚氨比有極顯著的相關(guān)性，可溶性總糖與酚氨比呈極顯著相關(guān)性。

表5 76份茶樹(shù)種質(zhì)資源生化成分含量相關(guān)性分析

3 小結(jié)與討論

通過(guò)對(duì)76份茶樹(shù)種質(zhì)資源的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)浙江麗水茶樹(shù)種質(zhì)資源表現(xiàn)出了不同程度的變異，變異幅度和變異系數(shù)均較大，平均變異系數(shù)達(dá)21.66%，高于云南(16.53%)[1]的變異系數(shù)，低于四川(26.80%)[2]、廣西(25.80%)[3]和貴州(25.45%)[4]的變異系數(shù)。而本研究的平均多樣性指數(shù)達(dá)到1.83，均低于廣西(1.92)[3]、貴州(2.31)[4]和四川(1.92)[2]的多樣性指數(shù)?？傮w來(lái)講，麗水茶樹(shù)種質(zhì)資源有很大的選擇潛力和豐富的多樣性。

在76份茶樹(shù)種質(zhì)資源中，水浸出物含量平均值為47.81%，且含量高于貴州(2.30%)[4]、廣西(5.91%)[3]、云南(1.38%)[1]，低于四川(3.89%)[2]；茶多酚含量平均值為32.33%，且含量高于貴州(14.39%)[4]、廣西(3.63%)[3]、四川(10.43%)[2]，低于云南(0.85%)[1]；咖啡堿含量平均值為3.57%，且含量高于四川(0.57%)[2]，低于貴州(0.19%)[4]、廣西(0.03%)[3]、云南(0.57%)[1]；氨基酸含量平均值為4.01%，且含量均高于貴州(0.35%)[4]、廣西(1.11%)[3]、四川(1.53%)[2]、云南(1.11%)[1]；酚氨比平均值為9.05%，且酚氨比高于貴州(3.88%)[4]、云南(9.05%)[1]、四川(1.05%)[2]，低于廣西(1.35%)[3]。說(shuō)明不同區(qū)域茶樹(shù)資源的水浸出物含量、茶多酚含量、咖啡堿含量、氨基酸含量和酚氨比存在一定的差異性與地域性，這與王新超等[3]和陳正武等[4]研究結(jié)論一致。

對(duì)76份茶樹(shù)資源的7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，其累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，而累積方差貢獻(xiàn)率前3個(gè)因子所代表的變量信息占全部信息的比重，能反映7個(gè)指標(biāo)變量70.947%的信息量，可以解釋原始指標(biāo)數(shù)據(jù)中的大部分變量，且各主成分包含的信息具有一定的相關(guān)性，而且不同成分在3個(gè)主成分中具有明顯不同的載荷值，有的成分對(duì)不同的主成分具有方向相反的影響。聚類(lèi)分析結(jié)果顯示，76份茶樹(shù)種質(zhì)資源分為三大類(lèi)群，且各類(lèi)群之間存在較大的差異，也反映了不同資源的適制性。程啟坤[6]研究表明，酚氨比低的(<8)一般適制綠茶，酚氨比高的(>15)一般適制紅茶，在中間的為紅綠兼制型。邱華麗等[14]研究表明，酚氨比越低，越適合加工綠茶。王新超等[3]研究表明，茶多酚含量和氨基酸含量中等，酚氨比在8～13，是紅綠茶兼制型；酚氨比和茶多酚含量較高，氨基酸含量較低，適制紅茶；茶多酚含量較低、氨基酸含量較高、酚氨比<8的較適制綠茶。楊亞軍[15]和陸錦時(shí)等[16]也得出了一致的研究結(jié)果。依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，本研究第1類(lèi)群是紅綠兼制型資源，第2類(lèi)群適制綠茶，第3類(lèi)群適制紅茶，聚類(lèi)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果大致相符。

通過(guò)生化成分分析，篩選出了水浸出物≥49%、茶多酚含量≥35%、咖啡堿含量≥5%、氨基酸含量≥5%、可溶性總糖含量≥6%的優(yōu)異種質(zhì)資源。相關(guān)性分析結(jié)果表明，水分、水浸出物、茶多酚、咖啡堿、氨基酸、可溶性總糖、酚氨比7者之間均有極顯著相關(guān)性。LS-30、LS-42、LS-45、LS-52、LS-61、LS-62和LS-72這7個(gè)資源在3個(gè)成分以上具有較高的含量，可以作為育種親本用于今后的育種中加以利用，發(fā)揮種質(zhì)資源的利用價(jià)值。