基于灰色關(guān)聯(lián)分析方法的陜南老茶樹資源早期鑒定

郭明星 席彥軍 郝興順 吳軍艦 李秀峰 李佼 王思梅

摘 要：開展陜南老茶樹資源的早期鑒定，其目的在于挑選優(yōu)良茶樹資源。以55份陜南地區(qū)老茶樹資源為試驗材料，采用次數(shù)分布統(tǒng)計分析和灰色關(guān)聯(lián)分析方法開展研究。結(jié)果表明，出圃率與最長根長、根數(shù)、莖粗、株高、葉片數(shù)的關(guān)聯(lián)度較大。最長根長與根數(shù)、莖粗、株高的關(guān)聯(lián)度也比較大，可同時改良這幾個性狀。所收集的老茶樹資源中有一批茶苗的新梢長、分枝數(shù)、出圃率、最長根長、根數(shù)和莖粗長勢較強，其中以B14-39、B14-38、B14-34、B14-42、B14-9、X13-16、X14-37、Z14-2、Z14-5和Q13-2與理想品種較接近。有17份材料的關(guān)聯(lián)度較對照大?；疑P(guān)聯(lián)分析方法能較準確分析性狀間的關(guān)聯(lián)度以及挑選優(yōu)異材料，能為今后茶樹育種提供科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞：陜南;老茶樹;表型性狀;次數(shù)分布;灰色關(guān)聯(lián)分析

中圖分類號 S571.1文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）13-0070-06

Abstract： The main goal is to develop early identification of old tea resources for screening excellent resources.55 old tea resources in Southern Shaanxi were conducted by using statistical analysis and grey relational analysis method in this paper. The result showed that correlation degree between rate of nursery coming out and maximum root length， root length， root number， stem diameter， plant height， number of leaves were great. The correlation degree between maximum root length and root number， stem diameter， plant height is great， which can improve these traits at the same time. Some of old tea resources were stronger in new shoot length， branch number， rate of nursery coming out， maximum root length， root number and stem diameter， which B14-39， B14-38， B14-34 ， B14-42， B14-9， X13-16， X14-37， Z14-2， Z14-5 and Q13-2 were closer to the ideal varieties. The correlation degree of 17 materials were greater compared with CK. It can accurately reveal the correlation degree between the traits and breed elite material with Grey relational analysis method. It can provide the basis for tea breeding.

Key words： Southern Shaanxi; Old tea; Phenotypic traits; Frequency distribution; Rey relational analysis

陜南位于陜西省南部，是我國最北緣的茶樹適生區(qū)，素有“種質(zhì)資源庫”之稱，約有3000多年的茶樹種植史[1-3]，因此，陜南茶區(qū)歷史遺留茶樹種質(zhì)資源相當豐富。本課題組于2013—2015年深入南鄭縣碑壩福成鄉(xiāng)干龍洞、勉縣漆樹壩、西鄉(xiāng)大河壩、寧強青木川老茶區(qū)和云峰寺等山區(qū)調(diào)查、收集老茶樹資源，經(jīng)過3年的努力獲得一批老茶樹扦插茶苗。對這批老茶樹扦插茶苗開展早期鑒定是本課題組目前的緊迫任務(wù)。茶樹早期鑒定能縮短育種年限，減少育種盲目性，因此，加強茶樹資源早期研究對茶樹育種具有重要的意義。

作為多年生經(jīng)濟作物，育成一個茶樹新品種約需20年左右的時間。為了加快育種進程，育種者十分注重品種選育中的早期鑒定技術(shù)研究[4]。李賽君等[5]研究表明，用株高、莖粗、分枝數(shù)3個數(shù)量性狀來選擇優(yōu)良單株效果比較好。郭吉春等[6]研究表明，3齡期自然生長茶樹主干直徑、分枝數(shù)、著葉數(shù)、定剪枝葉量，4齡期定剪枝葉量、春梢數(shù)、5齡期產(chǎn)量等7個性狀可以作為烏龍茶產(chǎn)量早期鑒定與選擇的目標性狀。王小萍等[7]、唐一春等[8]和楊亞軍等[9-11]的研究揭示了鮮葉的主要生化組分與紅茶品質(zhì)的關(guān)系。以上研究雖然能為茶樹育種提供一些理論依據(jù)，但多是基于某些性狀，缺乏品種綜合評價和定量分析。灰色關(guān)聯(lián)分析比傳統(tǒng)的方差分析方法的優(yōu)勢在于，其可以使眾多因素處于同一系統(tǒng)中，且能將不同單位、不同數(shù)值的數(shù)據(jù)通過無綱量化一次性處理后再相互比較，是較科學、合理、綜合性強的分析方法[12]，已被大量應(yīng)用于農(nóng)作物綜合評判及選育中，并取得了良好的效果[13]。

前人雖然系統(tǒng)地開展了茶樹資源早期研究，但目前尚未見陜南地區(qū)老茶樹資源的早期研究。陜南地區(qū)具有豐富的老茶樹資源，遺傳基礎(chǔ)豐富，能為選育優(yōu)良茶樹品種提供優(yōu)異種質(zhì)資源。因此，系統(tǒng)開展陜南地區(qū)老茶樹資源早期研究具有重要意義。本研究應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法開展了陜南地區(qū)不同來源的老茶樹資源早期研究，旨在為后續(xù)的茶樹育種提供優(yōu)異資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試材料分別來自南鄭碑壩（編號為B）、西鄉(xiāng)大河壩（編號為X）、寧強青木川老茶區(qū)（編號為Q）和鎮(zhèn)巴興隆（編號為Z），對照為來自福建福鼎大白茶。試驗材料共55份，其中來自南鄭碑壩21份，西鄉(xiāng)大河壩17份，寧強青木川8份和鎮(zhèn)巴興隆8份。材料來源見表1。

1.2 試驗地點 2014年，將收集的老茶樹枝條采用短穗扦插于漢中市農(nóng)科所茶葉綜合試驗基地茶葉繁育大棚。試驗地位于漢中市南約35km的大巴山區(qū)。該區(qū)屬北亞熱帶季風氣候，年平均氣溫為14.3℃，≥10℃積溫4455℃，≥10℃的持續(xù)期223d，海拔高度650～750m，土壤為沙質(zhì)棕壤（pH值5.0～6.5），年平均降水970.4mm，灌溉條件便利[1，14]。

1.3 試驗方法 在育苗前對試驗用地全面深翻30cm左右，并且以油渣、磷肥、土壤調(diào)理劑與畜糞（用量分別為1500kg/hm2、300kg/hm2、750kg/hm2、7500kg/hm2）等混合，待腐熟后結(jié)合做畦時施入。苗床東西朝向，畦寬1.2m，畦高15cm，畦溝寬30cm，插穗選取當年新梢上呈紅棕色并已木質(zhì)化的枝條，用于扦插的短穗要求是“一個腋芽、一片完整葉和一個長度為3～4cm長的短莖”[1]。插穗行距12cm×株距4cm。材料隨機排列。各小區(qū)田間管理保持一致，以福鼎大白為對照。于2015年5月22日調(diào)查茶苗新梢長度和葉片數(shù)，7月24日調(diào)查茶苗株高和分枝數(shù)，9月20日調(diào)查茶苗出圃率、最長根長、根數(shù)和莖粗，每份材料調(diào)查10株。

1.4 統(tǒng)計分析 應(yīng)用灰色綜合評判法對茶樹優(yōu)良株系進行產(chǎn)量早期鑒定。即選擇每一指標在各個株系中的最大值為最優(yōu)指標，以此確定理想品種。以理想品種為參考序列，各個株系的各個指標值構(gòu)成比較序列，進行灰色關(guān)聯(lián)度分析。采用Excel軟件對所有數(shù)據(jù)求平均值。并采用DPS V7.05統(tǒng)計分析軟件進行次數(shù)分布和灰色關(guān)聯(lián)度分析，取分辨系數(shù)為0.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 老茶樹茶苗性狀次數(shù)分布 根據(jù)老茶樹茶苗間表型性狀差異，將葉片數(shù)、新捎長、分枝數(shù)、株高、出圃率、最長根長和根數(shù)性狀分別劃分為5個區(qū)間（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ區(qū)間），并統(tǒng)計這些老茶樹茶苗在5個區(qū)間內(nèi)的數(shù)量分布狀況（見表2）。從葉片數(shù)性狀來看：大部分老茶樹茶苗（83.64%）分布在組中值為6.86片和8.93片2個區(qū)間，對照亦處于這個區(qū)間。僅有16.36%的老茶樹茶苗分布在組中值為9.09片和1.82片2個區(qū)間。在這2個區(qū)間的茶苗品系代號為4、5、6、18、53、16、19、49和17。除極少數(shù)的幾個老茶樹茶苗外（代號13、19、18、1和17），陜南地區(qū)老茶樹茶苗的新捎長多集中在組中值為13.89cm和22.42cm2個區(qū)間，對照亦處于此區(qū)間。此區(qū)間的老茶樹茶苗的新捎長普遍較短，在今后的育種中需要進一步加以改良。從分枝數(shù)性狀來看：有81.82%的老茶樹茶苗品系分布在組中值為0.47個區(qū)間，對照亦處于區(qū)間。34.55%分布在組中值為1.40個區(qū)間，僅7.27%的老茶樹茶苗的分枝數(shù)分布在組中值為2.34個和4.20個2個區(qū)間，在這2個區(qū)間的茶苗品系代號為15、46、49和17。從上述分析來看所收集的老茶樹資源的分枝數(shù)長勢普遍較對照好，在今后育種中可加以利用。從株高的數(shù)量分布來看，有65.46%的老茶樹茶苗的株高分布在組中值為38.63cm和49.15cm2個區(qū)間，對照亦處于此區(qū)間。剩余的茶苗（34.54%）株高長勢較對照強。特別是有12.73%的老茶樹茶苗的分枝數(shù)分布在組中值為70.19cm和80.71cm2個區(qū)間，在這2個區(qū)間的茶苗的株高長勢最強，在這2個區(qū)間的茶苗品系代號為1、19、4、13、11、3和17。在今后育種中可加以利用。

從出圃率來看：大部分老茶樹茶苗（89.09%）分布在組中值為93.48%和98.70%2個區(qū)間，對照亦處于這個區(qū)間。說明所收集的老茶樹茶苗的出圃率較高。從最長根長性狀來看：25.45%老茶樹茶苗的最長根長分布在組中值為16.14cm，對照亦處于此區(qū)間。大部分老茶樹茶苗（74.55%）的最長根長表現(xiàn)較對照強，特別是代號為11、26、13、43和44的茶苗表現(xiàn)最好。從根數(shù)性狀來看：40.00%老茶樹茶苗處于組中值為5.92根區(qū)間，對照亦處于此區(qū)間。有40.00%的老茶樹茶苗長勢較對照弱，有20.00%的老茶樹茶苗的根數(shù)分布在組中值為13.84根和16.48根2個區(qū)間，長勢較對照強。在這2個區(qū)間的茶苗品系代號為18、23、14、4、6、50、7、28、44、13和29。從莖粗性狀來看：27.27%老茶樹茶苗處于組中值為4.45cm區(qū)間， 對照亦處于此區(qū)間。有7.27%的老茶樹茶苗長勢較對照弱，有65.45%的老茶樹茶苗莖粗分布在組中值為4.96cm、5.47cm和5.98cm3個區(qū)間，長勢較對照強。特別是處于5.47cm和5.98cm2個區(qū)間長勢最好，在這2個區(qū)間的茶苗品系代號為18、23、14、4、6、50、7、28、44、13和29。這17份材料中，9份來自南鄭碑壩，5份來自鎮(zhèn)巴興隆，2份來自西鄉(xiāng)大河壩，1份來自寧強青木川老茶區(qū)。

從表3可知，來自南鄭碑壩的材料在葉片數(shù)、新枝總長、分枝數(shù)、株高、出圃率、最長根長、根數(shù)和莖粗8個性狀長勢均具有較強優(yōu)勢。來自西鄉(xiāng)大河壩的材料特點是葉片數(shù)、株高、出圃率、最長根長長勢較強，而新枝長、分枝數(shù)、根數(shù)和莖粗較弱。鎮(zhèn)巴興隆的材料特點是分枝數(shù)和出圃率長勢較強，其余性狀較弱。寧強青木川老茶區(qū)的材料的根數(shù)長勢較強，其余性狀較弱。

通過以上分析可得出，來自南鄭碑壩代號為17（品系編號B14-39）在新葉片數(shù)、新枝總長、分枝數(shù)、株高、出圃率和莖粗6個性狀長勢均具有較強優(yōu)勢。來自南鄭碑壩代號為19（品系編號B14-9）和代號為18（品系編號B14-42）在新葉片數(shù)、新枝總長、分枝數(shù)、出圃率和莖粗5個性狀長勢均具有較強優(yōu)勢。由此可見，可結(jié)合生育期和生化指標用于優(yōu)良茶樹品種的創(chuàng)制。

2.2 茶苗性狀灰色關(guān)聯(lián)度 利用關(guān)聯(lián)度大的性狀進行間接選擇，可以同時改良相關(guān)性狀，取得了更好的育種效果。由表3可知，出圃率與最長根長、根數(shù)、莖粗、株高、葉片數(shù)的關(guān)聯(lián)度較大，大部分在0.8以上（除了與分枝數(shù)和新捎長外）。出圃率高的材料往往最長根長、根數(shù)、莖粗、株高、葉片數(shù)亦長勢強。最長根長與根數(shù)、莖粗、株高的關(guān)聯(lián)度比較大，均值在0.8以上，可同時改良這幾個性狀。葉片數(shù)與莖粗、株高的關(guān)聯(lián)度較大，育種時選葉片數(shù)較多的材料往往更容易同時獲得莖粗的性狀。分枝數(shù)與其他性狀關(guān)聯(lián)度均較小，同時改良難度較大。

2.3 老茶樹材料的灰色關(guān)聯(lián)度 按照灰色理論關(guān)聯(lián)分析原理，關(guān)聯(lián)度大的品系與理想品種最為接近。由表4可知，所有材料與理想品種的關(guān)聯(lián)度均大于0.7，全部材料的關(guān)聯(lián)度平均值0.8，其中29份材料的關(guān)聯(lián)度大于0.8，剩余的26份材料的關(guān)聯(lián)度在0.7473～0.7912。說明老茶樹資源的關(guān)聯(lián)度較大，與理想品種較接近。排在前10位的老茶樹品系分別為B14-39、B14-38、B14-34、B14-42、B14-9、X13-16、X14-37、Z14-2、Z14-5和Q13-2，關(guān)聯(lián)度分別為0.8970、0.8507、0.8499、0.8497、0.8436、0.8434、0.8414、0.8404、0.8392和0.8381，關(guān)聯(lián)度均大于0.8，與理想品種最為接近，此結(jié)果與2.1老茶樹茶苗性狀次數(shù)分布分析結(jié)果一致。從表2中也可以看出，排在前10名的品系除了個別性狀表現(xiàn)較差外，大多性狀表現(xiàn)突出，長勢較強，綜合表現(xiàn)較好，適宜在今后的育種中重點利用。

從表4可知，老茶樹資源中有17份材料的關(guān)聯(lián)度較對照大。17份材料中，9份來自南鄭碑壩，5份來自鎮(zhèn)巴興隆，2份來自西鄉(xiāng)大河壩，1份來自寧強青木川老茶區(qū)。排在前5位的材料均來自南鄭碑壩，說明在4個地區(qū)中來自南鄭的材料的長勢更好。排名19～40的材料中，來自南鄭碑壩有10份，來自西鄉(xiāng)大河壩有8份，來自寧強青木川老茶區(qū)有4份。排名40～55的材料中除了B2013-5外，其余均不是來自南鄭碑壩。以上分析再次說明南鄭碑壩的材料整體上較其他地區(qū)好。

3 討論

陜南位于陜西省南部，北倚秦嶺，南屏巴山。屬北亞熱帶氣候特點，氣候溫和，雨量充沛，物種豐富[1-3]。具有悠久的茶樹種植史，因而歷史遺留豐富的茶樹種質(zhì)資源。前人的研究表明，陜西茶樹品種不僅具有豐富的遺傳多樣性[15]，而且茶葉品種的品質(zhì)抗寒性指標明顯優(yōu)于外地引進品種[16-17]。因此，如何挖掘老茶樹資源中的優(yōu)質(zhì)資源并加以利用，已成為陜西省當前茶葉育種刻不容緩的工作?；疑C合評判法的出現(xiàn)為開展老茶樹資源的早期鑒定和篩選優(yōu)異資源提供了可靠的方法?；疑P(guān)聯(lián)分析比傳統(tǒng)的方差分析方法有優(yōu)勢的地方在于，其可以使眾多因素處于同一系統(tǒng)中，且能將不同單位、不同數(shù)值的數(shù)據(jù)通過無綱量化一次性處理后再相互比較，是一種較科學、合理、綜合性強的分析方法[12-13]。

本研究在陜南氣候條件下對來自南鄭碑壩、西鄉(xiāng)大河壩、寧強青木川老茶區(qū)和鎮(zhèn)巴興隆的老茶樹資源開展了早期鑒定研究，能為本地區(qū)育種提供適宜的老茶樹資源。研究結(jié)果說明所收集的老茶樹資源中有一批茶苗的新梢長、分枝數(shù)、出圃率、最長根長、根數(shù)和莖粗長勢較強，為進一步選育優(yōu)良茶樹品種提供了較好的資源。特別是老茶樹品系B14-39、B14-38、B14-34、B14-42、B14-9、X13-16、X14-37、Z14-2、Z14-5和Q13-2，與理想品種最為接近。以上品系除了個別性狀表現(xiàn)較差外，大多性狀表現(xiàn)突出，長勢較強，綜合表現(xiàn)較好，適宜在今后的育種中重點利用，可結(jié)合生育期和生化指標用于優(yōu)良茶樹品種的創(chuàng)制。此外，老茶樹資源中有17份材料的關(guān)聯(lián)度較對照大，其中9份來自南鄭碑壩，排在前5位的材料均來自南鄭碑壩，排名靠后的材料中（排名40～55）除了B2013-5外，其余均不是來自南鄭碑壩。以上分析說明，在4個地區(qū)中南鄭碑壩的材料整體上較其他地區(qū)好，這可能與本試驗開展的地點在南鄭有關(guān)，而來自其他地區(qū)的老茶樹資源也有8份（5份來自鎮(zhèn)巴興隆，2份來自西鄉(xiāng)大河壩，1份來自寧強青木川老茶區(qū)）表現(xiàn)優(yōu)勢強，證明來自其他地區(qū)的老茶樹資源中有適應(yīng)性好的資源，說明廣泛收集茶葉資源的重要性。

陜西茶樹品種由于茶區(qū)地形復(fù)雜，交通閉塞，長期以來缺乏區(qū)域間引種和人工改良，形成了顯著的地域性種群結(jié)構(gòu)特點和眾多的優(yōu)良類型與單株。本研究通過調(diào)查陜南不同來源的老茶樹資源，發(fā)現(xiàn)來自南鄭碑壩的老茶樹材料在葉片數(shù)、新枝總長、分枝數(shù)、株高、出圃率、最長根長、根數(shù)和莖粗8個性狀長勢均具有較強優(yōu)勢。西鄉(xiāng)大河壩的老茶樹材料特點是葉片數(shù)、株高、出圃率和最長根長長勢較強，而新枝長、分枝數(shù)、根數(shù)和莖粗較弱。鎮(zhèn)巴興隆的老茶樹材料特點是分枝數(shù)和出圃率長勢較強，其余性狀較弱。寧強青木川老茶區(qū)的老茶樹材料的根數(shù)長勢較強，其余性狀較弱。上述研究初步探明了陜南老茶樹資源的特點，今后可根據(jù)育種需要加以利用各茶區(qū)的材料優(yōu)點，克服其缺點。

要獲得理想的茶樹育種材料，需要協(xié)調(diào)好茶苗相關(guān)性狀間矛盾。研究發(fā)現(xiàn)出圃率與最長根長、根數(shù)、莖粗、株高、葉片數(shù)的關(guān)聯(lián)度較大，大部分在0.8以上（除了與分枝數(shù)和新捎長外）。出圃率高的材料往往最長根長、根數(shù)、莖粗、株高、葉片數(shù)亦長勢強。最長根長與根數(shù)、莖粗、株高的關(guān)聯(lián)度也比較大，均值在0.8以上，可同時改良這幾個性狀。葉片數(shù)與莖粗、株高的關(guān)聯(lián)度比較大，育種時選葉片數(shù)較多的材料往往更容易同時獲得莖粗的性狀。分枝數(shù)與其他性狀關(guān)聯(lián)度均較小，同時改良難度較大。

本研究雖然對一批老茶樹資源進行了次數(shù)分布統(tǒng)計分析和灰色關(guān)聯(lián)分析，為茶樹育種提供一些信息和資源，但是所開展的試驗僅基于表型性狀。為了更全面了解老茶樹資源，應(yīng)繼續(xù)開展生理生化檢測以及分子水平研究，只有這樣才能真正探索出適合試制不同茶類型的資源。

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（責編：張宏民）