都勻茶樹種質(zhì)資源生化成分多樣性分析

張明澤，姚玉仙，劉麗萍，李 靜，梁新菊，胡朝銀

（黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院，貴州 都勻 558000）

茶產(chǎn)業(yè)是黔南州的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，全州現(xiàn)有茶園84 280 hm2，投產(chǎn)茶園76 670 hm2，茶葉產(chǎn)量18 300 t，產(chǎn)值49.37億元[1]。黔南州境內(nèi)生態(tài)優(yōu)良、氣候條件優(yōu)越、茶樹[Camellia sinensis（L.）O. Kuntze]生長(zhǎng)良好。茶樹種質(zhì)資源是品種選育的物質(zhì)基礎(chǔ)，優(yōu)良種質(zhì)組合是提高育種成效的關(guān)鍵技術(shù)之一[2]。黔南州茶樹種質(zhì)資源豐富，全州12縣（市）均分布有規(guī)模不等的古茶樹群落[3]。收集、保存、鑒定、評(píng)價(jià)、開發(fā)和利用茶種質(zhì)資源對(duì)于黔南州茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。都勻毛尖是中國(guó)十大名茶之一，原生茶樹資源廣泛分布在都勻市多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其中一些特異茶樹種質(zhì)具有極大的科研價(jià)值和利用潛力。茶葉的生化成分是茶葉品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其組成和相應(yīng)成分的含量為茶樹品種適制性提供了參考依據(jù)，進(jìn)而決定了加工茶葉種類的發(fā)展方向[2,4]。因此，分析茶葉品質(zhì)成分是評(píng)價(jià)茶樹種質(zhì)資源特性及品種選育的重要內(nèi)容。該研究團(tuán)隊(duì)前期對(duì)部分都勻原生茶樹資源基因遺傳多樣性進(jìn)行了研究[5]，該研究以收集的11份都勻原生茶樹單株為研究對(duì)象，在同一生境下進(jìn)行鑒定評(píng)價(jià)，分析其主要生化成分的多樣性，為深入研究和利用這些原生茶資源提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采集貴州都勻小圍寨11份具有不同形態(tài)特征的地方品系資源，T1～T9資源的基本信息詳情見文獻(xiàn)[5]，T10和T11均采集于都勻小圍寨，采集地海拔為1 180 m，經(jīng)度為107°27′10′′ E。

1.2 儀器與試劑

Agilent 1260 Infinity Ⅱ高效液相色譜儀（美國(guó)安捷倫公司）?？Х葔A（CAF）、沒食子酸（GA）、表沒食子兒茶素（EGC）、兒茶素（C）、表兒茶素（EC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）和表兒茶素沒食子酸酯（ECG）標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自北京世紀(jì)奧科生物技術(shù)有限公司，茶氨酸標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自北京普天同創(chuàng)生物科技有限公司，乙腈、甲醇、冰醋酸等有機(jī)試劑為市售HPLC級(jí)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備 于2019年4月13日采摘一芽2葉新梢，按GB/T 8303—2013制備干茶茶樣。

1.3.2 生化成分檢測(cè)方法 水分測(cè)定參照GB 5009.3—2016；EGC、C、EC、EGCG、ECG、兒 茶素總量測(cè)定參照GB/T 8313—2018；茶氨酸測(cè)定參照GB/T 23193—2017；咖啡堿含量測(cè)定參照GB/T 8312—2013。每個(gè)樣品重復(fù)3次，取3次平均值?？Х葔A色譜條件為：色譜柱C18（ODS柱），柱溫40 ℃，進(jìn)樣量10 μL，流速1.0 mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm。兒茶素色譜條件為：色譜柱C18（粒徑5 μm，250 mm×4.6 mm），柱溫35 ℃，進(jìn)樣量10 μL，流速1 mL/min，檢測(cè)波長(zhǎng)278 nm。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析。用SPSS 25.0軟件對(duì)各生化成分進(jìn)行因子分析和聚類分析。為了消除不同指標(biāo)變量間的量綱關(guān)系，通過(guò)Z-Score 標(biāo)準(zhǔn)化方法將兒茶素組分濃度矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算各變量的載荷值和方差貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 生化成分含量分析

對(duì)11份都勻原生茶樹資源的兒茶素、咖啡堿和茶氨酸等主要生化成分含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表1、表2）。由表1可知，兒茶素總量最高的資源為T3（15.07%），最低的為T9（5.52%），兒茶素類物質(zhì)中各組分含量大小為EGCG＞ECG＞EGC＞EC＞C，EGC含量最高為T1（1.82%），最低為T6（0.39%）；EGCG含量最高的資源為T3（8.84%），最低為T9（3.18%）；ECG含量最高為T3（4.17%），最低為T9（1.33%）；咖啡堿含量最高為T10（4.80%），最低為T11（3.70%）；茶氨酸含量最高為T8（1.61%），最低為T7和T10（均為0.48%）；酯型兒茶素含量在4.51%～13.01%之間，非酯型兒茶素含量在0.79%～2.70%之間；兒茶素品質(zhì)指數(shù)最高的資源為T6（2 565.27），最低的為T1（527.64）；兒茶素總量/茶氨酸最高的資源為T3 （26.43），最低的為T9（4.97）。

表1 11份都勻原生茶樹資源生化成分含量

由表2可知，11項(xiàng)生化成分變異系數(shù)為7.23%（CAF）～61.42%（C），平均變異系數(shù)為28.80%。

表2 11份都勻原生茶樹資源生化成分參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2 生化成分的主成分分析

對(duì)11種茶樹種質(zhì)資源中各組分（CAF、GA、EGC、C、EC、EGCG、ECG、兒茶素總量、茶氨酸）為變量進(jìn)行因子分析（表3、表4）。由表3可知，前3個(gè)公因子的方差總貢獻(xiàn)率為85.12%，基本可以代表9個(gè)變量的絕大部分變異信息。第1公因子F1解釋了總變異信息的52.74%，第2公因子F2解釋了總變異信息的18.91%，第3公因子F3解釋了總變異信息的13.47%。

表3 相關(guān)矩陣的特征值

由表4可知，EGC、C、EC、EGCG、ECG和兒茶素總量在F1上呈正向分布，其中ECG在F1上載荷值最大，對(duì)F1貢獻(xiàn)率最高；EGC、C、EC、EGCG、兒茶素總量和茶氨酸在F2上均呈正向分布，其中EGC在F2上載荷值最大，對(duì)F2貢獻(xiàn)率最高；CAF、GA、EGCG、ECG和兒茶素總量在F3上呈正向分布，其中CAF在F3上載荷值最大，對(duì)F3貢獻(xiàn)率最高。因此，ECG、EGC和CAF含量可作為這11份茶樹種質(zhì)的表征性成分，此3項(xiàng)指標(biāo)基本可以反映茶樹資源的功能性品質(zhì)。

表4 旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣

2.3 都勻原生茶樹資源的聚類分析

根據(jù)11個(gè)生化成分（CAF、GA、EGC、C、EC、EGCG、ECG、茶氨酸、酯型兒茶素、非酯型兒茶素、兒茶素總量）數(shù)據(jù)，利用SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)11份都勻原生茶樹資源進(jìn)行聚類分析（圖1）。由圖1可知，當(dāng)在遺傳距離為10時(shí)，可以將11份都勻原生茶樹資源聚為3個(gè)類群。第Ⅰ類群包含9份茶資源，當(dāng)遺傳距離為5時(shí)，第Ⅰ類群又可分為 2 個(gè)亞群，T4、T5、T2、T10、T6、T11和T1為1個(gè)亞群，T7和T8為1個(gè)亞群；第Ⅱ類群僅含茶資源T3；第Ⅲ類群僅含茶資源T9。

圖1 11份都勻原生茶樹資源的歐氏距離聚類樹狀圖

3 結(jié) 論

研究表明，兒茶素組成中EGCG為主的酯型兒茶素含量高是茶樹資源進(jìn)化程度較高的體現(xiàn)，而較為原始的茶樹資源ECG含量較高，且EC和C的含量大于EGC[6]。該研究中11份茶樹資源大多生長(zhǎng)在茶園的地坎林緣[5]，它們的酯型兒茶素含量遠(yuǎn)高于非酯型兒茶素，因此，都勻原生茶樹資源具有栽培型茶樹資源的特征。兒茶素組分中的EGCG變異系數(shù)最小，且非酯型兒茶素的變異系數(shù)大于酯型兒茶素，所有指標(biāo)中變化系數(shù)最小的是咖啡堿，說(shuō)明其遺傳較穩(wěn)定，這些結(jié)果與楊春等[6]、張小琴等[7]、陳正武等[8]和莫嵐等[9]的研究結(jié)果一致。

4 討 論

茶葉中EGC食后有甜味，提高茶葉回甘品質(zhì)[10]，資源T1的EGC含量最高，制作茶葉回甘性可能較好。氨基酸是構(gòu)成茶湯品質(zhì)尤其是茶湯滋味及香氣的重要成分之一[11]，茶葉中的氨基酸主要是茶氨酸，具有鮮、爽、甜的特點(diǎn)，與綠茶品質(zhì)呈正相關(guān)。茶葉中茶多酚以兒茶素為主，因此，兒茶素總量/茶氨酸在一定程度上代表了酚氨比，酚氨比＜8.00適制綠茶，酚氨比在8.00～15.00之間適合兼制紅綠茶，酚氨比＞15.00適制紅茶[12]。資源T3的兒茶素總量/茶氨酸＞15.00，適合作為加工紅茶的品種選育資源，資源T8、T9及T10的兒茶素總量/茶氨酸＜8.00，適合作為加工綠茶的品種選育資源。兒茶素品質(zhì)指數(shù)越高，茶樹鮮葉持嫩性越好，是鮮葉制綠茶品質(zhì)的重要指標(biāo)[13]，資源T6的兒茶素品質(zhì)指數(shù)最高，更適合加工綠茶。

對(duì)茶樹資源生化成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是茶樹品種選育的重要基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)都勻毛尖茶原產(chǎn)地的11份茶樹資源進(jìn)行主要生化成分評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)生化成分變異類型較為豐富，有很大的選擇潛力。茶葉作為一種功能性飲料，目前以功能成分為主要目標(biāo)的育種方式是國(guó)內(nèi)外研究的重要方向之一[14]?？Х葔A是決定茶葉滋味的重要物質(zhì)，代表紅茶品質(zhì)優(yōu)異特征之一的“冷后渾”正是由咖啡堿、茶黃素與茶紅素等形成的，咖啡堿具有興奮中樞神經(jīng)、防治阿爾茲海默癥和糖尿病等病癥的作用[15]。EGCG是綠茶中含量最高的多酚類物質(zhì)，具有顯著抗腫瘤及緩解糖尿病的功效[16-17]。目前尚無(wú)茶樹高EGCG特異資源的統(tǒng)一評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，龔志華等[18]研究認(rèn)為EGCG含量超過(guò)7.00%的具有高EGCG特性，而咖啡堿含量大于4.00%的具有高咖啡堿特性，以此為標(biāo)準(zhǔn)，該研究發(fā)現(xiàn)7份茶樹高EGCG特異資源，6份高咖啡堿特異資源。此外，還選出兒茶素總量大于15.00%的資源1份，酯型兒茶素含量大于12.00%的資源1份。通過(guò)對(duì)這些優(yōu)異資源進(jìn)行深入研究，可以直接作為深加工的原材料或作為茶樹雜交育種的親本材料。