葉色紅紫茶樹(shù)種質(zhì)資源生化成分分析與種質(zhì)優(yōu)選

吉慶勇 劉瑜 疏再發(fā) 周慧娟 邵靜娜 何衛(wèi)中

摘要：紅紫芽茶富合花青素，具有較好的開(kāi)發(fā)前景。通過(guò)對(duì)芽葉呈紅紫色的60份茶樹(shù)資源春稍的理化分析和芽葉色差進(jìn)行調(diào)查，可為葉色紅紫茶樹(shù)種質(zhì)資源的利用和推廣提供參考依據(jù)。結(jié)果表明，60份茶樹(shù)種質(zhì)中春季的花青素含量為1.60～15.56 mg/g，夏季的花青素含量為3.21～35.57 mg/g，紅紫色芽葉的花青素含量顯著高于對(duì)照組（P<0.05）;咖啡堿含量為3.0%～4.5%的資源占75.00%，氨基酸含量為5%～7%的資源占18.33%，酚氨比低于8的種質(zhì)有26份，酚氨比高于15的種質(zhì)有6份;其中HZ-4的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量最高;紅紫芽茶樹(shù)新品系中明亮度（L）、測(cè)色值（b）與花青素含量有密切關(guān)系，而花青素含量與葉綠素含量有密切關(guān)系，與各生化成分含量之間沒(méi)有顯著相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：茶樹(shù);紅紫芽茶;生化成分;花青素;種質(zhì)優(yōu)選

中圖分類號(hào)： S571.102文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）04-0110-07

收稿日期：2021-06-12

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項(xiàng)目（編號(hào)：CARS-19）;麗水市重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（編號(hào)：2020ZDYF05）;茶樹(shù)新品種選育（編號(hào)：2021C02067）;2021年第二批省農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：吉慶勇（1979—），男，四川綿竹人，副研究員，研究方向?yàn)椴枞~育種、栽培。E-mail：healthhome@126.com。

通信作者：何衛(wèi)中，碩士，研究員，研究方向?yàn)椴枞~育種、生產(chǎn)技術(shù)推廣與應(yīng)用研究。E-mail：jnhwz@126.com。

紅紫芽茶樹(shù)是一種稀有的特異茶樹(shù)種質(zhì)資源，其芽葉呈現(xiàn)紫色、紅色或紅紫色，具有較高的花青素含量[1]。研究發(fā)現(xiàn)，花青素的高濃度積累是紅紫色芽葉茶呈現(xiàn)紅紫色的主要原因[2-3]，紅紫芽茶樹(shù)品種的芽葉深淺程度與花青素含量相關(guān)，不同品種的紅紫芽茶樹(shù)芽葉的紅紫色程度不同，特別是在夏秋季節(jié)，88.7%的茶樹(shù)芽葉會(huì)呈現(xiàn)微紅紫色或紅紫色。本研究對(duì)從浙江省內(nèi)茶區(qū)收集、保存的60份紅紫芽茶樹(shù)種質(zhì)資源開(kāi)展主要生化成分、花青素含量、葉綠素含量及芽葉色差的分析和研究，旨在篩選出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高花青素含量的茶樹(shù)種質(zhì)資源，為今后研制新型高花青素茶葉加工和深加工產(chǎn)品奠定良好的資源和理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究所用材料為從2016年開(kāi)始近6年來(lái)從浙江省內(nèi)等群體種茶園中收集的芽葉呈紅紫色的種質(zhì)資源，通過(guò)嫁接或扦插方法進(jìn)行擴(kuò)繁，再將擴(kuò)繁材料定植于浙江省麗水市松陽(yáng)縣浙江省茶樹(shù)種質(zhì)資源圃內(nèi)，種質(zhì)資源命名為HZ-1～HY-60，對(duì)照品種為福鼎大白。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制作及測(cè)定方法

2017年3—4月分別采摘各品種（系）一芽二葉新梢標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)樣品，用蒸鍋固定，當(dāng)蒸鍋水沸騰（溫度為100 ℃）時(shí)，將鮮葉蒸3 min，然后晾干表面的水分，在80 ℃下烘干（含水量<6%）制成蒸青樣，裝入密封袋或相應(yīng)容器內(nèi)，在低溫（約4 ℃）干燥條件下制成生化樣備用，參照GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素含量的檢測(cè)方法》測(cè)定茶樣的茶多酚含量[4]，參照GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測(cè)定》測(cè)定茶樣的游離氨基酸總量[5]，參照GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測(cè)定》測(cè)定茶葉的咖啡堿含量[6]，參照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測(cè)定》測(cè)定茶樣的水浸出物含量[7]。

1.2.2 葉綠素含量的測(cè)定 葉綠素含量的測(cè)定采用95%乙醇直接浸提法，相關(guān)公式如下：

葉綠素a含量=12.70×D663 nm-2.69×D645 nm;

葉綠素b含量=22.90×D645 nm-4.63×D663 nm;

葉綠素總量=20.20×D645 nm+8.20×D663 nm;

類胡蘿卜素含量=（1 000×D450 nm-2.05-14.80×Cb）/245。

1.2.3 花青素含量的測(cè)定 使用高效液相色譜測(cè)定法（HPLC）測(cè)定花青素含量[8]。

1.2.4 芽片色澤的測(cè)定 采用CR-5電腦色差計(jì)（杭州市柯盛行儀器有限公司生產(chǎn)）測(cè)定60份紅紫芽資源的L、a、b值，其中L值表示明亮度，當(dāng)L為 0～100時(shí)，其值越大表示越明亮;a值表示紅綠相比的程度，當(dāng)a為-80～100時(shí)，其值越大表示顏色越紅，其值越小表示顏色越綠;b值表示黃藍(lán)相比的程度，當(dāng)b為-80～70時(shí)，其值越大表示顏色越黃，其值越小表示顏色越藍(lán)。采取供試茶樹(shù)品種（系）一芽二葉生化樣為材料，測(cè)定前用標(biāo)準(zhǔn)白板校對(duì)，隨機(jī)各取30個(gè)品種（系）的材料進(jìn)行測(cè)定，用平均值表征該色澤，記錄L、a、b值。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅紫芽茶樹(shù)的生化成分分析

在茶葉加工前，茶芽所含生化物質(zhì)是成茶品質(zhì)的重要基礎(chǔ)，因此，分析茶葉中的生化成分含量及其變化規(guī)律對(duì)今后推廣茶葉優(yōu)良品系、指導(dǎo)茶葉生產(chǎn)及進(jìn)行品質(zhì)鑒定具有重要意義[9-11]。本研究測(cè)定的主要生化成分包括水浸出物、茶多酚、咖啡堿、氨基酸和酚氨比。由表1可以看出，60份紅紫芽茶品種（系）的內(nèi)含物都比較豐富，其中水浸出物含量最高的是HZ-34，達(dá)到49.97%，HZ-50的水浸出物含量最低，為35.36%，水浸出物含量超過(guò)49%的種質(zhì)資源有21份，所占比例為35.00%，說(shuō)明紅紫芽茶樹(shù)芽葉內(nèi)含物質(zhì)豐富;茶多酚含量最高的是 HZ-22，達(dá)到42.19%，HZ-16的茶多酚含量最低，為25.07%，76.70%紅紫芽茶樹(shù)資源的茶多酚含量為30%～40%;咖啡堿含量最高的是HZ-5，達(dá)到5.87%，其次是HZ-45，為5.61%，咖啡堿含量最低的是HZ-21，為2.59%，75.00%紅紫芽茶樹(shù)資源的咖啡堿含量為3.00%～4.50%;氨基酸含量最高的是HZ-16，達(dá)到7.98%，氨基酸含量最低的是 HZ-5，為1.72%，18.33%紅紫芽茶樹(shù)資源的氨基酸含量為5.00%～7.00%。酚氨比是茶樹(shù)資源適制性的重要指標(biāo)，酚氨比<8的種質(zhì)一般適制綠茶，酚氨比>15的種質(zhì)一般適制紅茶，酚氨比居中的種質(zhì)可兼制紅綠茶[12]。本研究結(jié)果顯示，酚氨比為3.31～21.07，變異幅度較大，60份紅紫芽茶樹(shù)資源中，酚氨比低于8的種質(zhì)資源有26份，酚氨比高于15的種質(zhì)資源有6份。

2.2 紅紫芽茶樹(shù)花青素含量的測(cè)定與比較

花青素又稱花色素，是紫化茶樹(shù)中重要的多酚類物質(zhì)[13-14]，是一種可以清除自由基的天然產(chǎn)物，具有抗氧化[15-16]、抗腫瘤[17-18]、抑菌活性[19]等多種生物活性。大量研究發(fā)現(xiàn)，茶樹(shù)芽葉產(chǎn)生紅紫色的主要原因是富含花青素，并且花青素含量與芽葉紅紫色呈線性正相關(guān)關(guān)系。一般茶葉中的花青素占干物質(zhì)質(zhì)量的0.0l%左右，而在紅紫芽茶中占比則達(dá)到0.5%～1.0%，其中紫娟茶的花青素含量約為一般紅芽茶的3倍。由表2可以看出，HZ-1～HZ-60紅紫芽茶樹(shù)資源春季的花青素含量為 3.18～15.56 mg/g，夏季的花青素含量為3.21～35.57 mg/g，夏季的花青素含量一般會(huì)增長(zhǎng)到春季的2倍。HZ-1～HZ-60紅紫芽茶樹(shù)資源春茶的花青素含量與芽葉色澤呈基本一致的規(guī)律，花青素含量越高，則顏色越深[20]，其中春季HZ-1的花青素含量最高，為15.56 mg/g，比對(duì)照福鼎大白高約7倍，這與紅紫芽品種（系）芽葉呈紅紫色而綠芽品種（系）芽葉呈綠色或黃綠色的表型是一致的，說(shuō)明紅紫芽品系芽葉的紅紫色是由其高含量的花青素組分引起的，而與茶多酚、兒茶素、咖啡堿和游離氨基酸含量無(wú)關(guān)。夏茶的花青素含量普遍偏高，春茶花青素含量高的茶樹(shù)資源，其夏茶花青素含量不一定高，例如HZ-50的夏茶花青素含量最高，為 35.57 mg/g，約為對(duì)照福鼎大白的11倍。這與周瓊瓊等研究發(fā)現(xiàn)的芽葉紫化茶樹(shù)在同一時(shí)期不同發(fā)育程度中，幼嫩紫色葉片的花青素含量顯著高于成熟綠色葉片的結(jié)果[21-22]基本一致，這與紅紫芽茶樹(shù)資源春茶花青素含量與芽葉色澤顯示的規(guī)律基本一致，即花青素含量越高，顏色越深，花青素含量與芽葉紅紫色呈正相關(guān)的線性關(guān)系[23-25]?？傮w上看，紅紫芽茶樹(shù)的花青素含量表現(xiàn)為夏茶>春茶。

2.3 紅紫芽茶樹(shù)資源的葉綠素含量分析

由表3可以看出，60份紅紫芽茶樹(shù)資源的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量各不相同，葉綠素a、葉綠素b含量的變化與總?cè)~綠素含量的變化具有同步性。其中葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素總和類胡蘿卜素含量最高的是HZ-4，分別為1.66、0.63、2.31、9.13 mg/g，分別比對(duì)照福鼎大白高86.5%、110.0%、94.1%、66.3%。

2.4 紅紫芽茶樹(shù)資源芽葉色澤分析

利用色差計(jì)測(cè)定60份紫芽資源的明亮度（L）、測(cè)色值a和色值b，L值越大，表明越明亮，由表4可以看出，對(duì)照福鼎大白的L值最大，為24.87，HZ-18 的L值最小，為14.97;L值越小， 表明芽葉顏色越偏紫，反之表明芽葉顏色越偏綠色，與吳華玲的研究結(jié)果[20]一致。a、b值表示紅綠值相比的程度，a值越大，表明顏色越偏紅紫色，a值越小，表明顏色越偏綠色，HZ-60的a值最大，為1.32，其次為HZ-38，a值為0.97;b值表示黃紫相比的程度，其值越大，表明顏色越黃，其值越小，表明顏色越紫，HZ-15的b值最小，HZ-53的b值最大。

2.5 紅紫芽茶樹(shù)資源相關(guān)性分析

朱政等研究發(fā)現(xiàn)，紅紫色芽葉比綠色芽葉含有更多的茶多酚，而氨基酸含量偏少[12]。蕭力爭(zhēng)等的研究結(jié)果表明，茶樹(shù)紅紫化芽葉紫色深淺程度與茶多酚、兒茶素、咖啡堿和游離氨基酸沒(méi)有直接相關(guān)性[26-28]。表5結(jié)果顯示，氨基酸含量與茶多酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，花青素含量（春）與葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量呈顯著正相關(guān)，類胡蘿卜素含量與可溶性總糖、葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量有顯著或極顯著關(guān)系，L值與春茶花青素和夏茶花青素含量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，a值與水浸出物含量、茶多酚含量、氨基酸含量、酚氨比間有顯著相關(guān)性，b值與葉綠素a含量、葉綠素b含量、總?cè)~綠素含量、類胡蘿卜素含量、春茶花青素含量、夏茶花青素含量、L值和a值均有顯著或極顯著相關(guān)性（表1、表5）。

3 結(jié)論與討論

近年來(lái)，茶葉育種專家從自然變異的紅紫芽群體中通過(guò)人工選育出一批性狀穩(wěn)定、春夏季或者全年新梢都呈紅紫色的特異性茶樹(shù)種質(zhì)資源，以面對(duì)多樣化的市場(chǎng)需求，紅紫色芽葉因其成茶制品的高花青素含量而逐漸受到重視。

游小妹等研究發(fā)現(xiàn)，紅紫芽芽葉中的花青素含量與芽葉色澤深淺程度有密切關(guān)系，與各生化成分之間沒(méi)有顯著關(guān)系，且紅紫芽茶花青素含量與葉綠素含量有密切關(guān)系，與各生化成分之間沒(méi)有顯著相關(guān)性，茶芽的花青素含量增加，芽葉的紫化程度也越高[27]，與本研究結(jié)果一致。有研究報(bào)道，深紅紫品種（系）的花青素含量約為淺紅紫品種（系）的5倍，常規(guī)品種（系）紫色芽葉中的花青素含量為其正常黃綠色芽葉的2.46倍[29-30]。本研究結(jié)果顯示，紫芽茶樹(shù)品種（系）HZ-1花青素含量是綠芽對(duì)照品種的7.7倍。劉富知等的研究結(jié)果表明，紫色芽葉的茶多酚含量比綠色芽葉高，氨基酸含量偏低[29]，而蕭力爭(zhēng)等的研究結(jié)果表明，茶樹(shù)紫化芽葉紫色深淺程度與茶多酚、咖啡堿和游離氨基酸含量沒(méi)有直接相關(guān)性[31]，這與本研究結(jié)果一致。

茶樹(shù)鮮葉內(nèi)含成分、芽葉色澤與適制性與茶葉的品質(zhì)有密切關(guān)系[31]，除了直觀的顏色差異外，紅紫化茶樹(shù)資源的內(nèi)含生化成分具有特殊性，葉色紅紫化的深淺與芽葉化學(xué)組成各不相同，葉色紅紫化茶樹(shù)對(duì)葉綠素a和類胡蘿卜素含量的影響較大，且春季的花青素含量與葉綠素a、類胡蘿卜素含量均有相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)的氨基酸（含量≥5.0%）種質(zhì)有14個(gè)，可作為特異種質(zhì)資源[32];茶多酚含量（≥35.0%）的種質(zhì)有14個(gè)，可作為優(yōu)異種質(zhì)資源。已有研究發(fā)現(xiàn)，紫芽茶鮮葉的酚氨比在8～15之間，屬于紅綠兼制的品種[23]。程啟坤研究發(fā)現(xiàn)，酚氨比低的（<8）一般適制綠茶，酚氨比高的（>15）一般適制紅茶，酚氨比居中的為紅綠兼制型[33]，與陳岱卉等的研究結(jié)果[34]一致。本研究選育的60份紫芽資源中，酚氨比低于8的資源有26份，酚氨比高于15的有6份。本研究結(jié)果顯示，春茶和夏茶花青素含量分別較高的HZ-1和HZ-50品系同時(shí)具有較強(qiáng)的分枝能力，茶芽持嫩性也較強(qiáng)，且百芽質(zhì)量也較大，應(yīng)作為今后高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高花青素茶樹(shù)新品種的重點(diǎn)選育對(duì)象。

本研究對(duì)收集的60份芽葉呈紅紫色的茶樹(shù)品系的新梢芽葉進(jìn)行了系統(tǒng)生化組分的測(cè)定與分析，旨在為今后篩選出農(nóng)藝、加工性狀優(yōu)良，品質(zhì)優(yōu)異且功能成分獨(dú)具特色的高花青素茶樹(shù)種質(zhì)資源，開(kāi)發(fā)符合市場(chǎng)需求的高花青素茶葉加工和深加工產(chǎn)品提供物質(zhì)和理論基礎(chǔ)。

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