摘要:為探明貴州省普安縣古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分及其適制性,為當(dāng)?shù)剡x育優(yōu)異樹種,支撐茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展,本研究以根徑較粗、樹齡100年以上的21份古茶樹種質(zhì)資源為材料,采用高效液相色譜(HPLC)法檢測其生化成分,通過統(tǒng)計分析、遺傳多樣性分析、主成分分析和聚類分析等方法從中鑒定篩選優(yōu)異單株并初探其適制性。結(jié)果表明,21份普安古茶樹種質(zhì)資源的17個生化成分含量變異較大,變異幅度為 8.865%~86.527% ,平均變異系數(shù)為 38.222% ,變異幅度從小到大排列依次為:茶多酚含量lt;兒茶素總量lt;酯型兒茶素含量lt;茶堿含量lt;咖啡堿含量 lt; 可可堿含量 lt;(+) -兒茶素(C)含量 lt;(-) -表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)含量 lt; 非酯型兒茶素含量 氨基酸含量 lt;(-) -表兒茶素(EC)含量lt;酚氨比lt;茶氨酸含量 lt;(-) -表沒食子兒茶素(EGC)含量 lt;(-) -表兒茶素沒食子酸酯(ECG)含量lt;沒食子酸(GA)含量;同時也具有較為豐富的遺傳多樣性,變化幅度為 0. 191~1. 992 ,遺傳多樣性指數(shù)平均值為1.542,多樣性指數(shù)從低到高依次為 C 可可堿 ∠ EGCG ∠ 氨基酸lt;茶氨酸
中圖分類號:S571.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: 1000-4440(2025)05-0984-12
Abstract: To investigate the biochemical composition and processing suitability of ancient tea tree germplasm resources in Pu'an County,Guizhou province,and to select superior varieties for local tea industry development,this study utilized 21 ancient tea tree germplasms with thick root diameters and ages exceeding lOO years as experimental materials.The biochemical composition wasdetected using high performance liquid chromatography(HPLC).By employing statistical analysis,genetic diversity analysis,principal com
ponentanalysis,andclusteranalysis,superiorindividual plantswereidentifiedandselectedfromthesesamples,andtheirpro cessingsuitabilitywaspreliminarilyinvestigated.Theresultsindicatedthatthecontentsof17biochemicalcomponentsinthe21 Pu'an ancient tea tree germplasms exhibited significant variation. The variation range was 8.865 % -86.527 % , with an average coefficient of variation of 38.222% . The components ranked from smallest to largest variation amplitude were: tea polyphenols lt; total catechins lt; esterified catechins lt; theophylline lt; caffeine lt; theobromine lt;(+) -catechin(C) lt;(-) -epigallocatechin gallate (EGCG) lt; non-esterified catechins lt; amino acids lt;(-) -epicatechin(EC) lt; polyphenol-to-amino acid ratio lt; theanine lt;(-) 1 epigallocatechin(EGC) lt;(-) -epicatechin gallate (ECG) lt; gallic acid (GA). The results also revealed substantial genetic diversity,withvaluesrangingfrom0.191to1.992.Themeangeneticdiversityindex was1.542.Componentswererankedfromlowest to highest diversity index as follows:C
茶樹種質(zhì)資源是茶樹品種創(chuàng)新、茶葉品質(zhì)提升的基礎(chǔ)[1-2]。茶葉生化成分含量在一定程度上對茶葉品質(zhì)好壞和適制性具有重要影響[3-4]。深度挖掘和利用地方茶樹種質(zhì)資源,對茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有積極作用[5]普安縣地處省黔西南布依族苗族自治州,是中國茶樹起源中心之一,境內(nèi)分布有大量野生、半野生茶樹種質(zhì)資源,素有“中國古茶樹之鄉(xiāng)”之稱,也是全國重點產(chǎn)茶縣[6-7]?,F(xiàn)普安縣正大力發(fā)展茶產(chǎn)業(yè),茶產(chǎn)業(yè)成為普安縣鄉(xiāng)村振興的重點特色產(chǎn)業(yè),“普安紅\"茶產(chǎn)品一度成為“三綠二紅”的一道靚麗名片[8]。探究普安縣古茶樹種質(zhì)資源的生化成分多樣性,可為該地區(qū)進(jìn)一步挖掘茶樹優(yōu)異資源提供基礎(chǔ)[9-10]。前期調(diào)查發(fā)現(xiàn),普安縣境內(nèi)野生茶樹種質(zhì)資源豐富、分布較廣,境內(nèi)有 2×104 多棵古茶樹。然而,目前對普安縣古茶樹種質(zhì)資源的研究主要集中于分類[]、生理[12-13]、生化指標(biāo)[14]、繁育[15]、土壤[16]、分子標(biāo)記分析[17-19]等方面,尚未對普安縣古茶樹資源的生化成分進(jìn)行系統(tǒng)評價。為充分發(fā)揮普安縣古茶樹種質(zhì)資源的育種潛力,本研究以普安縣境內(nèi)樹齡100年以上的21份古茶樹為研究對象,分析其主要生化成分的遺傳多樣性、適制性并從中篩選出優(yōu)異株,以期為普安縣茶樹種質(zhì)資源開發(fā)利用奠定基礎(chǔ),為“普安紅\"產(chǎn)品提供品種基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
本試驗所有生化成分均用Agilent1260InfinityⅡ型高效液相色譜儀(美國安捷倫公司產(chǎn)品)檢測??Х葔A、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)品購自北京世紀(jì)奧科生物技術(shù)有限公司,(-)-沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)和茶氨酸標(biāo)準(zhǔn)品購自合肥博美生物科技有限責(zé)任公司,樣品提取液及A、B流動相的試劑如乙腈、甲醇、冰醋酸等均為HPLC級。
1.2試驗材料
試驗材料取自普安縣青山鎮(zhèn)、江西坡鎮(zhèn),參照《省古茶樹保護(hù)條例》中對古茶樹的定義,屬于山茶科山茶亞屬茶組中的大廠茶(Camellia tachangensisF.C.Zhang)資源中選擇根徑均在 20cm 以上的21份古茶樹種質(zhì)資源(分別以PA01~PA21表示)。
1.3 試驗方法
1.3.1樣品制備于2022年3月,按1芽2葉標(biāo)準(zhǔn)采摘新鮮茶葉,參考曾貞等[20]的方法,采用微波殺青,制備茶葉樣品。
1.3.2茶湯提取咖啡堿、沒食子酸(GA)兒茶素類采用 70% 甲醇在 70qC 水浴上提取,參照GB/T8313-2018。茶氨酸采用沸水浸提法,參照GB/T8312-2013。
1.3.3檢測方法咖啡堿、GA和兒茶素組分的檢測參考周順珍等[21]的方法,茶氨酸檢測參考岳婕等[22]的方法。每個樣品提取和測定重復(fù)3次。
1.3.4數(shù)據(jù)處理試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計和整理、相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析分別采用Excel2010和SPSS23.0進(jìn)行。參照陳正武等[23]、劉聲傳等[24]和張小琴等[25]賦值方法采用香農(nóng)-維納(Shannon-Wie-ner)指數(shù): 計算遺傳多樣性指數(shù)(式中 H′ 表示香農(nóng)-維納指數(shù); Pi 表示某個性狀第 i 個代碼出現(xiàn)的頻率)。
1.3.5優(yōu)異單株篩選方法普安縣21份古茶樹資源的鑒定和評價方法參照《農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源評價規(guī)范——茶樹》(NY/T2031-2011)[26],從中篩選特異資源和優(yōu)良種質(zhì)資源。
2 結(jié)果與分析
2.1 生化成分含量及多樣性
2.1.1生化成分含量茶葉生化成分可預(yù)判茶葉品質(zhì),對適制性評價具有重要意義。本試驗對普安縣21份古茶樹種質(zhì)資源茶葉的17個生化成分進(jìn)行測定和多樣性分析。從表1和表2可知,普安縣古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分含量存在較大變異,變異系數(shù)范圍從茶多酚含量的 8.865% 到?jīng)]食子酸(GA)含量的 86.527% ;變異系數(shù)從小到大依次為:茶多酚含量lt;兒茶素總量 lt; 酯型兒茶素含量lt;茶堿含量lt;咖啡堿含量 lt; 可可堿含量 lt;(+) -兒茶素(C)含量 lt;(-) -表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)含量lt;非酯型兒茶素含量lt;氨基酸含量 lt;(-) -表兒茶素(EC)含量lt;酚氨比 lt; 茶氨酸含量 lt;(-) -表沒食子兒茶素(EGC)含量 lt;(-) -表兒茶素沒食子酸酯(ECG)含量 ∠GA 含量。21份普安古茶樹種質(zhì)資源的遺傳多樣性指數(shù)平均為1.542,變化范圍為0.191(C)~1.992(非酯型兒茶素),表現(xiàn)出較為豐富的多樣性。17個生化成分中,非酯型兒茶素的多樣性指數(shù)最高,說明非酯型兒茶素在普安古茶樹種質(zhì)資源中多樣性較高。王新超等[27-28]的研究結(jié)果表明,茶葉生化成分變異系數(shù)與資源改良潛力呈正相關(guān)。對茶葉品質(zhì)具有重要意義的常規(guī)生化成分(氨基酸、茶多酚、咖啡堿)中,變異系數(shù)平均為 21.880% ,變異系數(shù)最大的為氨基酸( 33.885% );最小的為茶多酚8.865% )。說明普安古茶樹資源決定茶葉品質(zhì)的生化成分中氨基酸改良潛力較大,茶多酚類物質(zhì)的改良潛力較小。本研究中氨基酸含量最高的古茶樹資源為 PA03(3.64%) ,最低的為 PAl5(1.04%) ;茶多酚含量最高的是 PA03(21.61%) ,最低的為PA12( 15.99% ),茶多酚含量大于 20% 的有6份;咖啡堿含量最高的為PA06和PA13( 3.43% ),最低的為PA12( 1.39% )。本試驗中21份普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉的酚氨比變異較大,最高的為PA15(18.61),最小的為PA06(5.21),變異系數(shù)為37.463% 。茶多酚類物質(zhì)的重要活性功能成分兒茶素類物質(zhì)的含量與紅茶品質(zhì)密切相關(guān)[29]。一般認(rèn)為,兒茶素總量及酯型兒茶素含量高,較適制紅茶[30]。沒食子酸既是合成酯型兒茶素的重要前體物質(zhì),也是茶葉滋味的呈味物質(zhì)[31]。從表1和表2可知,普安縣古茶樹資源茶葉的兒茶素總量變異幅度較大,變幅為 8.62%(PA18)~13.89%(PA03) !,變異系數(shù)為 11.633% ,多樣性指數(shù)為1.938。酯型兒茶素含量也有較大變異,變異幅度為 5.16% (PA21)~11. 25% (PA03),變異系數(shù)為 15.098% ,多樣性指數(shù)為1.683。非酯型兒茶素含量的變異系數(shù)為 30.193% ,變異幅度為 1.15%(PA05)~3.61% (PA21),多樣性指數(shù)為1.992。EGC含量、C含量、EC 含量、EGCG 含量和 ECG 含量的變異幅度分別為0.050%sim1.385%.040%sim0.098%.035%sim2.950% 、4.081%~10.553%≈0.307%~3.665% ,平均含量分別為0.521%0.063%1.733%.6.797% 和 1.314% ,變異系數(shù)分別為為 78.210%.25.796%.34.398%.27.158% 和85.527% ;EC、EGCG、EGC、ECG、GCG和C多樣性指數(shù)分別為 1.910,1.790,1.593,1.301,0.567 和 0.191 。其中有1份資源的EGCG含量超過 9% ,為PA03( 10.55% );酯型兒茶素的總量超過 10% 的也為PA03(11. 25% )。21份普安古茶樹資源茶葉的沒食子酸含量差異較大,最小值為 0.01% ,最大值為0.10% ;變異系數(shù)為 86.527% ,多樣性指數(shù)為1.074。茶葉主要的呈味物質(zhì)是生物堿類物質(zhì)(咖啡堿、可可堿、茶葉堿);特別是咖啡堿與紅茶品質(zhì)密切相關(guān),可與茶黃素類物質(zhì)以氫鍵絡(luò)合生成復(fù)合物,具有一定的鮮爽味,也可作為適制紅茶的參考指標(biāo)之一[32-33]??Х葔A含量的變化范圍為 1.39% 3.43% ,平均為 2.734% ,變異系數(shù)為 22.891% ,多樣性指數(shù)為1.508??煽蓧A含量變化范圍為1. 05% ~2.53% ,其中含量最高的為PA03,最低的為PA05和PA21,平均含量為 1.547% ,變異系數(shù)為 24.026% ,多樣性指數(shù)為1.769。茶堿含量的變化范圍為0.03%~0.07% ,平均為 0.052% ,變異系數(shù)為22.784% ,多樣性指數(shù)為1.538。氨基酸類物質(zhì)是鮮爽味的主要來源,其含量高低與茶葉鮮爽度密切相關(guān)。俞永明[34]研究結(jié)果表明,氨基酸含量 gt;3.0% 的茶葉比較適合加工成名優(yōu)綠茶。從表1可知,普安縣古茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量 gt;3.0% 的種質(zhì)資源的有PA02( 3.07% )、PA03( 3.64% )、PA06(3.43%) ),平均變異系數(shù)為 33.885% ,遺傳多樣性指數(shù)為1.819。茶氨酸具有鮮爽滋味,茶氨酸含量高能夠增強(qiáng)茶葉鮮甜味,緩解苦味和澀味,一般認(rèn)為茶氨酸含量越高,綠茶滋味越好[35]。普安縣古茶樹種質(zhì)資源茶葉的茶氨酸含量為 0.09% (PA16)~1.92% (PA03),平均變異系數(shù)為 67.103% ,遺傳多樣性指數(shù)為1.902,表明普安縣古茶樹資源茶葉的氨基酸含量和茶氨酸含量遺傳多樣性較豐富。
2.1.2生化成分多樣性遺傳多樣性指數(shù)值越大,代表這一群體的遺傳多樣性越豐富,育種潛力越大,對研究群體種質(zhì)資源有重要意義[36]。如表2所示,參試的21份普安縣古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分的遺傳多樣性指數(shù)變化幅度為0.191~1.992,平均遺傳多樣性指數(shù)為1.542,遺傳多樣性指數(shù)排序為:
2.2普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分含量的相關(guān)性分析及主成分分析
2.2.1普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分含量的相關(guān)性相關(guān)性分析是衡量兩變量之間相關(guān)程度的重要分析方法之一[37],為進(jìn)一步明確普安縣21份古茶樹種質(zhì)資源茶葉各生化成分之間的關(guān)系,對其進(jìn)行生化成分相關(guān)性分析(表3),結(jié)果表明,氨基酸含量與茶氨酸含量相關(guān)系數(shù)達(dá)0.902,呈極顯著正相關(guān)( Plt;0.01 ),與酯型兒茶素含量相關(guān)系數(shù)為
0.439,呈顯著正相關(guān)( |Plt;0.05) ,與酚氨比相關(guān)系數(shù)為-0.919,呈極顯著負(fù)相關(guān),與EC含量相關(guān)系數(shù)為-0.516,呈顯著負(fù)相關(guān),與咖啡堿含量、非酯型兒茶素含量相關(guān)系數(shù)分別為-0.026和-0.421,呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,與茶多酚含量、可可堿含量、茶堿含量、GA含量、EGC含量、C含量、EGCG含量、ECG含量和兒茶素總量之間均呈正相關(guān)關(guān)系。茶氨酸含量與酚氨比相關(guān)系數(shù)為-0.798,呈極顯著負(fù)相關(guān),與咖啡堿含量、GA含量、EC含量、ECG含量和非酯型兒茶素含量之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,與茶多酚含量、可可堿含量、茶堿含量、C含量、EGC含量、EGCG含量、兒茶素總量和酯型兒茶素含量呈正相關(guān)。茶多酚含量與C含量和EGCG含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.706和0.602,呈極顯著正相關(guān),與茶堿含量、兒茶素總量和酯型兒茶素含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.481、0.439、0.546,呈顯著正相關(guān),與EGC含量的相關(guān)系數(shù)為-0.447,呈顯著負(fù)相關(guān)。可可堿含量與EGCG含量和酯型兒茶素含量的相關(guān)系數(shù)為0.601和0.604,呈極顯著正相關(guān)。茶堿含量與EGC含量和非酯型兒茶素含量的相關(guān)系數(shù)為-0.487和-0.531,呈顯著負(fù)相關(guān),與EGCG含量和酯型兒茶素含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.534和0.450,呈顯著正相關(guān)。EGC含量與ECG含量、非酯型兒茶素含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.844和0.556,呈極顯著正相關(guān),與EGCG含量的相關(guān)系數(shù)為-0.718,呈極顯著負(fù)相關(guān)。EC含量與非酯型兒茶素含量和酚氨比的相關(guān)系數(shù)為0.727和0.625,呈極顯著正相關(guān)。EGCG含量與兒茶素總量和酯型兒茶素含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.602和0.805,呈極顯著正相關(guān);與ECG的相關(guān)系數(shù)為-0.764,呈極顯著負(fù)相關(guān)。兒茶素總量與酯型兒茶素含量的相關(guān)系數(shù)為0.831,呈極顯著正相關(guān)。
2.2.2普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分主成分分析主成分分析可將多個變量降維為少數(shù)變量,以簡化分析,從而很好地研究群體性狀[38]。本研究利用SPSS軟件對21份普安古茶樹資源的16個主要生化成分(GCG除外)進(jìn)行主成分分析,提取特征值大于1的主成分,結(jié)果(表4)表明,可將這16個生化成分提取為5個主成分,其累積貢獻(xiàn)率為85.714% 。第1主成分的貢獻(xiàn)率為 31.937% ,特征向量值的絕對值在0.6以上的起主要作用的成分為茶多酚、可可堿、茶堿、EGCG、酯型兒茶素和EGC,特征向量值分別為 0.720,0.671,0.675,0.906, (2號0.850和 -0.623 。第2主成分的貢獻(xiàn)率為21.553% ,特征向量值的絕對值在0.6以上的起主要作用的成分為EC、氨基酸和酚氨比,特征向量值分別為 0.841,-0.725 和0.864。第3主成分的貢獻(xiàn)率為 15.048% ,特征向量值的絕對值在0.6以上的起主要作用的成分為兒茶素和非酯型兒茶素,特征向量值分別為0.616和0.638。第4主成分的貢獻(xiàn)率為 9.740% ,特征向量值的絕對值在0.6以上的起主要作用的成分為GA,特征向量值為0.604。第5主成分的貢獻(xiàn)率為 7.437% ,特征向量值的絕對值在0.6以上的起主要作用的成分為C,特征向量值為-0.625。這5個主成分可較好地反映普安古茶樹資源茶葉生化成分的信息。
2.3 聚類分析
利用TBtool軟件,以16個生化成分(GCG除外)進(jìn)行聚類分析,如圖1所示,21份普安古茶樹種質(zhì)資源可分成4大類,第I類包含1份資源,為PA03,其EGCG含量較高;第I類包含11份資源,為PA12、PA01、PA02、PA06、PA18、PA14、PA13、PA20、PA05、PA04和PA07;第ⅢI類包含5份資源,為PA08、PA09、PA19、PA16和PA21;第Ⅳ類包含4份資源,為PA15、PA11、PA10和PA17。
將普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉的生化成分在不同類群中的表現(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計分析,結(jié)果(表5)表明,在4個類群平均值中,第I類群的氨基酸含量、茶氨酸含量、茶多酚含量、可可堿含量、EGCG含量、兒茶素總量和酯型兒茶素含量較高,酚氨比最低;第Ⅱ類群的非酯型兒茶素含量、EC含量和咖啡堿含量較低,茶堿含量和C含量較高;第Ⅲ類群的EGC含量、咖啡堿含量、GA含量、ECG含量較高,可可堿含量、茶堿含量、茶多酚含量、茶氨酸含量、兒茶素總量較低:第V類群的非酯型兒茶素含量和EC含量、酚氨比較高,ECG含量、EGC含量、GA含量和氨基酸含量較低。
2.4優(yōu)異資源鑒定篩選及適制性
2.4.1優(yōu)異資源鑒定篩選研究茶葉生化成分含量對茶樹種質(zhì)篩選具有重要的指導(dǎo)意義,育種者一般通過茶葉生化成分含量高低對資源進(jìn)行初篩[39]根據(jù) NY/T2031-2011[26] 及相關(guān)文獻(xiàn)對茶葉相關(guān)生化指標(biāo)的定義[40],本研究從21份普安古茶樹資源中篩選出特異資源3份,潛在利用資源6份(表6)。
特異資源中2份為低咖啡堿含量資源,分別為PA01和PA12,1份為高EGCG含量資源PA03;茶多酚含量 ≥20% 的潛在利用資源6份,分別為PA03、PA04、PA05、PA07、PA10、PA11。這些資源對篩選低咖啡堿含量、高EGCG含量和高茶多酚含量茶樹品種具有重要作用。
2.4.2適制性茶樹種質(zhì)資源的適制性預(yù)判對定向選育茶樹品種具有重要意義。前人研究結(jié)果表明,茶葉的酚氨比對探究茶樹種質(zhì)資源適制性具重要意義,可以作為初篩指標(biāo)[41]。酚氨比大于15的資源判定為較適制紅茶,酚氨比小于8的適制綠茶,介于8~15 的資源作為紅茶綠茶兼制資源[33,42]。從表1可知,21份普安古茶樹資源中茶葉的酚氨比小于8的有11份,適制綠茶,分別為PA01、PA02、PA03、PAO4、PA05、PA06、PA12、PA13、PA14、PA18、PA20;酚氨比為8~15的有9份,紅茶綠茶兼制,分別為PA07、PAO8、PA09、PA10、PA11、PA16、PA17、PA19、PA21;酚氨比大于15的有1份,適制紅茶,為PA15。
3討論
3.1普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分多樣性分析
茶葉生化成分含量對茶葉適制性具有重要參考作用[43]。本研究通過對21份普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉的生化成分進(jìn)行測定和遺傳多樣性進(jìn)行分析,結(jié)果表明普安縣古茶樹種質(zhì)資源具有較為豐富的遺傳多樣性,遺傳多樣性指數(shù)平均值為1.542,低于陳正武等[23]研究的地方茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(2.31)、劉聲傳等[24]研究的野生古茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(1.82)、王新超等[27]研究的廣西地方茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(1.90)、黃海濤等[38]研究的廣州地方茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(1.99)、王小萍等[44]研究的四川地方茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(1.92)、王飛權(quán)等[45]研究的武夷名叢茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(2.06)李燕等[46]研究的望謨地方茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(1.663)、潘宇婷[47]研究的河南地方茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(2.02)、婁艷華等[48研究的浙江麗水地方茶樹資源的遺傳多樣性指數(shù)(1.82)、丁帥濤等[49]研究的陜西茶樹資源遺傳多樣性指數(shù)(1.89)、董方等[50]研究的江西茶樹資源遺傳多樣性指數(shù)(1.93)[50]、周斌等[51]研究的四川雷波野生茶樹資源遺傳多樣性指數(shù)(2.00)及楊盛美等[52]研究的云南大理野生茶樹資源遺傳多樣性指數(shù)(1.77)。普安古茶樹種質(zhì)資源具有較大的變異,變異系數(shù)從茶多酚含量的 8.865% 到GA含量的 86.527% ,與廣西大苗山區(qū)茶樹的 17.37% (咖啡堿含量) ~97.70% (GCG含量)[53]變異幅度相當(dāng),兩個地區(qū)的跨幅在78% 以上,但變異系數(shù)最小和最大的生化成分不同;比河南地方茶樹種質(zhì)資源的 9.92% (水浸出物含量) ~35.87% (酚氨比)[47]浙江麗水地方茶樹種質(zhì)資源的 5.27% (水浸出物含量) ~30.92% (氨基酸含量)[48]、江西地方茶樹種質(zhì)資源的 15.62% (水浸出物含量) ~33.03% (總游離氨基酸含量)[50]、四川雷波古茶樹資源的 7.54% (水浸出物含量) ~28.58% (酚氨比)[51]的變異幅度大;比望謨地方茶樹種質(zhì)資源的 6.45% (茶多酚含量) ~89.77% (可可堿含量)[46]的變異幅度小。對茶葉品質(zhì)有重要影響的茶多酚、氨基酸和咖啡堿這3大成分中,氨基酸含量的變異系數(shù)最大、咖啡堿含量的變異系數(shù)居中、茶多酚含量的變異系數(shù)最小。這一研究結(jié)果與陳正武等[23]對地方種質(zhì)資源和張小琴等[25]對貴定鳥王種茶樹資源的變異平均程度(氨基酸含量gt;茶多酚含量 gt; 咖啡堿含量)研究結(jié)果有所不同,但都是氨基酸的變異程度最大,高于地方種質(zhì)資源的 19.82% ,低于貴定鳥王種茶樹資源的35.97% ;與劉聲傳等[24]、曹雨等[40]、李燕等[46]對不同地方茶樹種質(zhì)資源的研究結(jié)果一致,且氨基酸含量的變異系數(shù)高于曹雨等[40]和李燕等[46]的研究結(jié)果,略低于劉聲傳等[24」的研究結(jié)果;也與翟秀明等[2]、王新超等[27]、黃海濤等[38]和董芳等[50]對重慶、廣西、杭州和江西等地方種質(zhì)資源的研究結(jié)果一致,且氨基酸含量的變異系數(shù)均高于重慶、廣西、杭州和江西的種質(zhì)資源,茶多酚含量的變異系數(shù)均低于這幾個地方的茶樹種質(zhì)資源,咖啡堿含量的變異系數(shù)除低于江西的種質(zhì)資源以外,均高于這幾個地方的種質(zhì)資源。綜上,普安古茶樹種質(zhì)資源具有較為豐富的遺傳多樣性,說明普安古茶樹種質(zhì)資源群體內(nèi)個體間的變異系數(shù)較省其他地區(qū)以及外省種質(zhì)資源的變異系數(shù)低。從茶葉各生化成分含量的變異系數(shù)看,普安古茶樹種質(zhì)資源的氨基酸含量的變異程度較高,茶多酚含量的變異程度較低,咖啡堿含量的變異程度也較大多數(shù)地區(qū)高。
3.2普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分演化分析
前人的研究結(jié)果表明,茶葉生化成分與茶樹進(jìn)化密切相關(guān),并認(rèn)為隨著進(jìn)化程度加深,生化成分中兒茶素總量、氨基酸含量和酯型兒茶素含量增加,非酯型兒茶素含量減少[54-55]。本研究中普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量平均值為 2.232% ,與25個縣野生茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量(2.21% )相近24,高于省鎮(zhèn)寧縣野生茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量( 1.80% )[40],低于地方半野生、野生及地方茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量 (3.66% )[23]、貴定鳥王種茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量 (4.05% )[25]、杭州地方茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量 (5.00% )[38]、省望謨縣地方茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量 (3.53% )[46和四川省雷波縣野生茶樹種質(zhì)資源茶葉的氨基酸含量(2.58% )[51]等。普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉的兒茶素總量平均值為 10.472% 、酯型兒茶素含量平均值為 8.111% ,高于云南省大理野生茶樹種質(zhì)資源茶葉的兒茶素總量( 9.130% 和酯型兒茶素含量( 6.360% );非酯型兒茶素含量平均值為 2.361% ,低于云南省大理野生茶樹種質(zhì)資源茶葉的非酯型兒茶素含量 (2.760% ),說明普安古茶樹種質(zhì)資源較云南大理野生茶樹種質(zhì)資源更原始;但與翟秀明等[2]、陳正武等[23]、王新超等[27]、黃海濤等[38]、李燕等[46]、董芳等[50]和楊春等[56]對地方茶樹種質(zhì)資源的研究結(jié)果不一致。
3.3普安古茶樹種質(zhì)資源生化成分主成分分析
本研究對普安古茶樹種質(zhì)資源的16個生化成分進(jìn)行主成分分析,前5個主成分人選,累積貢獻(xiàn)率達(dá) 85.714% ,第1主成分以EGCG的貢獻(xiàn)最大,其次是酯型兒茶素;3大主要生化成分(氨基酸、咖啡堿、茶多酚)的貢獻(xiàn)率以茶多酚最高,這與陳正武等[23]對28份地方茶樹種質(zhì)資源的研究結(jié)果一致,與韋圻等[53]對廣西大苗山茶樹種質(zhì)資源的研究結(jié)果部分類似,此外,鄧少春等[57]對云南大葉茶樹種質(zhì)資源的研究結(jié)果、李燕等[46]對望謨地方茶樹種質(zhì)資源的研究結(jié)果也顯示,3大主要生化成分的第1主成分中貢獻(xiàn)率以茶多酚最高,表明在16個生化成分中茶多酚對茶葉的品質(zhì)影響較大[58]。5個主成分包含了大部分的信息,且不同的生化成分具有不同的因子載荷,可以用于綜合評價普安縣古茶樹種質(zhì)資源,這與鄧少春等[57]、田甜等[59]、謝文鋼等[60]的研究結(jié)果一致。
3.4普安古茶樹種質(zhì)資源聚類分析
本研究將普安古茶樹種質(zhì)資源聚為4類,5大主要生化成分(氨基酸、茶氨酸、茶多酚、兒茶素總量、咖啡堿)中,第I類群的氨基酸含量、茶多酚含量和兒茶素總量最高,第Ⅱ類群的咖啡堿含量最低,第Ⅱ類群咖啡堿含量最高,第V類群的酚氨比最高。同時,不同生化成分在不同類群中的表現(xiàn)不一致,這也充分說明不能從單一生化成分來判定種質(zhì)資源茶葉的適制性[23,40,46]
3.5普安古茶樹種質(zhì)資源的挖掘和利用
普安縣在大力發(fā)展茶產(chǎn)業(yè)的過程中,因尚未進(jìn)行種質(zhì)資源鑒定和篩選,導(dǎo)致種質(zhì)資源混雜嚴(yán)重,制作出的茶葉品質(zhì)參差不齊,優(yōu)異單株資源得不到充分發(fā)掘和利用,從而影響了茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究從供試的21份普安古茶樹種質(zhì)資源中初步篩選出特異資源3份,其中低咖啡堿含量資源2份,高EGCG含量資源1份;潛在高茶多酚含量資源6份,是首次從普安縣古茶樹種質(zhì)資源中篩選優(yōu)異和潛在利用單株??Х葔A和茶多酚是食品、化工和生物醫(yī)藥領(lǐng)域的重要原材料,在實際生產(chǎn)中有著非凡的意義[61]。前人研究結(jié)果表明,F(xiàn)GCG含量與綠茶茶湯苦味和澀味密切相關(guān)[61-63],也是判定紅茶適制性的重要指標(biāo)[64],具有抑菌、抗癌和抗衰老等作用[65]尚不能人工合成,因此亟需篩選高EGCG含量資源。本研究篩選出的PA03可以作為高EGCG含量資源加以利用。唐曉波等[]研究發(fā)現(xiàn),大葉種茶EGCG含量較中小葉種茶低,本研究的普安古茶樹種質(zhì)資源全部是大葉種資源,PA03是少數(shù)的在大葉種內(nèi)篩選到的高EGCG含量資源。目前針對低咖啡堿含量資源的篩選較少, Jin 等[]在福建茶樹種質(zhì)資源中篩選了1份。咖啡堿具有刺激和興奮神經(jīng)的作用[],然而有部分人對咖啡堿敏感,低咖啡堿含量茶葉的市場開發(fā)非常迫切,因此亟需篩選低咖啡堿含量特異種質(zhì)資源。本研究篩出的PA01和PA12可作為低咖啡堿含量茶的潛在利用資源。茶多酚具有抗氧化和抗輻射作用,它與氨基酸的比值(酚氨比)是綜合判斷鮮葉適制性的重要參考指標(biāo)[35,69],本研究篩選的PA03、PA04、PA05、PA07、PA10和PA11高茶多酚含量資源可以作為相關(guān)功能成分提取的原料。
普安古茶樹種質(zhì)資源豐富,本試驗隨機(jī)檢測了樹齡超過100年以上、根徑粗排名靠前的21份古茶樹資源,進(jìn)行初步鑒定篩選和種質(zhì)保存,尚未對其進(jìn)行適制性研究和系統(tǒng)選育。由于本研究樣品涵蓋量不多,需進(jìn)一步加大測試樣本數(shù)量,并利用篩選的種質(zhì)資源進(jìn)行新品種選育,以滿足普安縣茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。
4結(jié)論
本研究發(fā)現(xiàn),普安古茶樹種質(zhì)資源茶葉生化成分變異程度較大且具有豐富的遺傳多樣性。將這些種質(zhì)資源聚為4類,每一類群茶葉均有其特色的生化成分含量,同時從中篩選出適制綠茶資源11份,適制紅茶資源1份,紅茶綠茶兼制資源9份。生化成分含量特異資源3份,其中1份為高EGCG含量資源PA03(EGCG含量為 10.55% ),2份低咖啡堿含量資源PA01(咖啡堿含量為 1.50% )和PA12(咖啡堿含量為 1.39% );潛在利用資源即高茶多酚含量資源6份,分別是PA03、PA04、PA05、PA07、PA10和PA11,茶多酚含量 ≥20% 。這些種質(zhì)資源可為普安縣乃至省茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展和茶功能性成分提取提供優(yōu)良的育種資源。
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(責(zé)任編輯:黃克玲)