中國金花茶與越南金花茶葉表型差異性分析

伍思宇，梁曉靜，韋曉娟，王 坤，廖健明

（廣西壯族自治區林業科學研究院 廣西特色經濟林培育與利用重點實驗室，南寧 530002）

金花茶組（CamelliaSectionChrysanthaChang）植物系山茶科（Theaceae）山茶屬常綠灌木或小喬木[1]，其花色金黃，極具觀賞性，是珍稀物種[2]，素有“植物學大熊貓”和“山茶皇后”的美譽[3]，主要分布在中國廣西南部和越南北部[4]。廣西南部屬濕潤的亞熱帶季風氣候，炎熱潮濕[5]。越南北部屬熱帶季風區，常年相互交替著陰涼干燥、潮濕溫暖的氣候[6]。顯然，2個分布區域的氣候存在差異，溫度和濕度表現得尤為明顯，這恰好也是影響金花茶生長的關鍵因素[7]。目前，對金花茶之間差異的研究主要集中在香氣成分[8]、葉表皮特征[9]、葉片活性成分[10]等方面，針對金花茶葉表型性狀差異方面的研究報道還比較少見。葉片是植物生長發育過程中的重要器官[11]，其表型特征常被用作植物的分類依據[12]。本研究以16種中國金花茶與7種越南金花茶為研究對象，分析不同金花茶之間的葉表型性狀差異，并進行性狀相關性和聚類分析，以期為金花茶品種分類和種質資源鑒定、保存提供理論依據和指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西南寧市北郊（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，屬亞熱帶季風氣候，光照充足，雨量豐沛，空氣濕潤，氣候溫和，土壤為赤紅壤，呈酸性。

1.2 試驗材料

材料為試驗地供試的23種金花茶物種或變種，16種為中國金花茶，7種為越南金花茶，所有金花茶均為生長正常，無明顯病蟲害的成熟植株（表1）。

1.3 試驗方法

于2016年12月，選擇長勢相近的金花茶植株，每種選5 株，取離地1 米的樹冠外圍完整老葉，每棵植株取30 片葉子，測定其葉表型性狀。先用直尺測量每個葉片的葉全長、葉柄長、葉片長、葉寬，再分別計算其葉片長∕寬，葉柄長∕葉全長。用游標卡尺測量每個葉片中部主葉脈旁厚度。葉鮮重用電子天平測定，葉面積用葉面積掃描儀（CL203）測定。

表型性狀的離散程度常用變異系數（CV）來表示，計算公式為：

CV=（δ∕）×100%（δ為標準差、為群體平均值）。

對23 種金花茶9 個表型性狀的雙變量相關性分析則利用SPSS 17.0統計分析軟件和Pearson相關分析方法進行，最后計算各品種間不同性狀的歐氏距離并進行聚類分析。

表1 23種供試金花茶Tab.1 Experimentation on 23 varieties of Camellia Section Chrysantha Chang

2 結果與分析

2.1 不同金花茶葉表型性狀指標分析

越南箱田金花茶的葉全長、葉片長、葉寬、葉厚度、葉鮮重、葉面積，黃抱莖金花茶的葉全長、葉片長、葉鮮重、葉面積，多毛金花茶的葉全長、葉片長、葉柄長∕葉全長，箱寧金花茶的葉全長、葉片長，厚葉金花茶的葉全長、葉片長、葉寬均與16 種中國金花茶存在顯著性差異（P＜0.05），而塔姆島金花茶和羅斯曼金花茶與16 種中國金花茶無顯著差異（表2）。越南金花茶葉全長、葉柄長、葉片長、葉寬和葉厚度的平均值較大，分別為18.34、0.93、17.00、8.73 cm 和0.39 mm，分別比中國金花茶的平均值大91.44%、19.23%、93.18%、78.89%和62.50%。越南金花茶的葉鮮重較重，平均值為2.96 g，是中國金花茶平均值的208.33%，越南金花茶的葉面積也較大，平均值為113.53 cm2，中國金花茶葉面積平均值僅為38.97 cm2。

表2 不同金花茶葉表型性狀指標分析Tab.2 Indices analysis on leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.2 不同金花茶葉表型性狀變異分析

9個葉表型性狀之間的變異系數平均值有所不同，其中變異系數平均值大于20%的有3個，分別為葉鮮重（25.76%）、葉柄長∕葉全長（21.40%）和葉面積（20.45%）；變異系數平均值最小的為葉寬（11.05%），其次為葉片長∕寬（12.61%）、葉全長（13.50%）、葉厚度（14.96%）、葉片長（15.26%），和葉柄長（16.89%）（表3）。不同品種間的變異系數差異程度也不同，范圍在9.10%～31.76%之間，其中，武鳴金花茶的平均變異系數最小（9.10%），檸檬黃金花茶的變異系數最大（31.76%）。

2.3 金花茶各表型性狀的相關性分析

對金花茶9個葉表型指標進行相關性分析，發現兩兩葉表型指標之間絕大多數都表現出顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）相關，其中，相關性系數大于0.900 且為極顯著正相關的有7 組，相關性最高的為葉全長與葉片長（r=0.994），其次為葉寬與葉面積（r=0.987）、葉全長與葉面積（r=0.940）、葉全長與葉寬（r=0.938）、葉片長與葉寬（r = 0.936）、葉片長與葉面積（r = 0.936）、葉鮮重與葉面積（r=0.903）（表4）。負相關系數最大的為葉全長與葉柄長∕葉全長和葉片長與葉柄長∕葉全長，均為-0.788，其次為葉面積與葉柄長∕葉全長（r=-0.642）。葉片長∕寬與葉柄長∕葉全長之間也呈極顯著負相關（P＜0.01），相關系數為-0.500。

表3 金花茶葉表型性狀的變異系數Tab.3 Variation coefficient on leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

表4 金花茶9個葉表型性狀的相關性分析結果Tab.4 Results of correlation analysis on 9 leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.4 金花茶葉片性狀主成分分析

兩個主成分的貢獻率分別為60.561%和24.476%，累計貢獻率達85.037%，說明它們包含了9個葉片性狀指標的絕大部分信息（表5）。在第一主成分中，葉全長、葉柄長、葉片長、葉寬、葉厚度、葉鮮重和葉面積的特征向量均為正值，其中葉寬的載荷量最大（0.965），其次為葉面積（0.954）和葉鮮重（0.951）。因此，這3 個葉片性狀指標是區分金花茶不同種最主要的依據。第二主成分中，除葉片長∕寬和葉柄長∕葉全長的特征值分別為0.860 和-0.805 外，其他指標的信息負荷量較低，說明第二主成分主要反映的是上述2個葉片性狀指標。

表5 金花茶9個葉表型性狀主成分分析結果Tab.5 Results of principal component analysis on 9 leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.5 金花茶葉片性狀聚類分析

根據葉片9 個性狀對23 種金花茶進行聚類分析，結果顯示箱田金花茶（18）為一類，其他22種金花茶聚為一大類，其中第二大類又分2 個亞類，第一亞類為顯脈金花茶（3）、黃抱莖金花茶（19）、羅斯曼金花茶（20）、多毛金花茶（21）和厚葉金花茶（23），第二亞類為余下的17種金花茶品（圖1）。除顯脈金花茶（3）、塔姆島金花茶（17）和箱寧金花茶（22）之外，中國金花茶與越南金花茶葉表型之間存在明顯的差異。

圖1 基于葉表型性狀的23種金花茶聚類分析結果Fig.1 Clustering analysis on leaf phenotypic traits of 23 Camellia Section Chrysantha Chang varieties

3 結論與討論

對16 種中國金花茶與7 種越南金花茶的葉表型性狀進行差異性分析，結果表明，金花茶各葉表型性狀有顯著差異（P＜0.05），其中，差異最大的為葉鮮重（25.76%），差異最小的為葉寬（11.05%）。不同種間的變異系數范圍在9.10%～31.76%之間，其中，武鳴金花茶的平均變異系數最小（9.10%），檸檬黃金花茶的變異系數最大（31.76%）。除了葉片長∕寬和葉柄長∕葉全長，越南金花茶其他葉表型指標的平均值均顯著大于中國金花茶。

主成分分析中，兩個主成分累計貢獻率達85.037%，說明它們包含了9 個葉片性狀指標的絕大部分信息，能反映不同種金花茶在葉片形態上表現出的差異性[13]。葉寬、葉面積和葉鮮重等3個葉片性狀指標信息負荷量大，是區分金花茶不同種最主要的依據。聚類分析中，除顯脈金花茶與越南金花茶聚為一類，塔姆島金花茶和箱寧金花茶又與中國金花茶聚為一類之外，其他中國金花茶與越南金花茶存在較大的遺傳距離，進一步說明葉表型性狀差異存在于大多數中國金花茶與越南金花茶之間。

表型性狀的表達主要由內部遺傳物質決定，對金花茶表型性狀差異性的研究分析，可作為金花茶種質資源研究中的一類重要數據[14]，本研究表明中國金花茶與越南金花茶的葉表型形態存在顯著差異，聚類分析表明兩者之間雖然有交叉，但明顯聚為不同的類，具有一定的分類學意義。與王坤等[10]發現的中國金花茶與越南金花茶葉片在藥用活性成分含量方面存在顯著差異結果一致，可能與兩地氣候條件差異有關，長期的地理隔離使得兩地金花茶品種葉表型性狀表現出差異性，但不同的氣候條件對金花茶葉表型性狀的調節機制以及不同種金花茶葉片遺傳物質的問題都尚未涉及，有待在后續研究中不斷深入。