西鄉(xiāng)縣地方茶樹種質(zhì)資源的生物學(xué)性狀觀察及生化成分分析

閆滿朝，肖長順，陳志龍，李文賢，黃臨莉，肖 斌，余有本

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100；2.西鄉(xiāng)縣茶葉局，陜西西鄉(xiāng) 723500)

茶樹地方種質(zhì)資源是一個地方茶產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的核心，是茶樹品種選育、茶葉品質(zhì)改良的重要基礎(chǔ)。西鄉(xiāng)縣地處中國南北過渡帶的主體“秦嶺大巴山”腹地[1]，氣候復(fù)雜多變，加上長時間的人工栽培選育，形成了豐富多樣的茶樹地方種質(zhì)資源。收集、保存、評價、鑒定、開發(fā)利用這些資源對陜西茶產(chǎn)業(yè)乃至全國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。

茶樹鮮葉的生化組成及含量決定了名優(yōu)茶的適制性和茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣[2-3]，從而決定了茶樹種質(zhì)資源的利用價值和開發(fā)價值[4]。已有研究者對包含西鄉(xiāng)在內(nèi)的陜西多地茶樹地方種質(zhì)資源主要生化成分進(jìn)行評價，并篩選出一些優(yōu)異資源。李瑞[5]對50份陜西省種質(zhì)資源(其中3份為西鄉(xiāng)縣)進(jìn)行了主要生化成分分析評價，3份西鄉(xiāng)資源中篩選出高氨基酸和低氨基酸各1份。班秋艷等[6]對包含20份西鄉(xiāng)縣的88份陜南地方種質(zhì)資源特征生化成分進(jìn)行分析，篩選出低咖啡堿資源15份，其中4份來自西鄉(xiāng)縣。但是關(guān)于這些種質(zhì)資源的后續(xù)研究卻鮮有報道。本研究以近年篩選收集的單株為材料，通過扦插繁育形成株系，觀察其生物學(xué)性狀和分析測定其主要生化成分，從而對西鄉(xiāng)縣地方茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行評價，以期為地方品種的改良創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

研究選擇‘XD-1’、‘XD-2’等32個地方資源作為試驗材料，以相同條件下的‘陜茶1號’(CK1)、‘平陽特早’(CK2)、‘安吉白茶’(CK3)、‘福鼎大白茶’(CK4)為對照，來源見表1。2013-09-02在沙河鎮(zhèn)男兒壩村短穗扦插繁育，2014-10-26在西鄉(xiāng)縣同心村農(nóng)場移栽定植形成株系。

1.2 方 法

1.2.1 生物學(xué)性狀觀察 參照《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程 茶樹》(NY/T 1312-2007)[7]的方法，2018年春季和秋季分兩次對資源的生物性狀進(jìn)行觀察記錄。

1.2.2 樣品制作 參照《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程 茶樹》(NY/T 1312-2007)[7]的方法，2018年春季按一芽二葉標(biāo)準(zhǔn)采摘第一輪新梢，采用微波殺青后，75 ℃烘干至含水量5%～6%，冷卻后置于錫箔袋中密封，-20 ℃保存，備用。

1.2.3 生化成分測定 茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿和水浸出物含量分別按照GB/T8313-2002、GB/T8314-2013、GB/T8312-2013、GB/T8305-2013[8]等的方法測定。

1.2.5 資源評價 按照《農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源評價規(guī)范 茶樹》(NY/T 2031-2011)[7]對資源進(jìn)行評價。

表1 西鄉(xiāng)縣地方茶樹種質(zhì)資源基本信息Table 1 Information of tea germplasms resources in Xixiang county and four CK varieties

2 結(jié)果與分析

2.1 生物學(xué)性狀

36份資源的生物學(xué)性狀如表2所示。西鄉(xiāng)地方茶樹種質(zhì)資源以灌木型、中葉種、半開張的樹姿為主，芽葉以黃綠色、茸毛中等、持嫩性較強(qiáng)占比較高，葉片以橢圓、長橢圓，葉身稍內(nèi)折，葉緣微波狀，葉面微隆起型占比較高，葉尖以漸尖為主。另有3種芽葉顏色為紫紅色、4種芽葉顏色為黃綠色的7種特殊資源。

2.2 主要生化成分含量表現(xiàn)

36份資源的主要生化成分含量如表3所示。茶多酚含量差異顯著，含量范圍12.46%～ 22.35%，平均含量為17.90%。氨基酸含量范圍 2.79%～4.94%，平均含量為4.07%。咖啡堿含量范圍2.74%～5.43%，平均含量為3.99%。水浸出物含量范圍35.23%～46.91%，平均含量為41.53%。

2.3 遺傳多樣性

變異系數(shù)可以衡量種質(zhì)資源變異程度。西鄉(xiāng)地方種質(zhì)資源內(nèi)含物質(zhì)的變異系數(shù)如表4所示。5項常規(guī)生化成分的平均變異系數(shù)為13.97%，其中變異系數(shù)最大的是酚氨比，達(dá)到了21.82%，其次是咖啡堿19.59%，氨基酸12.93%，茶多酚 9.41%，最小的是水浸出物含量，僅為6.10%。遺傳多樣性指數(shù)水浸出物為1.97、茶多酚為 1.85、氨基酸為2.01、咖啡堿為1.95、酚氨比為 1.72。

2.4 優(yōu)異資源篩選

根據(jù)主要生化成分檢測(表5)得知：咖啡堿含量≥5.0%的特異種質(zhì)資源有4份；氨基酸含 量≥4.0%優(yōu)良種質(zhì)資源19份，其中XD-16、XD-2、XD-1、XD-8、XD-14等8個資源氨基酸含 量>4.5%，且酚氨比均低于對照‘陜茶1號’，是適制綠茶的潛在優(yōu)良資源。這些資源可直接或作為雜交育種的親本材料利用。

2.5 聚類分析

利用SPSS軟件對36份資源的5個生化指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖1所示。相似閾值為10時，36份資源聚為4類群。

第1類群包含27份資源，占總體的 75.00%，含4個亞組，西鄉(xiāng)縣地方資源以此類群為主，包含陜西省地方品種‘陜茶1號’。此類群游離氨基酸含量平均值較高，為4.20%；茶多酚含量平均值較低，為17.62%；咖啡堿含量平均值較低，為3.99%；水浸出物含量平均值較高，為 41.70%；酚氨比平均值較低，為4.23，是適制綠茶型資源。

表2 西鄉(xiāng)縣地方茶樹種質(zhì)資源生物學(xué)性狀的變異Table 2 Variation of biological characters of tea germplasms resources in Xixiang county and four CK varieties

表3 西鄉(xiāng)縣地方種質(zhì)資源特征性生化成分含量Table 3 Characteristic biochemical components of 36 germplasms

表4 特征性生化成分的基本統(tǒng)計參數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)Table 4 Basic statistical parameters and genetic diversity index of main biochemical compositions

表5 生化成分含量比較優(yōu)異的資源及其他特殊資源Table 5 Rare germplasms with excellent biochemical components and other special germplasms

圖1 西鄉(xiāng)縣32份茶樹種質(zhì)資源與4份對照品種的聚類Fig.1 Cluster analysis of 32 tea germplasms in Xixiang county and four CK varieties

第2類群包含5份資源，占總體的13.89%，含2個亞組，包含對照品種‘福鼎大白茶’。此類群多酚含量平均值最高，達(dá)20.67%；水浸出物含量平均值最高，達(dá)44.63%；酚氨比平均值最大，達(dá)6.80，是紅綠兼制型資源。

第3類群包含3份資源，占總體8.33%，包含2個亞組，包含對照品種‘平陽特早’和‘安吉白茶’。此類群茶多酚含量平均值最低，僅為 13.85%；氨基酸含量平均值最高，達(dá)4.49%；咖啡堿含量平均值最低，僅為3.06%；酚氨比平均值最小，僅為3.13，是適制名優(yōu)綠茶型資源。

第4類群含1份資源，占總體2.78%。該資源對比其余各類群平均值水浸出物含量最低，僅35.49%；咖啡堿含量最高，達(dá)4.17%，具有改良應(yīng)用價值。

各相鄰類群資源同一組分含量間最大值與最小值存在部分重疊(表6)。

表6 不同類群的主要生化成分Table 6 Main biochemical components of different groups

3 討論與結(jié)論

通過對36份資源的生化成分分析，結(jié)果表明：在影響制茶品質(zhì)的4個生化指標(biāo)(茶多酚、氨基酸、咖啡堿、水浸出物)中，變異系數(shù)最大的是咖啡堿，達(dá)19.59%，最小的是水浸出物，為6.10%，這與班秋艷等[6]的研究相符。說明西鄉(xiāng)縣茶樹地方種質(zhì)資源上，咖啡堿改良潛力較大，水浸出物改良潛力較小。32份種植資源平均多樣性指數(shù)達(dá)1.90，低于貴州(2.31)[9]、四川(1.92)[10]的平均值，與廣西(1.90)[11]的平均值相同，說明西鄉(xiāng)縣地方茶樹種質(zhì)資源具有相對豐富的生化成分多樣性。這可能與西鄉(xiāng)縣復(fù)雜多變的生態(tài)氣候條件 有關(guān)。

酚氨比是判定茶樹資源適制性的一個指標(biāo)[12]。普遍認(rèn)為，酚氨比小于8適制綠茶，8～15之間紅綠兼制，大于15適制紅茶[13]。也有研究認(rèn)為采用2002年相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，酚氨比小于7適制綠茶，7～9之間紅綠兼制，大于9適制紅茶[14]。本研究按照此分類方法進(jìn)行劃分，適制綠茶資源30份，紅綠兼制資源2份。

本研究發(fā)現(xiàn)，西鄉(xiāng)縣地方茶樹種質(zhì)資源茶多酚平均含量為17.90%，游離氨基酸平均含量為4.07%，平均酚氨比為4.51，與貴州[9]、四川[10]、廣西[11]相比，西鄉(xiāng)茶樹種質(zhì)資源具有高游離氨基酸、低茶多酚、低酚氨比的特點，這可能是西鄉(xiāng)縣綠茶品質(zhì)優(yōu)良的重要原因。

根據(jù)主要內(nèi)含成分含量，篩選出5份高咖啡堿的種質(zhì)資源，可以為特殊茶產(chǎn)品制作研發(fā)提供優(yōu)質(zhì)原材料；還篩選出8份高氨基酸且低酚氨比的資源，這些將來可以培育成適制優(yōu)質(zhì)綠茶的品種，大面積推廣后，還可以開發(fā)陜西白茶，增加茶資源的綜合利用率，提高茶園的經(jīng)濟(jì)效益。

本研究只是對收集保存的32份西鄉(xiāng)縣地方茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行了生物學(xué)性狀觀察和內(nèi)含成分測定，還需要從生物學(xué)性狀、物候期、產(chǎn)量、適制性、抗病蟲性等方面進(jìn)行研究，篩選出具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗、適合機(jī)采，或具有特異性狀的育種材料，進(jìn)行品比試驗和區(qū)域試驗，最終培育成優(yōu)良品種并推廣應(yīng)用，真正將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，進(jìn)而促進(jìn)貧困山區(qū)群眾脫貧致富。西鄉(xiāng)縣種茶歷史悠久，茶樹種質(zhì)資源豐富，今后還需加大對人力、物力、財力投入，繼續(xù)挖掘有應(yīng)用價值的種質(zhì)資源。