古藺野生大茶樹資源農(nóng)藝性狀多樣性分析

熊元元 王云 劉曉 劉飛 張廳 李春華 王小萍

摘要 [目的]明確古藺野生大茶樹農(nóng)藝性狀多樣性。[方法]以古藺縣的47份茶樹資源為研究對象，運用相關性分析、主成分分析及聚類分析等方法對古藺野生大茶樹的葉色、葉形、葉長、葉寬、葉面積等17個葉片農(nóng)藝性狀進行遺傳多樣性分析。[結果]古藺野生大茶樹種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀變異豐富，變異系數(shù)在9.28%～48.21%，遺傳多樣性指數(shù)為0.148 6～1.402 1;主成分分析顯示，前6個主成分累計貢獻率達73.14%，其中第1主成分貢獻率為18.96%，第2主成分的貢獻率為15.65%，第3主成分的貢獻率為14.42%;17個農(nóng)藝性狀遺傳多樣性聚類分析結果顯示：在歐氏距離10.88處，可將47份古藺野生大茶樹種質(zhì)資源分為四大類群，桂花鄉(xiāng)野生大茶樹種質(zhì)資源在四大類群中均有分布，說明桂花鄉(xiāng)野生大茶樹種質(zhì)資源種類較豐富，聚有較大的育種潛力。[結論]該研究結果為古藺茶樹優(yōu)異種質(zhì)資源的收集保存、良種選育及開發(fā)利用提供了參考。

關鍵詞 古藺;野生大茶樹資源;農(nóng)藝性狀;主成分分析;聚類分析

中圖分類號 S 571.1? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）09-0033-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.09.010

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Diversity Analysis of Agronomic Traits of Big Wild Tea Plants in Gulin

XIONG Yuan-yuan， WANG Yun， LIU Xiao et al

（Tea Research Institute of Sichuan Academy of Agricultural Sicence， Chengdu， Sichuan 610066）

Abstract [Objective] To clear diversity of agronomic traits of big wild tea plants in Gulin. [Method] Using correlation analysis， principal component and cluster methods， 47 Gulin big wild tea germplasm resources were analyzed. [Result]The agronomic traits of big wild tea resources were of extremely rich variation. The variation coefficient of 17 agronomic characters ranged from 9.28% to 48.21%. The diversity index ranged from 0.148 6 to 1.402 1. The principal component analysis showed that the previous six main component of 17 agronomic traits accounted for 73.14% of total contribution rate， the first principal component accounted for 18.96%， the second principal component accounted for 15.65%， and the third principal component accounted for 14.42%. The results of cluster analysis showed that these tea resources divided into four categories when the distance coefficient was 10.88. These big wild tea germplasm resources of Guihua were rich and had lager breeding potential，which were distributed in four groups. [Conclusion] The results provided references for collection， breeding， development and utilization of tea tree excellent germplasm resources.

Key words Gulin;Big wild tea plant;Agronomic traits;Principal component analysis;Cluster analysis

野生大茶樹是指樹體高大、年代久遠且沒有經(jīng)過人工栽培馴化，在自然環(huán)境中生長的茶組植物的總稱[1-2]，屬于被子植物門（Angiospermae）雙子葉植物綱（Dicotyledoneae）山茶目（Theales）山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia）茶組[Camellia sinensis（L.）O.Kuntze]植物[3]。據(jù)調(diào)查，我國西南和華南地區(qū)是野生大茶樹主要分布區(qū)域，而四川野生大茶樹又主要分布在長江及其上游金沙江沿岸的雷波、珙縣、古藺、敘永等區(qū)縣和盆地西部邊緣的大邑、灌縣、彭縣及滎經(jīng)等地[4]。古藺縣位于四川省南部邊緣，與貴州畢節(jié)縣、赤水縣相鄰，地理坐標為 105°34′～106°20′ E、27°41′～28°20′ N，年均溫17.8～18.1 ℃，無霜期232～363 d，年平均降雨量 748.4～1 112.7 mm，屬于亞熱帶季風氣候。古藺境內(nèi)山巒疊嶂、溝壑縱橫，海拔高低相對懸殊，野生大茶樹資源豐富，普查估計古藺境內(nèi)野生大茶樹多以喬木、小喬木為主，少有灌木，其中喬木樹徑多在30 cm以上，最大達2 m，單株數(shù)量達3萬株[2]。野生大茶樹種質(zhì)資源是重要的茶樹基因資源庫，對研究茶樹起源演化和資源綜合利用等具有巨大的潛在價值。例如，勐庫野生古樹茶群落生存環(huán)境海拔在2 200～2 750 m，具有較強的抗寒性，是抗寒性育種研究的寶貴資源[5];段志芬等[6]對云南景洪市野生古樹茶樹進行綜合評價，發(fā)現(xiàn)4份低咖啡堿茶樹資源;張宏達等[7-8]從野生茶樹種質(zhì)資源中篩選出不含咖啡堿茶樹資源。

茶樹農(nóng)藝性狀的鑒定和描述是研究茶樹種質(zhì)資源最基礎的方法和途徑，是茶樹分類的重要依據(jù)之一，對茶樹良種選育具有重要的價值和意義。例如，段志芬等[9]通過對云南野生茶樹資源農(nóng)藝性狀多樣性進行分析，為云南茶區(qū)茶樹新品種選育和生產(chǎn)提供了參考依據(jù);張小琴等[10]對貴定鳥王種茶樹資源農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀多樣性進行研究，從中篩選出高水浸出物、高氨基酸、低酚氨比及高EGCG優(yōu)異茶樹資源。目前，關于古藺野生大茶樹資源農(nóng)藝性狀多樣性研究報道較少，且存在開發(fā)利用率低、保護意識差、部分野生大茶樹資源面臨滅絕的風險。鑒于此，筆者對古藺47份野生大茶樹種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀進行研究，分析其農(nóng)藝性狀分類特點，旨在為優(yōu)異種質(zhì)資源的收集保存和良種選育等提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

根據(jù)查閱的相關文獻資料，在當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門的帶領下對古藺縣的野生茶樹資源進行調(diào)查。調(diào)查范圍包括古藺縣野生茶樹集中分布的德耀鎮(zhèn)、桂花鄉(xiāng)、黃荊鄉(xiāng)、箭竹苗族鄉(xiāng)，共計47份野生茶樹資源（表1）。由于調(diào)查材料樹型高大、花果收集難度大、數(shù)據(jù)收集不齊全，故選取成熟葉片的17個表型形態(tài)性狀進行調(diào)查統(tǒng)計分析。

1.2 方法

以陳亮等[11]編著的《茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》為參考依據(jù)，對各野生茶樹成熟葉片的形態(tài)特征進行調(diào)查、描述和測量。選取20片當年生枝條中的成熟葉片，對葉片長度、葉片寬度、葉脈對數(shù)、葉齒密度、葉齒深度、葉齒銳度進行測量，同時對葉形、葉面、葉身、葉基、葉色、葉尖、葉質(zhì)、光澤性、葉緣等描述型性狀進行調(diào)查并記錄。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對描述型性狀按標準分級賦值，如表2所示。將非數(shù)值型性狀數(shù)值化，利用Excel對17個農(nóng)藝性狀的數(shù)據(jù)進行標準化處理，應用DPS v7.05軟件進行基本統(tǒng)計分析、相關性分析及主成分分析，聚類分析采用離差平方和法，距離為歐氏距離。

2 結果與分析

2.1 古藺野生大茶樹農(nóng)藝性狀分析

首先，對47個古藺野生大茶樹種質(zhì)資源描述型性狀的分布頻率和遺傳多樣性進行統(tǒng)計分析，結果顯示葉形為橢圓（27.66%）、長橢圓（72.34%）（表3）。葉色為黃綠色（2.12%）、綠色（76.60%）、深綠色（21.28%）。葉片光澤性為暗（2.12%）、中（40.43%）、強（57.45%）。葉面隆起性為平（29.79%）、微隆起（68.09%）、隆起（2.12%）。葉身由內(nèi)折（74.47%）、平（23.40%）、稍背卷（2.13%）構成。葉緣為微波（91.49%）、波（8.51%）。葉齒密度為疏（97.87%）、中（2.13%）。葉齒深度為淺（91.49%）、深（8.51%）。葉齒銳度為銳（14.89%）、中（55.32%）、鈍（29.79%）。葉尖為急尖（76.60%）、漸尖（23.40%）。葉質(zhì)為柔軟（61.70%）、中（25.53%）、硬（12.77%）。葉基為楔形（97.87%）、近圓形（2.13%）。不同性狀的遺傳多樣性指數(shù)范圍為0.148 6～1.402 1，平均值為0.785 2，其中葉齒銳度遺傳多樣性指數(shù)最大，為1.402 1，存在豐富的遺傳變異;葉基和葉齒密度遺傳多樣性指數(shù)最小，為0.148 6，說明這2個性狀受較高的遺傳控制。

此外，對47份古藺野生大茶樹種質(zhì)資源的17個農(nóng)藝性狀進行基本統(tǒng)計分析，結果見表4。從表4可以看出，17個農(nóng)藝性狀均存在不同程度的變異，葉片質(zhì)量性狀的變異系數(shù)都較大，其中葉齒深度變異系數(shù)最大，為48.21%，其次為葉質(zhì)、葉身、葉齒銳度，分別是47.56%、39.00%、30.65%，葉片大小、葉形、葉色、光澤性、葉面、葉緣、葉齒密度、葉尖、葉基等質(zhì)量性狀的變異系數(shù)在13.53%～28.89%。葉片數(shù)量性狀的變異系數(shù)較小，其中葉面積的變異系數(shù)最大，為23.54%，葉長、葉寬、長寬比和葉脈對數(shù)等數(shù)量性狀的變異系數(shù)均不高于14.06%。

2.2 古藺野生大茶樹農(nóng)藝性狀相關性分析

相關性分析是研究不同性狀之間密切程度的一種統(tǒng)計分析方法。對古藺47份野生大茶樹資源的17個主要農(nóng)藝性狀進行相關矩陣分析，結果見表5。從表5可以看出，8對性狀呈極顯著正相關，分別是葉形與光澤性;葉色與葉面;光澤性與葉脈對數(shù);葉面與葉基;葉緣與葉齒深度;葉長與葉寬、葉面積;葉寬與葉面積。4對性狀呈顯著正相關，分別是葉尖與葉形、光澤性;葉脈對數(shù)與葉形;葉長與葉脈對數(shù)。4對性狀呈極顯著負相關，分別是葉身與光澤性;葉齒銳度與葉緣、葉齒深度;葉寬與長寬比。4對性狀呈顯著負相關，分別是葉形與葉緣、葉齒深度;葉面與長寬比;葉身與葉脈對數(shù)。

2.3 古藺野生大茶樹農(nóng)藝性狀主成分分析

對47個古藺野生大茶樹資源的17個主要農(nóng)藝性狀進行主成分分析，結果見表6。從表6可以看出，17個農(nóng)藝性狀中前6個主成分累計貢獻率在73.14%，包含了原始因子的大部分信息。第1主成分貢獻率是18.96%，對應特征向量中貢獻最大的是葉寬，其次是葉面積和葉長，說明PC1是葉片大小性狀相關因子;第2主成分的貢獻率是15.65%，對應特征向量中貢獻最大的是葉形，說明PC2是葉形性狀相關因子;第3主成分的貢獻率是14.42%，對應特征向量中貢獻最大的是光澤性，說明PC3是葉片光澤性相關因子;第4、5、6主成分累計貢獻率分別是9.96%、7.82%、6.33%，對應特征向量中貢獻率最大的分別是長寬比、葉質(zhì)和葉齒密度，說明PC4、PC5、PC6分別是葉片長寬比、葉質(zhì)和葉齒密度性狀相關因子。綜上可知，葉片寬度、葉形、 葉片光澤性、葉片長寬比、葉質(zhì)和葉齒密度6個性狀是古藺野生大茶樹農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出差異的主要因素。

2.4 古藺野生大茶樹農(nóng)藝性狀聚類分析

根據(jù)17個農(nóng)藝性狀對47份古藺野生大茶樹資源進行了聚類分析，在歐氏距離10.88時，可將47份古藺野生大茶樹種質(zhì)資源分為四大類群。第1類群包括編號1、22、8、11、2、7、 20、45、27、46、24、25、28，共計13個野生大茶樹資源，占總體的27.66%，主要特征為葉片呈長橢圓形，葉色呈綠色和深綠色，光澤性強，葉身內(nèi)折，葉緣微波，葉緣鋸齒疏、淺，葉面積48.22～60.45 cm2，葉脈對數(shù)8～10對，分布在德耀鎮(zhèn)（燕巖村）、桂花鄉(xiāng)（香蘭村、漢溪村、高峰村）、箭竹苗族鄉(xiāng)（富強村）;第2類群包括編號4、6、32、38、19、31、30、12、13、33、36、5、42、44、35、18、43、47，共計18個野生大茶樹資源，占總體的38.30%，主要特征為葉片呈橢圓、長橢圓，葉色綠色、深綠色，葉緣微波、波，葉緣鋸齒疏，葉尖急尖，葉基楔形，葉面積46.06～66.12 cm2，葉脈對數(shù)7～9對，分布在德耀鎮(zhèn)（燕巖村）、桂花鄉(xiāng)（香蘭村、漢溪村、高峰村）、黃荊鄉(xiāng)（原林村、黃荊村）、箭竹苗族鄉(xiāng)（富強村）;第3類群包括編號14、15、21、39、34、26，共計6個野生大茶樹資源，占總體的12.76%，主要特征為葉片呈長橢圓、橢圓，葉色綠色，葉面微隆、葉緣微波、葉緣鋸齒疏、淺，葉質(zhì)柔軟，葉基楔形，葉面積65.98～94.41 cm2，屬于特大葉，葉脈對數(shù)7～13對，分布在桂花鄉(xiāng)（香蘭村、漢溪村、高峰村）、黃荊鄉(xiāng)（原林村、腰帶水）;第4類群包括編號3、29、17、23、16、40、9、37、10、41，共計10個野生大茶樹資源，占總體的21.28%，主要特征為葉片呈長橢圓、橢圓，光澤性強，中葉基楔形，葉面積28.94～57.62 cm2，葉脈對數(shù)7～10對，分布在德耀鎮(zhèn)（燕巖村）、桂花鄉(xiāng)（香蘭村、漢溪村、高峰村）、黃荊鄉(xiāng)（腰帶水）。

綜上所述，古藺47份野生大茶樹種質(zhì)資源按農(nóng)藝性狀遺傳多樣性進行聚類，沒有嚴格按照地域分布進行聚類。此外，桂花鄉(xiāng)（香蘭村、漢溪村、高峰村）的野生大茶樹資源在4個類群中都有分布，說明桂花鄉(xiāng)野生大茶樹種質(zhì)資源種類較豐富，聚有較大的育種潛力。

3 結論與討論

野生大茶樹種質(zhì)資源的研究已成為野生大茶樹保護和可持續(xù)利用的重要課題之一，開展野生大茶樹種質(zhì)資源保護利用和調(diào)查研究，對培育優(yōu)異茶樹種質(zhì)資源具有重要意義[12]。野生大茶樹具有豐富的遺傳多樣性，是優(yōu)異茶樹種質(zhì)資源選育的優(yōu)良親本材料[13]。通過對47份古藺野生大茶樹種質(zhì)資源的17個農(nóng)藝性狀進行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)17個農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)在9.28%～48.21%，平均變異系數(shù)為22.44%，其中葉齒深度變異系數(shù)最大，為48.21%;描述型性狀遺傳多樣性指數(shù)圍為0.148 6～1.402 1，平均值為0.785 2，說明47份古藺野生大茶樹資源農(nóng)藝性狀遺傳多樣性豐富，存在不同程度的變異，可為今后選育優(yōu)良茶樹新品種提供豐富的種質(zhì)資源。

古藺47份野生大茶樹資源的17個主要農(nóng)藝性狀進行相關性分析，結果顯示8對性狀呈極顯著正相關，4對性狀呈顯著正相關，其中葉長與葉寬呈極顯著相關，與葉脈對數(shù)呈顯著相關的結果與陶萍等[12，14]的研究結果相似。

對17個農(nóng)藝性狀進行主成分分析，得出前6個主成分累計貢獻率為73.14%，說明前6個主成分包含了古藺野生大茶樹種質(zhì)資源的大部分信息，第1主成分是葉片大小性狀相關因子;第2主成分是葉形性狀相關因子;第3主成分是葉片光澤性相關因子;第4、5、6主成分分別是葉片長寬比、葉質(zhì)和葉齒密度性狀相關因子，這與王小萍等[2]對古藺野生大茶樹資源葉表型主成分分析結果相似。在此基礎上可篩選出一些具參考價值的性狀作為評價野生大茶樹資源的標準。

農(nóng)藝性狀的聚類分析結果可以看出，古藺47份野生大茶樹種質(zhì)資源主要集中分布在第2類群中。此外，桂花鄉(xiāng)（香蘭村、漢溪村、高峰村）的野生大茶樹資源在4個類群中都有分布，說明桂花鄉(xiāng)野生大茶樹種質(zhì)資源種類較豐富且聚有較大的育種潛力。

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