云南野生茶樹化學(xué)成分多樣性研究

段志芬，劉本英，汪云剛，謝 瑾，孫雪梅，宋維希，矣 兵，馬 玲

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，云南 勐海 666201）

云南是茶樹地理起源和栽培起源的中心。高海拔低緯度多變的氣候條件，錯綜復(fù)雜的地形地貌，長期以來的原始耕作方式，孕育和保留了全球最集中、最豐富的野生茶樹資源。云南茶樹種質(zhì)資源占世界茶種的82.5%[1]。按照中山大學(xué)張宏達(dá)[2]對山茶屬植物分類，世界茶組植物已發(fā)現(xiàn)有4個系37個種3個變種，分布在我國的就有4個系36個種3個變種，其中分布在云南有33個種，3個變種，并且有24個新種和1個變種是世界茶譜中尚無記載，為云南獨(dú)有。

茶葉中的化學(xué)成分，特別是影響茶葉品質(zhì)的主要生化成分是形成茶葉優(yōu)異品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。茶葉中的水浸出物是能被熱水浸出的可溶性物質(zhì)的總稱。茶葉中許多品質(zhì)成分都是水溶性的，約占茶葉主要生化成分含量的50%，水浸出物含量的高低，反映了茶葉中可溶性物質(zhì)總量的多少，標(biāo)志著茶湯的厚薄[3-6]。氨基酸是茶葉中的主要的化學(xué)成分之一，茶葉氨基酸的組成、含量以及它們的降解產(chǎn)物和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物直接影響茶葉品質(zhì)；氨基酸在茶葉加工中參與茶葉香氣的形成，它所轉(zhuǎn)化而成的揮發(fā)性醛或其他產(chǎn)物，都是茶葉香氣的成分，對茶湯的滋味、色澤也有較明顯的影響；此外，有些氨基酸本身也具有一定的香味，特別是某些氨基酸與茶葉的滋味及香氣關(guān)系密切，是構(gòu)成茶葉品質(zhì)核心成分。茶多酚也是茶葉的主要成分之一，對茶葉品質(zhì)色、香、味的形成具有重要作用，是決定茶葉顏色和滋味的主體成分。由于多酚類物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)中帶有多個活性羥基，對人體保健極為有利，且有抑菌、殺菌、抗腫瘤、抗輻射等多種功能，為茶葉中具有保健功效的主要物質(zhì)[7-12]。茶葉中若茶多酚含量較高，茶湯滋味苦澀，對綠茶的品質(zhì)不利，但對開發(fā)提取茶多酚產(chǎn)品卻很有益處。

為了充分發(fā)掘云南野生茶樹種質(zhì)資源的利用價值，本文以保存于國家種質(zhì)大葉茶樹資源圃（勐海）的86份來源于云南的野生茶樹資源為對象，分析研究其主要生化成分的遺傳多樣性，篩選發(fā)掘優(yōu)質(zhì)野生茶樹資源，為云南茶區(qū)茶樹新品種的選育和生產(chǎn)利用等提供依據(jù)，推動野生茶樹資源開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料取自國家種質(zhì)大葉茶樹資源圃（勐海）保存的86份云南野生茶樹資源（表1）。

表1 86份野生茶樹資源及原產(chǎn)地

1.2 方法

茶樣制作與處理：依據(jù)茶樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[13]采摘鮮葉→攤青→微波爐殺青→揉捻→80℃恒溫箱干燥→將部分茶樣用高速粉碎機(jī)粉碎、過篩，粒度40～60目，備用。

水浸出物測定采用GB/T8305一2002方法，茶多酚測定采用GB/T8313一2002方法，咖啡堿采用GB/T8312一2002方法，氨基酸測定采用GB/T8314一2002方法。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用SPD統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析和主成分分析，聚類分析的方法采用離差平方和法，距離為歐氏距離。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要化學(xué)成分基本統(tǒng)計(jì)差數(shù)

對86份云南野生茶樹水浸出物、咖啡堿、茶多酚、氨基酸進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析（表2），結(jié)果表明，云南野生茶樹資源的主要化學(xué)成分在不同材料間有明顯的差異性，表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性。其中，十八連山大茶的水浸出物含量最高，達(dá)到53.63%，其次清水大茶53.62%、大廠大山茶52.81%，水浸出物含量在50%以上的就有17個；水浸出物最低的是雙柏真茶，含量為19.38%；咖啡堿含量最大的是涌寶白毛尖茶，為5.75%，最低的是香竹箐大山茶2.15%，可作為選育低咖啡堿品種的優(yōu)異資源；茶多酚含量最高為云南威信的馬安大茶，達(dá)到42.85%，云南雙柏的雙柏真茶茶多酚含量最低，只有12.85%；氨基酸含量最高的為底圩白毛茶，達(dá)4.74%，最低的是高良野茶0.62%。

表2 主要化學(xué)成分基本統(tǒng)計(jì)差數(shù) （%）

在影響茶葉品質(zhì)的水浸出物、咖啡堿、茶多酚、氨基酸4項(xiàng)常規(guī)中，氨基酸的變異系數(shù)最大，達(dá)到0.37%，最小的是水浸出物，為0.11%。說明在這4個成分中，氨基酸的改良潛力最大，水浸出物最小。

2.2 化學(xué)成分主成分分析

主成分分析能夠較好的解釋群體方差的主要來源，從而獲得解釋方差的重要性狀并簡化研究性狀，以利于更好的研究群體。對86份云南野生茶樹資源的4項(xiàng)常規(guī)（水浸出物、咖啡堿、茶多酚、氨基酸）進(jìn)行主成分分析（表3），4個主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為100%，第1主成分貢獻(xiàn)率為48.276%，對應(yīng)特征向量中貢獻(xiàn)最大的是水浸出物，其次是茶多酚、咖啡堿和氨基酸，主要反映的是茶葉品質(zhì)茶即顏色和滋味的特征狀況；第2主成分的貢獻(xiàn)率為27.637%，貢獻(xiàn)最大的是氨基酸，其次是茶多酚和咖啡堿，其中，茶多酚是在反方向上的貢獻(xiàn)，主要反映茶葉香氣的形成，茶湯的滋味、色澤的特征向量；第3主成分的貢獻(xiàn)率為17.764%，其主要特征向量貢獻(xiàn)率最大為咖啡堿，其次是氨基酸、水浸出物和茶多酚，其中，氨基酸和水浸出物的貢獻(xiàn)是負(fù)值；第4主成分的貢獻(xiàn)率為6.323%，茶多酚影響較大，是茶湯中水溶性物質(zhì)含量特征向量。

表3 化學(xué)成分主成分分析

2.3 聚類分析

對86份云南野生茶樹資源的4項(xiàng)常規(guī)進(jìn)行聚類分析。在遺傳距離為66.8處將86份野生茶樹資源聚為3大類（圖1）。第1類包括39份資源，主要特點(diǎn)為咖啡堿含量較高，水浸出物含量中等。第2類包括14份資源，其主要性狀為水浸出物、氨基酸、茶多酚的含量均低。第3類包括33份資源，主要表現(xiàn)在水浸出物和茶多酚的含量高，氨基酸含量中等。

圖1 化學(xué)成分聚類圖

3 結(jié)論與討論

（1）從86份云南野生茶樹種質(zhì)資源的4項(xiàng)常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，云南野生茶樹種質(zhì)資源的主要化學(xué)成分之間表現(xiàn)出了不同程度變異，變異系數(shù)在0.11%～0.37%之間，變異類型比較豐富，有很大的選擇潛力，可為引種馴化和雜交育種提供理論基礎(chǔ)。

（2）通過多變量的主成分分析指出，總共4個主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，根據(jù)貢獻(xiàn)率的大小從這4個主成分中得出所選擇的4項(xiàng)常規(guī)能反映茶樹種質(zhì)資源的絕大部分信息，各主成分包含的信息具有一定的相關(guān)性，而且不同成分在4個主成分中具有明顯不同的載荷值，有的成分對不同的主成分具有方向相反的影響。

（3）基于4項(xiàng)常規(guī)的聚類分析將86份野生茶樹資源在遺傳距離為66.8聚為3大類：第1類主要特點(diǎn)為咖啡堿含量較高，水浸出物含量中等；第2類其主要性狀為水浸出物、氨基酸和茶多酚的含量均低；第3類主要表現(xiàn)在水浸出物和茶多酚的含量均高，氨基酸含量中等。研究結(jié)果不僅證實(shí)了云南茶樹資源的豐富多樣性，而且為茶樹資源的開發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)。

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