35份茶樹種質資源農藝性狀及生化成分多樣性分析

田 甜，韋錦堅，韋持章，陳遠權，陳海生

(廣西南亞熱帶農業科學研究所，廣西龍州 532415)

35份茶樹種質資源農藝性狀及生化成分多樣性分析

田 甜，韋錦堅，韋持章，陳遠權，陳海生

(廣西南亞熱帶農業科學研究所，廣西龍州 532415)

采用主成分分析和聚類分析方法，對桂西南地區35份茶樹種質資源農藝性狀和主要生化成分的多樣性進行鑒定。結果表明，不同茶樹品種的農藝性狀差異較大，變異系數為12.45%～47.03%，而主要生化成分質量分數的差異均較小，變異系數為8.92%～23.62%，其中，平均葉面積、葉片隆起性和葉片著生狀態變異系數均達到40%以上，而水浸出物質量分數的變異系數為8.92%；主成分分析表明，前7個主成分的特征值大于1且累計方差貢獻率達到76.18%；基于農藝性狀和主要生化成分的聚類分析表明，35份茶樹資源可分為7大類群，不同類群間在芽葉茸毛、一芽三葉百芽質量、平均葉長、葉寬、葉面積、側脈對數、葉色、葉片質地、葉緣形態、花瓣數及主要生化成分質量分數上表現差異顯著，且第Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ類適制綠茶，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類適制紅茶，第Ⅴ類適兼制紅綠茶。

茶樹種質資源；農藝性狀；生化成分；主成分分析；聚類分析

茶樹種質資源在茶樹新品種的選育中具有十分重要的價值和意義[1]。在育種過程中，深入分析種質資源遺傳多樣性對育種的成敗尤為重要。目前雖然分子標記在茶樹遺傳多樣性和親緣關系分析方面應用廣泛[2-3]，但農藝性狀的鑒定和描述仍然是種質資源研究最基本的方法和途徑，農藝性狀數據是種質資源分類不可缺少的重要依據之一[4-6]；茶葉中的主要生化成分是決定茶葉品質、判斷品種適制性的物質基礎[7]。近年來，根據農藝性狀和主要生化成分將多份茶樹品種分類的研究已有很多[7-10]，且分類結果較穩定，可為育種選材提供客觀依據。

茶葉作為桂西南重要的經濟作物，已經成為當地經濟的重要支柱和農民收入的主要來源，但目前對廣西區茶樹種質資源分類的相關報道尚少[9]，對桂西南地區的茶樹品種更是缺乏系統的鑒定與評價。為了加快桂西南地區茶樹優良或特異品種的選育進程，充分發掘該地區茶樹資源的利用潛力，本試驗通過對保存于廣西南亞熱帶農業科學研究所茶樹資源圃的35份種質資源進行鑒定和分析，旨在評價其農藝性狀及主要生化成分的多樣性，進而為茶樹優良或特異種質的選育提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為保存于廣西南亞熱帶農業科學研究所茶樹資源圃的35份種質資源，其基本信息如表 1所示。

1.2 測定項目及方法

農藝性狀：依據茶樹種質資源鑒定技術規程NY/T 1312-2007[11]，對芽葉顏色、芽葉茸毛、一芽三葉百芽質量(g)、葉片著生狀態、平均葉長(cm)、平均葉寬(cm)、平均葉面積(cm2)、葉形、平均側脈對數、葉色、葉片隆起性、葉片質地、葉尖、葉緣形態、花冠直徑(cm)、花瓣數這16個農藝性狀進行調查測定。其中質量性狀通過賦值法將其轉化為數量性狀[11]。

水浸出物質量分數：GB/T 8305-2013[12]；游離氨基酸總質量分數：茚三酮比色法；茶多酚質量分數：酒石酸鐵比色法；咖啡堿質量分數：高效液相色譜法。

表1 35份茶樹種質資源基本信息

1.3 數據處理

通過Microsoft Excel 進行數據預處理，采用SPSS 18.0進行主成分分析、聚類分析和方差分析。聚類分析方法為組內聯接法，區間為平方歐氏距離；多重比較方法為LSD法。

2 結果與分析

2.1 35份茶樹資源農藝性狀和主要生化成分分析

通過對35份茶樹種質資源的農藝性狀和主要生化成分進行基本統計分析，由表 2得知，不同茶樹品種間農藝性狀的差異較大，而主要生化成分質量分數的差異均較小。農藝性狀中平均葉面積在不同品種間差異最大，其變異系數達到47.03%，其次為葉片隆起性和葉片著生狀態，變異系數分別為42.54%、40.80%；而不同茶樹品種間平均葉寬、葉色、葉緣形態、花冠直徑、花瓣數、水浸出物及咖啡堿質量分數差異均較小，變異系數均在20%以下，其中水浸出物質量分數的變異系數低至8.92%。

表2 35份茶樹資源農藝性狀和主要生化成分統計分析

2.2 農藝性狀和主要生化成分主成分分析

通過對茶樹16個農藝性狀和4個生化成分進行主成分分析，根據特征值大于1的原則共篩選出7個主成分，這7個主成分解釋了所有指標的大部分信息，其累計貢獻率達到76.18%，如表 3所示。第1主成分貢獻率為17.857%，其中對平均葉長、葉寬、葉面積貢獻較大；第2主成分貢獻率為12.30%，對芽葉茸毛、葉片著生狀態、葉片質地、游離氨基酸總質量分數解釋較多；第3主成分貢獻率為11.35%，對茶多酚和咖啡堿質量分數影響較大；第4主成分貢獻率為9.82%，主要解釋芽葉顏色和百芽質量，對芽葉顏色影響為負；第5主成分貢獻率為9.52%，主要解釋葉形、葉色和葉尖，對葉形影響為負；第6主成分貢獻率為8.19%，對平均側脈對數、花瓣數和水浸出物質量分數貢獻較大，其中對花瓣數影響為負；第7主成分貢獻率為7.16%，主要解釋葉片隆起性、葉緣形態和花冠直徑(表3)。

2.3 35份茶樹資源的聚類分析

根據農藝性狀和主要生化成分質量分數對35份茶樹種質資源進行聚類，結果如圖 1所示，可分為7大類群。由表 4可知，對于農藝性狀，不同類群間在芽葉茸毛、一芽三葉百芽質量、平均葉長、葉寬、葉面積、側脈對數、葉色、葉片質地、葉緣形態、花瓣數上表現差異顯著；除了咖啡堿，不同類群間的主要生化成分質量分數差異顯著。第Ⅰ類包括11份茶樹資源，編號為12、14、11、10、9、15、1、2、8、13、5，其特點主要表現為芽葉茸毛多，百芽質量小，葉色中綠到深綠色，葉片著生多數近水平，大小中等，質地中等到硬，葉緣微波，平均側脈對數為7～8，花瓣數為6～7，水浸出物質量分數平均42.40%，游離氨基酸總質量分數較高，平均4.08%，茶多酚質量分數中等，平均20.14%；第Ⅱ類包括4份資源，編號為23、27、3、22，其特點為芽葉茸毛少到中等，百芽質量小，葉色中綠到深綠色，葉片著生大多近水平，大小中等，質地柔軟到中等，葉緣多數呈波狀，平均側脈對數為7，花瓣數多數為6，水浸出物質量分數較低，平均39.17%，游離氨基酸總質量分數中等，平均2.65%，茶多酚質量分數較高，平均24.08%；第Ⅲ類包括14份資源，編號為30、31、24、21、28、7、16、19、17、33、20、29、4、34，其特點為芽葉茸毛少到中等，百芽質量很小，葉色深綠色，葉片著生大多近水平，少數上斜，葉片小，質地中等，葉緣呈波狀，平均側脈對數為8，花瓣數為6，水浸出物質量分數平均39.17%，游離氨基酸總質量分數中等，平均2.99%，茶多酚質量分數較高，平均24.71%；第Ⅳ類包括2份資源，編號為6、32，特點為芽葉茸毛特多，百芽質量較高，葉色深綠色，葉片著生近水平，少數下垂，葉片較大，質地中等，葉緣微波狀，平均側脈對數為10～11，花瓣數為6，水浸出物質量分數高達49.98%，游離氨基酸總質量分數中等，平均2.71%，茶多酚質量分數高達29.65%；第Ⅴ類包括1份資源，編號為18，特點為芽葉茸毛多，百芽質量極高，葉色深綠色，葉片著生近水平，葉片小，質地柔軟，葉緣微波狀，平均側脈對數為6～7，花瓣數為7，水浸出物質量分數較低，平均35.27%，游離氨基酸總質量分數中等，平均2.65%，茶多酚質量分數較高，平均24.39%；第Ⅵ類包括2份資源，編號為25、35，特點為芽葉茸毛少，百芽質量較小，葉色為中綠和深綠色，葉片著生態上斜，大小中等，質地柔軟，葉緣微波狀，平均側脈對數為10～11，花瓣數為5～6，水浸出物質量分數平均42.60%，游離氨基酸總質量分數中等，平均3.08%，茶多酚質量分數中等，平均21.16%；第Ⅶ類包括1份資源，編號為26，特點為芽葉茸毛中等，百芽質量極小，葉色深綠色，葉片著生態近水平，葉片小，質地硬，葉緣呈波狀，平均側脈對數為10～11，花瓣數為3，水浸出物質量分數達到42.60%，游離氨基酸總質量分數達到3.32%，茶多酚質量分數低至17.21%。

表3 農藝性狀和主要生化成分主成分分析

圖1 35份茶樹種質資源聚類分析

3 結論與討論

35份茶樹種質資源的農藝性狀和生化成分基本統計分析的結果表明，不同茶樹品種間農藝性狀的差異較大，變異系數為12.45%～47.03%，而主要生化成分質量分數的差異均較小，變異系數為8.92%～23.62%。其中，平均葉面積、葉片隆起性和葉片著生狀態變異系數均達到40%以上，而平均葉寬、葉色、葉緣形態、花冠直徑、花瓣數、水浸出物及咖啡堿質量分數變異系數均在20%以下，水浸出物質量分數的變異系數低至8.92%。綜上所述，所調查的35份茶樹資源存在豐富的農藝性狀遺傳多樣性，可為選育茶樹新品種提供理論依據。

對茶樹16個農藝性狀和4個生化成分進行主成分分析，結果表明可抽取7個主成分，其累計方差貢獻率達到76.18%，且不同農藝性狀或生化成分在4 個主成分中具有明顯不同的載荷值，有的主成分對農藝性狀或生化成分的影響為負值。這與李瑞等[8]、段志芬等[10]等研究結果相似。

通過聚類分析，可將35份茶樹種質資源分為7類，不同類群間在芽葉茸毛、一芽三葉百芽質量、平均葉長、葉寬、葉面積、側脈對數、葉色、葉片質地、葉緣形態、花瓣數及主要生化成分質量分數上表現差異顯著。楊亞軍[13-14]、陸錦時等[15]研究結果表明，適制綠茶品種的氨基酸質量分數應該較高、茶多酚質量分數相對較低，具有一定的水浸出物質量分數(32%～40%)和咖啡堿質量分數(3.3%～3.6%)；適制紅茶的品種則是氨基酸質量分數相對較低，茶多酚、水浸出物和咖啡堿質量分數較高；在這之間的則是紅綠兼制品種。依據這些標準，第Ⅰ、Ⅵ、Ⅶ類均表現為一芽三葉百芽質量較低，葉色為中綠色到深綠色，葉片著生態多數近水平，葉片小或中等，游離氨基酸總質量分數較高，茶多酚質量分數低或中等，適宜制綠茶，所以可選擇這些資源作為親本，以期培育出優良的綠茶品種；第Ⅱ、Ⅲ類均表現為芽葉茸毛少到中等，一芽三葉百芽質量較小，葉色中綠到深綠色，葉片著生大多近水平，葉片較小或中等，質地柔軟到中等，葉緣呈波狀，游離氨基酸總質量分數中等，茶多酚質量分數較高，適宜制紅茶，可利用這些資源培育出優良的紅茶品種；第Ⅳ類表現為芽葉茸毛多，一芽三葉百芽質量較高，葉色深綠色，葉片著生近水平，質地柔軟到中等，葉緣微波狀，水浸出物質量分數高，游離氨基酸總質量分數中等，茶多酚質量分數較高，適制紅茶；第Ⅴ類表現為芽葉茸毛多，一芽三葉百芽質量較高，葉色深綠色，葉片著生近水平，質地柔軟到中等，葉緣微波狀，水浸出物質量分數低，游離氨基酸總質量分數中等，茶多酚質量分數稍高，兼制紅綠茶。

通過系統聚類和鑒定評價，篩選出農藝性狀和主要生化成分相似的種質資源，并進一步分析各類群的適制性，這為優良和特異茶樹種質資源的選育提供一定理論基礎。

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(責任編輯：郭柏壽 Responsible editor:GUO Baishou)

Diversity Analysis of Agronomic Traits and Biochemical Bomponents for 35 Tea Germplasm

TIAN Tian,WEI Jinjian,WEI Chizhang,CHEN Yuanquan and CHEN Haisheng

(Guangxi South Subropical Agricultural Science Research Institute,Longzhou Guangxi 532415,China)

Using principal component and cluster methods,the diversity of agronomic traits and main biochemical components of 35 tea germplasm in southwest of Guangxi were assessed. The results showed that the differences of agronomic characters among different varieties of tea were bigger with the coefficient of variation ranged from 12.45% to 47.03%. The differences of main biochemical components were smaller with the coefficient of variation ranged from 8.92% to 23.62%. Among them,the variation coefficients of average leaf area,leaf surface and leaf blade with raw state were more than 40%,but variation coefficient of water extract only 8.92%. The principal component analysis showed that the characteristic value of the former seven principal component were bigger than 1. The seven principal components accounted for 76.18% of total contribution rate. The cluster analysis based on agronomic traits and the main biochemical components showed that 35 tea germplasm were divided into seven groups. The bud leaf pastel,the weight of hundreds of bud,the average leaf length,leaf width,leaf area,lateral veins logarithm,leaf color,leaf texture,leaf form,petals number and content of main biochemical components showed significant differences among different groups. The cluster ofⅠ,Ⅵ,Ⅶ were suitable for the green tea. The Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ were suitable for the black tea. The Ⅴ was suitable for the both.

Tea germplasm;Agronomic traits; Biochemical components; Principal component analysis; Cluster analysis

TIAN Tian,female,assistant agronomist,master’s degree. Research area: tea cultivation and nutrition. E-mail: tiantian3854@qq.com

WEI Jinjian,male,senior agronomist,bachelor’s degree. Research area: tea variety breeding. E-mail: 181993158@qq.com

日期：2017-05-22

2016-04-11

2016-05-12

廣西公益性基金(GXNYRKS201609)。

田 甜，女，助理農藝師，碩士，從事茶樹栽培與營養研究。E-mail：tiantian3854@qq.com

韋錦堅，男，高級農藝師，本科，從事茶樹品種選育研究。E-mail：181993158@qq.com

S571.1

A

1004-1389(2017)05-0797-08

網絡出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170522.0858.040.html

Received 2016-04-11 Returned 2016-05-12

Foundation item Public Welfare Foundation in Guangxi (GXNYRKS201609).