云南雙江縣古茶樹種質資源的表型多樣性

劉福橋 李 強 戎玉廷 王麗鴛 徐禮羿 虞富蓮 段紅睿 成 浩

（1.云南雙江勐庫茶葉有限責任公司；2.中國農業科學院茶葉研究所；3.云南雙江勐庫茶葉有限責任公司江用文專家工作站）

云南雙江縣古茶樹種質資源的表型多樣性

劉福橋1,3李 強2,3戎玉廷1王麗鴛2徐禮羿2虞富蓮2段紅睿1,3成 浩2

（1.云南雙江勐庫茶葉有限責任公司；2.中國農業科學院茶葉研究所；3.云南雙江勐庫茶葉有限責任公司江用文專家工作站）

云南省地處中國的西南部，是中國茶樹重要原產地之一，其獨特的地理和生態環境孕育了豐富的茶樹種質資源。值得注意的是，云南的茶樹品種是以古茶樹群落的狀態存在的。古茶樹群落生長于特定的自然環境，保持著茶樹種質動態的進化過程，具有豐富的表型變異。根據相關文獻記載，云南雙江縣境內的勐庫大雪山、仙人山、大浪壩等地均有野生古茶樹分布，其中面積約1.27萬畝的勐庫大雪山野生古茶樹群落被專家一致認為是迄今為止世界上已發現的海拔最高、分布面積最廣、種群密度最大的野生古茶樹群落。因此，本研究主要研究云南雙江縣古茶樹種質資源的表型多樣性，為探索世界茶樹起源、現代茶樹育種、開發富含功能性成分的茶樹特異資源提供一定的理論依據。

一、材料與方法

1.材料

本研究調查了168份分布于云南雙江縣29個村寨的古茶樹種質資源，古茶樹分布于海拔1400～3200m的地區（表1）。

2.表型多樣性分析方法

參考《茶樹種質資源描述規范和數據標準》，選取30個表型性狀進行調查統計，其中包括19個描述型性狀（樹型、樹姿、葉色、葉身、葉尖、葉面、葉緣、葉質、芽葉色澤、芽葉茸毛、萼片茸毛、萼片色澤、花瓣質地、花瓣色澤、雌雄蕊相對高度、花柱開裂數、花柱裂位、子房茸毛和種皮色澤）和11個數值型性狀（樹高、主干直徑、葉面積、葉片長寬比、葉脈對數、種子百粒重、樹幅、花冠直徑、花瓣數、種子直徑和果實大小）。

3.數據處理

描述型性狀參考《茶樹種質資源描述規范和數據標準》進行分級、賦值（如表2）。統計不同性狀的變異程度和分布頻率。

數值型性狀通過Excel 2016和SPSS 22.0統計軟件，計算各數值型性狀的最大值、最小值、變異幅度、平均值、標準差、變異系數，反映各數值型性狀的變異程度。

形態多樣性指數采用Shannon-weave指數（H′）。計算公式為：

其中Pi為某個性狀第i個代碼出現的頻率。其中數值型性狀需進行量化處理，根據各性狀的平均值（X）與標準差（δ），按照X±kδ（k=±2.5，±2.0，±2.5，±2.0，±1.5，±1.0，±0.5，0）將每一性狀的觀測值賦予不同的描述符，然后根據質量化的表型數值統計每一描述符出現的頻率并計算每一表型性狀的H′。聚類分析采用SPSS 22.0軟件，利用系統聚類下的離差平方和法，根據歐氏距離（Euclidean distance）對群體聚類。根據聚類分析的結果，對類群間的性狀變異進行顯著性分析。

二、結果與分析

1.描述型性狀的多樣性與變異情況

通過對云南雙江縣168份古茶樹種質資源的19個描述型性狀的統計分析（表3）顯示其表型的多樣性指數H′在0.04～1.03之間，均值為0.72。其中萼片茸毛和萼片色澤兩個表型的多樣性指數僅為0.09和0.04，產生該現象的原因主要是種質資源內的大部分種質的萼片茸毛與色澤表型一致，僅有少量種質產生了表型變異，從而導致多樣性指數偏低。將這兩種特殊的表型排除之后，表型多樣性指數的均值上升為0.8，表明168份古茶樹資源在其余的17個描述型性狀中具有一定程度的表型變異。表型性狀的分布頻率顯示，多樣性指數偏低的表型主要集中為幾個特征性狀，其中古茶樹資源的樹型主要為小喬木，占83.3%；葉尖主要為漸尖，占92.4%；大多數無萼片茸毛，占98.6%；萼片色澤主要為綠色，占99.3%；花瓣色澤主要為白色，占83.6%；花柱開裂數主要為3裂，占90.7%。其余表型在各級變異上均有一定比例的分布，多樣性指數越高的表型在各級變異上分布的越均勻。

2.數值型性狀的多樣性與變異情況

由表4表明，168份古茶樹種質資源的樹高在1.8～25.0m之間變化，主要分布在2.7～8.4m之間，占總體的82.7%；主干直徑在5～116cm之間變化，主要分布在11.26～56.36cm之間，占總體的93.0%；葉面積在28.46～168.27cm2之間變化，主要分布在42.28～105.95cm2之間，占總體的90.0%；葉片長寬比在1.68～3.08之間變化，主要分布在2.00～2.84之間，占總體的93.0%；葉脈對數在7～16之間變化，主要分布在8～13之間，占總體的87.9%；種子百粒重在100～467g之間變化，主要分布在111.17～274.33g之間，占總體的81.7%；樹幅在0.8～15.0m之間變化，主要分布在1.43～6.04m之間，占總體的90.5%；花冠直徑在1.75～5.70cm之間變化，主要分布在1.94～4.53cm之間，占總體的87.5%；花瓣數在5～13之間變化，主要分布在5～7之間，占總體的84.6%；種子直徑在0.5～2.3cm之間變化，主要分布在0.85～1.44cm之間，占總體的72.5%；果實大小在0.85～

5.10cm之間變化，主要分布在1.65～2.83cm之間，占總體的88.1%。

表1 云南雙江縣168份古茶樹種質資源分布 m

各數值型性狀的變異系數在10%～59%間變化，其中樹高的變異系數最高，葉長寬比的變異系數最低，表明在168份古茶樹種質資源中，樹高的表型變異最大，葉片形狀的表型變異最小。數值型性狀的Shannon-weave指數總體較高，在1.57～2.09之間，平均值達到1.89，表明各數值型性狀均表現出豐富的遺傳多樣性。其中，花瓣數和樹高兩個性狀的表型多樣性相對較低，葉面積、葉長寬比、花瓣直徑和種子直徑等性狀的表型多樣性相對較高。結合樹高之一性狀的變異系數大而多樣性指數低的特點分析可以發現，雖然該性狀在168份種質資源中具有較大的變異，但大部分的種質資源相對集中在一個較小的樹高范圍內。

表4中的偏度和峰度表明各數值型性狀的變異均接近正態分布，較標準正態分布表現為正偏；其中樹高、主干直徑、樹幅、花瓣數和果實大小的正態分布曲線較標準正態分布表現為偏陡；而花瓣直徑、葉脈對數和葉長寬比較標準正態分布表現為偏平。

眾所周知，樹高在一定程度上能反映植物的樹型，但比較表3和表4可以發現，樹高（1.6）和樹型（0.48）的多樣性指數差異較大。造成這一現象出現的原因是數值型性狀較之描述型性狀能更為細致地劃分種質資源間的差異，因此，數值型性狀更有利于反映種質資源的表型多樣性的差異。

表2 云南雙江縣168份古茶樹種質資源描述型性狀指標及量化賦值

3.表型性狀的聚類分析

表3 云南雙江縣168份古茶樹種質資源描述型性狀的分布頻率(%)與多樣性

表4 云南雙江縣168份古茶樹種質資源數值型性狀的多樣性與變異情況

表5 類群間的變異情況與顯著性分析

根據表型性狀對168份古茶樹種質資源進行聚類分析，可以將其分為6個類群。通過對6個類群內的表型性狀進行差異顯著性分析發現共有9個性狀在類群間具有顯著性差異（表5）。其中，類群Ⅰ的茶樹芽葉顏色較深且茸毛較多，而樹高較矮且主干較細；類群Ⅱ的茶樹樹高最矮、樹幅最小且主干較細，但其的特殊之處在于雄蕊相對于雌蕊更高；類群Ⅲ的茶樹主干最細且樹高較矮，但其葉片較大葉脈對數多，且芽葉顏色較深、芽葉茸毛最多；類群Ⅳ的茶樹葉面積最大且葉色較深，而大部分的雌蕊相對于雄蕊更高；類群Ⅴ的茶樹葉面積較小且葉脈對數最少、葉片茸毛較少，葉緣也最平，但葉色較深，且該類群內的茶樹大部分未開花；類群Ⅵ的茶樹主干最粗，樹高最高且樹幅最大，葉緣呈波型葉片茸毛較少，芽葉顏色接近紫綠色。

通過對168份古茶樹種質資源的海拔參數與各個表型性狀進行相關性分析可知（表6），共有14個表型性狀與茶樹所生長的海拔呈極顯著相關。其中，樹高、主干直徑、樹幅、花冠直徑、花瓣數、樹型、葉質、芽葉色澤、花瓣質地和花柱開裂數等10個表型性狀與海拔呈極顯著正相關；葉長寬比、葉脈對數、葉面和芽葉茸毛呈極顯著負相關。

表6 表型性狀與海拔的相關性

三、結論與討論

1.特異資源的發掘

通過對表型性狀的遺傳多樣性分析發現19個描述型性狀均表現出不同程度的分化，部分表型在168份古茶樹種質資源中具有特殊的性狀。其中，丙山2號和馬鹿林1號是具有紫綠色葉色的資源；馬鹿林2號、馬鹿林3號、南宋1～3號、南宋11號、仙人山4號和崖水9號的芽葉色澤為紫綠色；馬鹿林1號、馬鹿林4號和崖水3號的芽葉色澤為玉白色；上述種質資源是選育紫色芽葉和白化品種的重要育種資源。

此外，壩糯補1號是唯一樹型為灌木的資源，馬鹿林3號是唯一葉尖為急尖的資源，壩氣山2號是唯一萼片色澤為紫色的資源，大雪山自掛4號是唯一花柱開裂數超過5裂的資源，地界補1號是唯一種皮色澤為褐色的資源，幫罵6號和冰島補1號是具有萼片茸毛的資源，這些特殊的種質資源可能為未來的研究提供重要的材料。

2.表型多樣性

168份古茶樹種質資源的表型性狀的加權平均多樣性指數達到了1.15，其中描述型性狀的平均多樣性指數為0.72，數值型性狀的平均多樣性指數為1.89。結合其他地區的茶樹形態多樣性研究結果，表明云南雙江縣168份古茶樹種質資源表型多樣性較為豐富，這與古茶樹群落生長于特定的自然環境，并保持著茶樹種質動態進化的狀態密不可分。

通過表型性狀的聚類分析可以發現，168份古茶樹種質資源主要集中分布在類群Ⅰ和類群Ⅲ之中，類群Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ分別只有2、11、3、2份資源。這6個類群間的差異主要體現在樹勢和部分葉片表型的變異。其中，類群Ⅵ中的兩份資源（大雪山1號和大雪山2號）樹勢最好，并且具有芽葉色澤偏紫的特異性狀，具有較好的育種潛力。

致謝：參加云南雙江縣古茶樹種質資源的表型多樣性調查的還有董明相、周科、鄭春志、劉強等同志，對他們的辛勤付出在此致謝。