‘白鸡冠’半同胞系F1代新品系性状比较及遗传多样性分析

林郑和，钟秋生，单睿阳，游小妹，陈志辉，陈常颂，杨 军

(福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015)

‘白鸡冠’半同胞系F1代新品系性状比较及遗传多样性分析

林郑和，钟秋生，单睿阳，游小妹，陈志辉，陈常颂*，杨 军

(福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015)

以‘白鸡冠’半同胞系F1代中13个新品系为研究对象，观测其新梢、成熟叶片等生物学性状及利用SSR标记分析其遗传多样性。结果发现，与母本相比F1代新品系树型全为灌木型，树姿均为半披张，大部分为小叶种；芽叶色泽为黄绿的有8个，5个为紫绿或者绿色；新梢一芽三叶重超过母本的有7个；生化测定表明各品系水浸出物、茶多酚、儿茶素、咖啡碱差异不大；而游离氨基酸从3.5%～6.3%，变化幅度达到80%，变异幅度较大。遗传多样性分析发现0309B与母本白鸡冠亲缘关系最远，而0309D与0306I与母本亲缘关系最近。

白鸡冠；半同胞系；新品系；性状；遗传多样性

茶树新梢白化品种主要分为光照敏感型和温度敏感型[1-2]。‘白鸡冠’(Camelliasinensiscv. Baijiguan)是一种光照敏感型的茶树变异品种，其表型变异表现为：春季新梢发育初期为乳白色，至一芽二、三叶期最明显，然后叶片颜色稍有加深，白化持续期较长。白化茶树品种其化学组分最显著的特点是较高的氨基酸含量和较低的茶多酚含量[3-4]。近年来，白化茶品种成为茶树良种化推广热点，但因白化茶品种可选择种源相对较少，产业化推广进程受到制约。课题组从白鸡冠F1代杂交创新种质中筛选出一批叶色淡绿、鹅黄、白化等制茶品质优特新品系(制绿茶带浓郁的花香、滋味特醇厚、叶底嫩黄)。本文对白鸡冠F1代创新种质若干性状进行比较与遗传多样性分析，为今后白鸡冠F1代选育提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以白鸡冠茶树品种为母本，通过天然杂交获得白化性状创新种质13个。采用短穗扦插进行扩繁后，建立初步品比试验。

1.2 试验方法

树型、树姿、叶色及生育期等调查每个小区选定5株茶树进行调查。新梢与成熟叶特性调查在春茶采摘前，茶树随机采摘一芽三叶初展新梢(留鱼叶采)及成熟叶，调查新梢长、新梢重及其它性状。调查方法按陈亮等[5]的标准进行。

1.3 生化分析

连续3年，在同一生境条件下采摘春季第一批一芽二叶新梢100 g左右，在蒸锅水沸腾时，将鲜叶蒸1 min，然后晾干表面水分，在80℃温度下烘24 h，至足干(含水量<6%)。装入密封袋，4℃保存作为供试材料[8]。

茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定，参照GB/T 8303-2002测定方法；游离氨基酸总量采用GB/T 8314-2002方法；水浸出物总量采用GB/T 8305-2002方法；茶多酚总量采用GB/T 8313-2002方法；儿茶素总量测定方法，参照GB/T 8313-2008方法。

1.4 新品系遗传多样性分析

采用CTAB法提取茶树基因组DNA[6]。SSR反应体系、扩增程序及PAGE胶电泳检测参考张成才等[7]的方法。条带统计及聚类分析方法参考陈志辉[6]。

1.5 数据分析

试验数据用DPS 数据处理系统进行差异显著性(LSD法)分析，所有分析试验均重复4～5次(不同植株为1个重复)。聚类分析运用PopGen3.2软件计算Shannon信息指数(I)和Nei’s基因多样性指数(H)。

2 结果与分析

2.1 新品系树型、树姿与叶类的调查

调查结果表明(表1)，所调查的14个新品种(系)树型全为灌木型，树姿全为半披张，叶类除0309E、0309D、0309B、0317F为中叶类外，其余各品系均为小叶类。

表1 新品系树型与树姿调查

2.2 新品系成熟叶片性状调查

表2调查结果表明，各品系中成熟叶0306I叶片最长，0317D最短，叶宽以0306B最小，叶脉以0317F最多；叶色为黄绿色的新品系有7个，分别为：0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0317D、0317F。其叶面、叶尖、叶缘差异较小，叶基为楔形的有0306B、0306E、0306F、0306L、0306D、0306I、0309B及白鸡冠，其余的均为近圆形。大部分新品系叶齿均为锐、疏、浅。

2.3 新梢芽叶性状调查

调查结果见表3。发芽密度以0309E最稀，0306G、0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0309B、0317D、0317F均为密，其余新品系的发芽密度中。芽叶色泽为玉白的有0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0317F。芽叶茸毛各品系间差异不大。一芽三叶长以0306I最长，为9.1 cm，0317D最短，为4.5 cm，一芽三叶重以0317F最重，为1.03g，以0306D与0317D最轻，为0.44 g，其余品系两者之间。

2.4 生化检测结果

测定结果(表4)显示，14个茶树新品种(系)内含物都很丰富，各品质成分因品系而异。总体上看，水浸出物以0306I最大，0306C最低，游离氨基酸含量以0317F最大，为6.3%，其次0306I与0309D，为5.8%，大于5%的还有0306E、0306D、0317D。茶多酚含量以0309E最大，为28.3%，0306E最低为17.2%。咖啡碱与儿茶素各品系间变化差异不大，14个品系咖啡碱含量在2.7%～3.7%，儿茶素在10.5%～13.3%。酚氨比以0306E最低，为3.37，0309E最高，为6.02，而除0306L、0306C、0309E外，其余新品系的酚氨比都低于5。

表2 新品系成熟叶片性状调查

表3 春季新稍芽叶性状调查

2.5 SSR标记多态性检测

用9 对引物共检测出27个等位基因，平均每个SSR 位点的等位基因数为3；有效等位基因数(Ne)1.42～3.14，平均为2.20多态信息含量(PIC值)0.31～0.58，平均为0.4755，说明这些引物的多态性较高。香农指数(SI)在0.47～1.23，平均为0.87，说明白鸡冠F1代变异还是相当大的。

表4 新品系常规生化测定结果

表5 SSR多态性标记特征

2.6 遗传多样性分析

对参试品系的SSR分子标记试验数据进行遗传相似性及聚类分析发现，白鸡冠F1代各品系间遗传相似系数0.414～0.862，说明白鸡冠后代变异较大。其中0306E、0306I、0309D与母本白鸡冠最为相似，相似系数均为0.793。新品系0306I与0309D遗传相似系数最高为0.862。0306B 与0309B、0306G的遗传相似系数最低，均为0.414，0306B、0306F与白鸡冠遗传相似系数最小分别为0.552与0.586。0306D与0306F的遗传相似系数也很高，达到0.828。

从聚类图发现，14个新品种(系)分为5类，0306E、0309E、0306I、0309D、白鸡冠、0306L、0306C聚为一类，0306D、0306F、0306B聚为一类，0317F与0309B都单独为一类，0306G与0317D为一类。

图1 白鸡冠半同胞系聚类图Fig.1 UPGMA cluster analysis on Baijiguan half-sib lines

表6 新品系遗传相似系数

3 讨论与结论

茶树具有基因杂合和自花授粉率低的遗传特性[1]，这一特性决定了生产上难以通过有性繁殖来保持亲本一致的纯度及其优良性状。经过多年田间观测，发现13个白鸡冠F1代新品系树型全为灌木型，树姿全为半披张，大部分为小叶种；除0309E、0309D、0309B、0317F外，树型、树姿、叶类变异不大。春梢一芽三叶重超过母本白鸡冠的有0306I、0306E、0309E、0317F、0309B、0309D，说明半同胞系F1代一芽三叶重杂种优势明显。

叶色与白鸡冠相似的新品系有7个分别为0306F、0306C、0306D、0306I、0309D、0317D、0317F，叶色变异幅度较大；发芽密度密的有9个；生育期与白鸡冠相当的有8个。生化检测发现水浸出物、茶多酚、儿茶素、咖啡碱各品系差异并不大，而游离氨基酸含量变化范围从3.5%～6.3%，变化幅度达到80%，变异幅度较大。从酚氨比值中发现，新稍玉白色新品系0306F、0306D、0306I、0309D、0317F酚氨比都低于5。从遗传多样性分析发现，13个新品系遗传变异较大，遗传相似系数在0.42～0.86。这可能因为父本不确定，来源广泛，遗传背景复杂，所以半同胞系间的遗传多样性较丰富，出现的遗传变异更复杂。这样也为育种提供了更多的变异材料，更有可能选育出遗传多样性高、性状优异的品种。其中0306I与0309D的亲缘关系与白鸡冠最近，0309B与白鸡冠亲缘关系最远。等位基因数是反映SSR位点等位基因在个体间的多样性程度，PIC 是反映了引物多态信息含量的水平，每个位点的等位基因数和它们在种群中的分布频率决定了它的大小，通常是检测引物多态性的指标[9]。本研究发现，有效等位基因数平均为2.10，多态信息含量(PIC值)平均为0.48，反映了这些引物的多态性较高，因此，Na、Ne、PIC与SI的值都反映出白鸡冠F1代种群中存在较高的遗传多样性。

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LeafCharacteristicsandGeneticDiversityofHalf-sibLinesBredfromBaijiguan(Camelliasinensis)

LIN Zheng-he, ZHONG Qiu-sheng, SHAN Rui-yang, YOU Xiao-mei,CHEN Zhi-hui, CHEN Chang-song*, YANG Jun

(TeaResearchInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fu’an,Fujian355015,China)

Botanic characteristics and biochemical composition of the mature leaves and new shoots of 13 F1 cultivars developed from Bijiguan (Camelliasinensis) were studied. The genetic diversity among the new cultivars was analyzed based on their SSR molecular markers. All of the new breeds belonged to the shrub-type with small leaves. The new shoots on 8 of the new lines were yellowish green in color, and 5 were purplish green or green. The weight of 1-bud-and-3-leaves on 7 cultivars among the new breeds were greater than that of their female parent. Little variation on the contents of polyphenols, catechins, water soluble matters or caffeine was found among them. On the other hand, free amino acid content in the F1 lines increased 80% from 3.5% to 6.3% over that in the parent. The genetic similarity coefficients of these half-sib lines ranged from 0.414 to 0.862, with 0309B showing the most remote, while 0309D and 0306I the closest, relationship with Baijiguan.

Baijiguan(Camelliasinensis); half-sib teas; new tea breed; characteristics; genetic diversity

S571

A

2096-0220(2017)03-0102-06

2017-08-25初稿；2017-09-12修改稿

国家茶叶产业技术体系(nycytx-19)、中国乌龙茶产业协同创新中心专项(闽教科〔2015〕75号)、福建省属公益科研院所基本科研专项(2015R1012-4，2015R1012-10)；福建农科院PI项目(2016PI-34)、福建省自然科学基金(2016J01119)。

林郑和(1975-)，男，博士，副研究员。研究方向：茶树遗传育种。E-mail:linzhenghe@126.com

*通讯作者：陈常颂(1973-)，男，硕士，研究员。研究方向：茶树遗传育种。E-mail: ccs6536597@163.com