福建省白茶品种遗传多样性分析

陈志辉，游小妹，林郑和，钟秋生，单睿阳，陈常颂

(福建省农业科学院茶叶研究所/国家茶树改良中心福建分中心，福建 福安 355015)

福建省白茶品种遗传多样性分析

陈志辉，游小妹，林郑和，钟秋生，单睿阳，陈常颂*

(福建省农业科学院茶叶研究所/国家茶树改良中心福建分中心，福建 福安 355015)

福建省茶树资源丰富，适合制作白茶的茶树品种众多。本研究利用SSR分子标记研究福建省适制白茶品种的遗传多样性。首先对6个常用白茶品种做多样性分析，发现品种间的遗传距离与地理距离呈明显的正相关，其中亲缘关系最近的是福鼎大白茶与福鼎大毫茶，最远的是福建水仙。然后对18个适合制作白茶的品种做聚类图，发现18个品种可聚成8个类群，亲缘关系近的品种主要集中在a(福云系列品种)、b(来源于福鼎市品种)、g(铁观音与黄棪杂交种)3个类群，剩余品种之间的遗传距离都较远，其中遗传距离最远的品种仍然是福建水仙。通过分析参试品种的相似系数和聚类图，可清楚地了解福建省白茶品种的遗传背景和亲缘关系。

白茶；遗传多样性；SSR分子标记

白茶为六大茶类之一，属于轻微发酵茶，主产于福建福鼎、政和、建阳等县市。传统白茶制法特异，不炒不揉，直接萎凋、烘干而成，因成茶外表满披白毫，如银似雪得名“白茶”[1,2]。白茶起源于何时？茶学界有不同的观点。有些学者认为白茶始于神农时期[2]。有的学者根据陆羽《茶经》记载，认为白茶起源于唐代[2]。还有些学者认为现代白茶起源于明朝，闻龙《茶笺》：“田艺蘅以生晒不炒不揉为佳，亦未之试耳”[3]，其制法与现代白茶完全相同。白茶按采摘标准不同可分为白毫银针、白牡丹、贡眉、寿眉等[1-4]。按茶树品种不同可分为“大白”、“水仙白”和“小白”，即由大白茶制成的为“大白”，由水仙品种制成的称“水仙白”，菜茶品种制成的为“小白”[2,3]。

适宜制作白茶的茶树品种较多，一般芽头肥壮，白毫明显的品种都适合加工白茶。在福建省选育的45个国家级、省级茶树品种中[5]，适合制作白茶的品种有10多个(表1)。现有一些创新型白茶利用乌龙茶品种制作，所制白茶花香浓郁、滋味醇厚，风味独特。

有关白茶的研究报道较多，但对制作白茶的茶树品种遗传多样性研究未见报道。分子标记是研究生物遗传多样性的重要手段，分子标记技术经历了RFLP、RAPD、AFLP、ISSR、SSR和SNP等发展阶段。早期研究茶树遗传多样性主要采用RAPD技术，现在使用最多的是SSR和SNP技术，其中SSR分子标记技术，因其重复性好、多态性高、共显性、易于检测及鉴别能力高等优点，而被广泛应用[6-10]。SSR标记是茶树遗传多样性分析[11-16]，亲缘关系鉴定[17-20]，指纹图谱构建[21,22]，遗传连锁图构建及QTL定位[23-25]的重要技术。如应用SSR标记对贵州[12,15]、陕西[13]、云南[14]及江北[16]等茶区部分茶树资源的遗传多样性和遗传结构进行了研究，还构建了黔南[21]、广西[22]等地部分茶树的分子指纹图谱，而Ma等[23]和Tan等[24]利用SSR标记构建了茶树遗传连锁图谱，并对控制儿茶素含量性状做QTL定位。本文利用SSR分子标记研究福建省适合制作白茶的茶树品种遗传多样性，以期进一步认识不同白茶品种之间的亲缘关系和遗传差异，为白茶生产用种遗传多样性选择搭配和遗传育种提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 参试品种

所有参试品种(表1)都采自福建省农业科学院茶叶研究所2号山种质资源圃，每个品种采摘一叶提取DNA。

表1 参试品种及来源

1.2 试验方法

试验所用48对SSR引物均来自文献[23,24]，表2为扩增效果好的30对引物。茶树基因组DNA提取使用天根生化科技(北京)有限公司，植物基因组DNA提取试剂盒(TIANGEN，DP305)。PCR反应总体积为20 μL，其成分为：模板DNA 1μL，10×PCR buffer 2μL，2 mmol·L-1dNTPs 1.5 μL，25 mmol·L-1MgCl21.2 μL，一对10 μmol·L-1SSR引物各0.3 μL，1U Taq DNA polymerase，剩下加ddH2O至20 μL。PCR扩增程序为：94℃预变性5 min，94℃变性45 s，57℃退火45 s，72℃延伸50 s，共35个循环，最后72℃延伸7 min。PCR产物用10%聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳检测[8,23,24]。根据电泳图统计条带[11]，数据分析在NTSYS软件中进行，按SHAN邻接法对供试种质资源进行UPGMA遗传相似性聚类，并绘制树状聚类图。

表2 SSR引物名称及序列

2 结果与分析

2.1 PCR扩增与数据分析

本试验从48对SSR引物中筛选出30对扩增效果好，条带清晰的引物(表2)，对该批引物PCR扩增结果进行电泳读带与统计分析。图1展示的是引物A35对18个参试品种的PCR扩增结果。试验从30对SSR引物的电泳胶图中获得159条谱带，平均每个引物扩增的谱带数5.3条，其中108条有多态性，多态性程度为67.92%。

图1 SSR引物A35对18个参试品种扩增产物的聚丙烯酰胺凝胶电泳图Fig.1 Polyacrylamide gel electrophoresis of amplifiedproducts from 18 cultivars using SSR primers, A35

2.2 6个常用白茶品种遗传多样性分析

制作白茶的常用品种有福鼎大毫茶、福鼎大白茶、政和大白茶、福安大白茶、福云6号、福建水仙等，其中福建水仙是制作历史名茶建阳“水仙白”的特定品种，但现在已很少生产，水仙原料都已改制乌龙茶(闽北乌龙或者漳平水仙茶饼)。对以上6个品种进行遗传聚类分析发现(图2)，亲缘关系由近至远的顺序是福鼎大白茶、福鼎大毫茶、福安大白茶、福云6号、政和大白茶、福建水仙。品种间的遗传距离与地理距离呈明显的正相关，距离最近的2个品种为来源于同一地方的福鼎大白茶与福鼎大毫茶，相似系数高达0.92(表3)，然后以福鼎为中心，地理距离越远遗传距离也越远，依次为福安大白茶、政和大白茶、福建水仙(建阳)。6个品种中遗传距离最远的2个品种是福建水仙与福云6号，相似系数仅为0.62(表3)。福云6号是6个品种中比较特别的一个品种，它是福鼎大白茶与云南大叶种的杂交后代，所以其遗传背景一半来自福鼎一半来自云南，从表中可以看出，福云6号与福鼎大白茶距离最近，为0.80，其次是福鼎大毫茶为0.75，然后以福鼎为中心，地理距离越远的品种与福云6号的相似系数越低，分别是福安大白茶(0.72)、政和大白茶(0.71)、福建水仙(0.62)。

2.3 适制白茶品种遗传多样性分析

白茶的外形特征是芽壮、毫显，所以具有这两种特征的茶树品种，常被用于制作白茶。因而福建省选育的茶树品种中除了以上6个常用的白茶品种外，还有福云系列的福云7号、10号、20号及福云595，来自福鼎市的歌乐茶、早逢春，来自南平市松溪县的九龙大白茶，以及福建省农科院茶叶所选育的早春毫也都被用于制作白茶(表1)。近年来也有少数乌龙茶品种如金观音、金牡丹、黄观音、丹桂等也被用于制作白茶(表1)。乌龙茶品种虽然白毫不显，芽头也不肥壮，但是花香浓郁，滋味醇爽，品种特征明显，所以用乌龙茶品种制作的白茶香高味醇，受部分消费者的青睐。

图2 6个常用白茶品种遗传聚类图Fig.2 UPGMA genetic cluster of 6 commonly white tea cultivars

表3 6个常用白茶品种遗传相似系数

对以上18个适制白茶的茶树品种作遗传聚类分析(图3)，发现在相似系数为0.79处画线，可以将所有参试品种分成8个类群(a～h)；a群含5个品种，全部为福云系列品种；b群共5个品种，除了九龙大白茶外，剩余的4个品种全部来源于福鼎，其中相似系数最高的2个品种为九龙大白茶与福鼎大毫茶(0.97)，这2个品种的生物学形态也极其相似，叶形肥大、芽壮、毫显；c群含2个品种为福安大白茶和丹桂；d群、e群及f群都只有一个品种分别为黄观音、政和大白茶和早春毫；g群含2个品种为金观音和金牡丹；h群含一个品种为福建水仙。

从聚类图(图3)可以看出遗传距离近的品种主要集中在a、b、g群，其中a群全部是福云系列品种，说明有共同亲本的品种亲缘关系近，遗传多样性较低；b群中的品种来源于福鼎市(除九龙大白茶外)，说明同一地区的品种亲缘关系近；g群含金观音和金牡丹2个品种，它们都是铁观音与黄棪的杂交种；剩余的其它品种之间的遗传距离都较远，图3可直观地看出各品种间的遗传距离，其中遗传距离最远的品种仍是福建水仙，从表4可以看出水仙与所有品种的相似系数都偏低，在0.62～0.76之间。

图3 18个参试品种的遗传聚类图Fig.3 UPGMA genetic cluster of 18 cultivars

表4 18个参试品种的遗传相似系数

从相似系数(表4)可以看出，亲缘关系高度接近的品种主要有以下品种：福鼎大毫茶与九龙大白茶(0.97)、歌乐茶与福鼎大白茶(0.94)、福鼎大毫茶与福鼎大白茶(0.92)、福云595与福云7号(0.91)、九龙大白茶和福鼎大白茶(0.91)、福云20号和福云595(0.90)，其它相似系数都小于0.90。遗传距离远的品种有，金观音与福云6号(0.61)、福建水仙与福云6号(0.62)、九龙大白茶和政和大白茶(0.62)、金牡丹和黄观音(0.64)、福建水仙与政和大白茶(0.65)、政和大白茶和福鼎大毫茶(0.65)，其它相似系数都大于0.65。

通过聚类图和相似系数表可以清楚地知道，不同品种间的遗传距离和相似系数，对各品种的遗传背景和亲缘关系有更清晰的认识。

3 讨论

福建省茶树品种丰富，适合制作白茶的品种众多，不同品种制作白茶的品质特征各不相同，每个品种都有独特的内质特征和口感风味，同时不同的品种有不同的农艺性状，适合不同的栽培与生产需求。品种呈现出的形态和内质的多样性是由内在的遗传物质决定，每个品种的遗传基础各不相同，展示出品种间的遗传多样性。通过SSR分子标记技术分析福建白茶品种的遗传多样性，为茶叶生产和遗传育种提供参考依据。

通过遗传相似系数和聚类分析对生产用种选择提供指导，如福鼎市当前的主栽品种是福鼎大白茶、福鼎大毫茶、歌乐茶、早逢春等茶树品种，全部聚合于b组，品种间遗传相似性高，遗传多样性低，造成白茶风味同质化，所以可适当引进遗传背景差异大的白茶品种，如政和大白茶、福安大白茶等品种。提高栽培品种的遗传多样性，有利于白茶产品风味的多样化，还可避免生产期过于集中，缓解人力及加工设备压力，同时不同的开采期还避免了因天气不好而造成春季茶叶产品品质下降的风险。

遗传多样性分析为白茶育种提供指导，如亲本选择，可选取遗传距离远的亲本提高杂种优势利用效率。在杂交育种过程中采用分子标记辅助选择，通过选取遗传多样性高的株系，可有效避免选育的新品种出现遗传背景狭窄的问题，对解决福建省现已存在的新品种遗传背景过于单一有重要作用。

[1]袁弟顺,郑金贵.白茶的研究进展[J].福建茶叶,2007(2):2-4.

[2]卢秋华.福建白茶的历史、现状及其营销战略研究[D].福州:福建农林大学,2008.

[3]姚信恩,陈荣冰.福建白茶历史及其茶文化[C].第九届国际茶文化研讨会论文集.2006:325-331.

[4]黄赟.福建白茶化学成分与感官品质研究初报[D].福州:福建农林大学,2013.

[5]陈常颂,余文权.福建省茶树品种图志[M].北京:中国农业科学技术出版社,2016.

[6]姜燕华,张成才,成浩.茶树良种场不同品种的SSR鉴定研究[J].茶叶学报,2016,57(3):105-112.

[7]刘振,赵洋,杨培迪,等.DNA分子标记检测方法及在茶树中的研究进展[J].茶叶学报,2015,56(2):80-84.

[8]张成才,刘园,姜燕华,等.SSR标记鉴定浙江省主要无性系茶树品种的研究[J].植物遗传资源学报,2014,15(5):926-931.

[9]陈琪,杨华,韦朝领,等.基于茶树芽叶转录组序列的EST-SSR分布特征研究[J].安徽农业大学学报,2016,43(2):170-175.

[10]杨军,王让剑,孔祥瑞,等.4个茶树品种自交后代群体遗传结构分析[J].茶叶学报,2016,57(2):59-63.

[11]陈志辉,单睿阳,林郑和,等.利用SSR标记分析福建省选育福云半同胞系茶树品种遗传多样性[J].茶叶学报,2015,56(4):238-243.

[12]郭燕,刘声传,曹雨,等.基于SSR标记贵州古茶树资源的遗传多样性分析及指纹图谱构建[J].西南农业学报,2016,29(3):491-497.

[13]陈熙,李佼,张羽,等.基于EST-SSR的陕西茶树资源遗传多样性分析[J].四川农业大学学报,2016,34(3):322-327.

[14]黄晓霞,唐探,姜永雷,等.千家寨不同海拔野生茶树的EST-SSR遗传多样性研究[J].茶叶科学,2015,35(4):347-353.

[15]张明泽,姚玉仙,陈世军.黔南60份茶树种质资源遗传多样性的SSR分析[J].西北植物学报,2016,36(6):1117-1124.

[16]姚明哲,刘振,陈亮,等.利用EST-SSR分析江北茶区茶树资源的遗传多样性和遗传结构[J].茶叶科学,2009,29(3):243-250.

[17]雷雨,段继华,罗意,等.茶树新品系“53-34”父本的EST-SSR标记鉴定[J].茶叶通讯,2016,43(1):28-31.

[18]黄丹娟,马建强,陈亮.茶树PVP申请品种的SSR分子标记鉴定和系谱关系分析[J].茶叶科学,2016,36(1):68-76.

[19]段云裳,姜燕华,王丽鸳,等.我国茶树主要骨干亲本及其衍生品种(系)的SSR分析[J].植物遗传资源学报,2011,12(4):533-538.

[20]王丽鸳,刘本英,姜燕华,等.用SSR分子标记研究茶组植物种间亲缘进化关系[J].茶叶科学,2009,29(5):341-346.

[21]陈世军,张明泽,姚玉仙,等.基于SSR标记的黔南茶树种质资源DNA指纹图谱构建[J].植物遗传资源学报,2017,18(1):106-111.

[22]陈莹玉,袁思思,吴春兰,等.广西金秀野生茶遗传多样性及分子指纹图谱研究[J].广东农业科学,2016,43(3):60-65.

[23]Ma J, Yao M, Ma C,etal. Construction of a SSR-based genetic map and identification of QTLs for catechins content in tea plant (Camelliasinensis)[J]. PLoS One,2014,9(3): e93131.

[24]Tan L, Wang L, Wei K,etal. Floral transcriptome sequencing for SSR marker development and linkage map construction in the tea plant (Camelliasinensis)[J]. PLoS One,2013,8(11):e81611.

[25]Ma J, Huang L, Ma C,etal. Large-scale SNP discovery and genotyping for constructing a high-density genetic map of tea plant using Specific-Locus Amplified Fragment Sequencing (SLAF-seq)[J]. PLoS One,2015,10(6): e0128798.

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GeneticDiversityofWhiteTeaCultivarsinFujianProvince

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

(TeaResearchInstituteofFujianAcademyofAgriculturalSciences/FujianBranchofNationalCenterforTeaImprovement,Fu’an,Fujian355015,China)

Fujian has an abundant resource on tea germplasms, and many of them can be used for processing quality white teas. This study applied SSR molecular markers to unveil the genetic diversities of these tea cultivars in the province. Initially, a diversity analysis on 6 common white tea cultivars was conducted to find that the genetic distances between the varieties significantly correlated to the geographical locations where they originated from. Among them, the closest genetically related cultivars were between Fuding Dabaicha(Camelliasinensis) and Fuding Dahaocha(Camelliasinensis), while the farthest was Fujian Shuixian(Camelliasinensis). Subsequently, the 18 cultivars that were considered suitable for processing white tea were clustered into 8 groups. The varieties with close genetic relationships were mainly in Group a (varieties of Fuyun series), Group b (varieties from Fuding City), and Group g (Tie guanyin and Huangdan hybrids). The remainders were not closely related, and Fujian Shuixian was distance away from any of them. From the similarity coefficients and clustering diagrams obtained on the tested cultivars, the genetic backgrounds and inter-relationships of the white teas could now be clearly visualized.

white tea; genetic diversity; SSR molecular marker

S571.1

A

2096-0220(2017)03-0108-07

2017-06-19初稿；2017-07-27修改稿

国家茶叶产业技术体系(CARS-23)，福建省属公益类科研院所基本科研专项(2015R1012-2)，福建省自然科学基金(2015J01097)，福建省农业科学院茶叶科学研究所重点项目(2014-cys-04)。

陈志辉(1975-)，男，助理研究员。研究方向：茶树种质资源与遗传育种。E-mail: chenzhihui75@sina.com

*通讯作者：陈常颂(1973-)，男，研究员。研究方向：茶树种质资源与遗传育种。E-mail: ccs6536597@163.com