贵州野生茶树种质资源的主要生化成分及抗旱性评价

杨 凤，刘 霞，尹 杰，3，宋勤飞，3，陈 娟，牛素贞，3*，刘进平

(1.贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 茶学院，贵州 贵阳 550025； 3 .贵州大学 茶叶工程技术研究中心，贵州 贵阳 550025；4.贵州省农业科学院 茶叶研究所, 贵州 贵阳 550025；5.贵州大学 农学院，贵州 贵阳 550025)

【研究意义】茶树种质资源是开展种质创新和品种改良的物质基础，也是茶树生物学研究的重要材料。茶树育种工作的成效和水平在很大程度上取决于遗传种质资源能否得到持续而大量的供应[1-2]。【前人研究进展】我国是茶树起源地，贵州喀斯特山区处于茶树起源地的中心区域，独特的立体气候、原生态的立地条件以及茶树异花授粉特性，在长期的自然进化过程中，形成了丰富的野生茶种质资源[3-4]。贵州喀斯特山区分布着大量野生茶树[5-7]，其中一些种质资源具有重要的学术研究价值和利用潜力，长期以来这些种质资源被当地群众作为饮料利用。【本研究切入点】近年来，随着人们对茶叶的消费追求由数量向质量转变，优质茶叶的生产在贵州逐渐受到重视，政府及茶农开始对优质野生茶树种质资源进行大量繁殖开发利用[8]。但是这种利用仍然有限，对其品质的判断仅仅凭感官认识，缺乏科学依据,在对野生茶树的利用上存在风险。因此，科学筛选优质野生茶树种质资源是对其合理开发和利用的关键，是茶树新品种培育和贵州茶产业的可持续发展的基础。【拟解决的关键问题】通过对野生茶树种质资源以及其无性繁殖后代的品质成分分析，以筛选出一批优质的野生茶树种质资源，为贵州优良茶树品种的选育提供理论依据和基础材料。

1 材料与方法

1.1 材料来源

材料来源于黔西南分布区(兴义、兴仁、安龙、普安、晴隆、贞丰)、黔东南分布区(雷山、黎平)、黔北分布区(务川、道真、正安、印江、德江、金沙)、黔南分布区(都匀市、荔波、贵定、三都)和黔中分布区(安顺、普定、贵阳花溪久安)的 32个分布地的 73个野生茶树单株株系种质资源，代号分别为Q1～Q73；以及相应野生茶树单株的扦插苗，代号分别为Q1′～Q73′。

1.2 试验过程

1.2.1 野生单株及其扦插苗的获取 2011年4月上中旬实地调查试验材料，4月末将调查获得的材料扦插于贵州大学茶学试验基地，正常管理，长势一致。2012年1月对扦插苗进行种植，种植按宽窄双行一致，对种植苗进行正常管理。2013年4月采摘，每个材料平行取样3份，每株取100个一芽1叶测定百芽重，并分析品质成分，以福鼎大白茶为对照[9]。

1.2.2 优选材料的耐旱性试验 参考牛素珍[3]的方法进行田间持续干旱试验，优选野生茶种植资源的耐旱性株系。2012年1月将73个野生茶树 1年生的扦插苗(苗高约15 cm)种植在贵州大学茶园实验基地，并按随机区组设计进行宽窄双行种植，每小区种植 20株，每个株系设3次重复，正常除草施肥，待根系长稳后，于 2012年 3月进行遮雨处理，当土壤含水量低于25 %田间持水量时，补水至25 %～35 %，共补水 8次。于 2013年 3月统计植株死亡率、株高增长量等指标。

1.3 品质成分分析

1.3.1 品质分析 对73个野生茶单株采摘春梢一芽1叶测定其重量后，参考黄意欢[16]的方法进行固样，将样品于240 W功率下，微波杀青干燥5 min后于80℃烘箱烘干，密封冷藏保存，对其品质和成分进行测定。每个材料平行取样 3份。选取各地生长的福鼎大白茶1份，混合后作为对照。

1.3.2 成分测定 茶多酚含量测定采用酒石酸亚铁比色法(GB/T 8313-2002)，游离氨基酸含量的测定采用茚三酮比色法(GB/T 8314-2002)，咖啡碱含量的测定采用紫外分光光度法(GB/T 8312-2002)[10]。

1.4 数据处理

采用SPSS软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 贵州野生茶种质资源原生地品质评价

从表1看出，73个野生茶树单株中，有 31个单株的茶多酚含量显著高于对照(福鼎大白茶)，30个单株茶多酚含量显著低于对照，其余材料茶多酚含量与对照差异不显著。游离氨基酸变异系数较大，变异系数为36.19 %，含量为0.81 %～7.86 %，平均3.72 %，高于对照(3.45 %)。36个单株的氨基酸含量显著高于对照，其中，Q16、Q17、Q20和Q22的氨基酸含量大于6 %；19个单株氨基酸含量显著低于对照，其余单株与对照差异不显著。酚氨比变异较大，变异系数为53.36 %，31个单株酚氨比小于 8，34个单株为8～15，其余8个单株酚氨比大于15。野生茶树的咖啡碱含量在 1.28 %～5.20 %，平均3.32 %，其中39个单株咖啡碱含量极显著低于对照，13个单株的咖啡碱含量极显著高于对照。

综合品质因素分析发现，Q1、Q2、Q3、Q10、Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19、Q20、Q21、Q22、Q23、Q24、Q25、Q26、Q27、Q32、Q34、Q38、Q40、Q41、Q49、Q50、Q51、Q56、Q57、Q66、Q68、Q70、Q72和Q73等36个株系为优选株系，且符合制作优质茶叶的标准。

2.2 贵州野生茶种质资源扦插苗的品质

为进一步明确贵州野生茶树种质资源品质的稳定性，对筛选出的 36个优质野生茶种质资源扦插苗品质成分和百芽重的分析结果(表2)表明，扦插苗的茶多酚含量为19.62 %～38.68 %，除Q22′、Q26′的茶多酚含量过低，其余34个扦插苗茶多酚含量均在制作优良品质绿茶的范围。氨基酸含量为2.44 %～5.75 %，Q3′、Q11′、Q12′、Q18′、Q22′、Q27′、Q32′、Q34′、Q41′、Q49′、Q51′、Q56′、Q66′和Q70′ 等14个扦插苗的游离氨基酸含量显著或极显著高于对照，

表1 73个贵州野生茶种质资源原生地的品质成分

注：*、**分别表示与对照差异显著(P≤0.05)及极显著(P≤0.01)，下同。

Note: * and ** indicate significance of difference atP≤0.05 andP≤0.01 level respectively. The same as below.

是制作优质绿茶或红茶的优良材料。扦插苗咖啡碱含量为2.09 %～ 4.81 %，其中Q3′、Q10′、Q11′、Q15′、Q16′、Q18′、Q19′、Q20′、Q23′、Q24′、Q26′、Q27′、Q32′、Q34′、Q38′、Q41′、Q49′、Q50′、Q51′、Q56′、Q57′、Q66′、Q68′、Q70′、Q72′和Q13′ 等 26个扦插苗显著或极显著低于对照。扦插苗的一芽1叶百芽重为6.3～11.6 g，其中Q3′、Q14′、Q15′、Q16′、Q20′、Q24′、Q25′、Q27′、Q32′、Q34′、 Q41′、Q49′、Q51′、Q56′、Q66′和Q73′等 16个扦插苗显著或极显著高于对照。

以游离氨基酸和一芽一叶百芽重为主要参考指标，结合茶多酚含量、咖啡碱含量及酚氨比，从36个优质野生茶种质资源中筛选出Q3、Q18、Q27、Q32、Q34、Q41、Q49、Q51、Q56和Q66等10个品质性状稳定的优良野生茶树种质资源。

2.3 基于叶片解剖结构的优良野生茶树的抗旱性评价

对10个品质性状稳定的野生茶树扦插苗(Q3′、Q18′、Q27′、Q32′、Q34′、Q41′、Q49′、Q51′、Q56′、Q66′)进行单株叶片解剖结构分析，叶片的上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片组织结构紧密度(CTR)均存在不同程度的差异。在叶片抗旱评价的参数指标中，叶片CTR具有品种特异

表2 贵州野生茶扦插苗的品质成分

稳定性。 前人研究表明，抗旱性强的植物品种其CTR较大，反之，则较小[24]。从表3看出，Q18′、Q32′、Q34′、Q49′和Q56′的单株叶片栅海比和CTR分别在0.6和0.3以上，尤其以Q56′的栅海比和叶片CTR最大，分别是0.89和0.38。综合叶片解剖结构分析结果认为，Q18′、Q32′、Q34′、Q49′和Q56′种质资源抗旱性能好，其中以Q56′抗旱性能最好。

2.4 基于田间持续干旱试验的优良野生茶树的抗旱性

从表4看出，干旱对10个野生茶树扦插苗均有不同程度的伤害，但以对Q56′的伤害程度最小，旱死率最低，株高净增量显著高于其他材料；其次是Q49′和Q34′，其旱死率较低，株高净增量较高。干旱对Q3′和Q51′伤害最大，旱死率分别为59 %和49 %，株高净增量均小于4 cm。综合抗旱因素指标，10个野生茶树扦插材料中可优选出抗旱性能好的4个材料，分别为Q18′、Q34′、Q49′和Q56′。田间持续干旱试验结果与叶片解剖的抗旱性评价结果高度吻合。据此，田间持续干旱试验结果验证了叶片解剖节对抗旱性评价的正确性。

表3 优良野生茶树叶片的解剖结构

注：同列不同大、小写字母分别表示差异达极显著水平(P≤0.01) 和显著水平(P≤0.05)，下同。 Note: Different capital and lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP≤0.01 andP≤0.05 level respectively. The same as below.

表4 田间干旱栽培条件下10个野生茶树扦插苗长的抗旱性

3 讨 论

茶多酚、氨基酸、咖啡碱是茶叶主要生化成分，其含量的多少、各成分间比例大小会影响茶叶风味品质，一定程度上决定茶叶的适制性；同时也是构成茶叶营养品质和保健品质的重要成分[11-13]。贵州73个野生茶树茶中多酚含量较合适，氨基酸含量差异较大，其变异系数达36.19 %，酚氨比变异系数达53.36 %，从中选出氨基酸含量较高，而茶多酚含量适中的优良品系可能性较大，73个材料中有 36个材料的游离氨基酸含量显著高于对照(福鼎大白茶)。

覃秀菊等[14]认为，氨基酸含量在3.5 %以上，茶多酚含量在25 %以下的茶树品种制作绿茶品质鲜甜爽口；李瑞[15]认为，茶多酚在20 %～24 %时绿茶品质最佳，而氨基酸含量越高越好。叶乃兴等[16]认为，酚氨比小于8适制绿茶，酚氨比为8～15的红绿兼制，大于15的适制红茶。陈亮等[17,23]对全国 596份茶树资源分析发现，氨基酸平均含量仅为 3.3 %。本研究结果表明，贵州地区的野生茶树种质资源氨基酸含量高于全国平均水平，适宜制出品质优良的绿茶；从73个单株野生茶树种质资源中优选出的36个单株中有14个单株的游离氨基酸含量显著高于对照(福鼎大白茶)，26个单株中的咖啡碱含量显著或极显著低于对照，16个单株一芽1叶百芽重显著或极显著高于对照。结合游离氨基酸和一芽1叶百芽重，筛选出Q3、Q18、Q27、Q32、Q34、Q41、Q49、Q51、Q56和Q66等10个品质性状稳定的优良野生茶树种质资源。

植物性状是由遗传因子和环境因子共同作用形成的，是植物进化过程中可塑性最大的器官，其特征能够在一定程度上体现植物本身对所在环境的适应[18]。植物叶片结构是叶片保水的重要物质基础[19]，栅栏组织发达及退化的海绵薄壁组织结构是植物耐旱的一个特征，叶片组织紧密度越大，植物耐旱性越强，且高度发达的栅栏组织可避免干旱地区强烈光照对叶肉细胞的灼伤[20-22]。本研究表明，10个野生茶树单株叶片的上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片CTR均存在不同程度的差异，其中在优选出的10株种质资源扦插材料中发现Q18′、Q34′、Q49′和Q56′野生茶树单株叶片栅海比和叶片CTR均分别在0.6和0.3以上，尤其以Q56′的栅海比和叶片CTR均值最大，分别是0.89和0.38。表明野生茶树Q18′、Q34′、Q49′和Q56′具有一定抗旱特性。根据田间持续干旱试验结果最终获得Q18、Q34、Q49和Q56共4株抗旱的野生茶树种质资源。

4 结 论

本研究通过对贵州73个单株野生茶树种质资源以及其无性繁殖后代的品质成分分析，筛选出10个野生茶树种质资源株系，分别为Q3、Q18、Q27、Q32、Q34、Q41、Q49、Q51、Q56和Q66。通过对10个株系的扦插苗叶片解剖结构的抗旱性初步评价和田间持续干旱试验结果，最终选出4个具有抗旱性能的优质野生茶树种质资源，分别为Q18、Q34、Q49和Q56，可作为贵州野生茶树种质资源加以利用。