河南省地方茶树种质资源表型性状遗传多样性研究

潘宇婷，袁正仿，袁红雨，班秋艳，江昌俊,*

(1. 安徽农业大学 茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽 合肥 230031； 2. 信阳师范学院 河南省茶树生物学重点实验室，河南 信阳 464000)

0 引言

我国茶树种质资源极为丰富，可供开发的资源很多.地方茶树种质资源是在长期的自然和人为选择下形成的，对本地的环境有极强的适应能力，蕴藏着丰富的优质和抗性基因.但随着无性系良种的推广，地方群体种面临着被淘汰的危险，目前部分种质资源已经流失，这对茶树育种尤其是优异资源的挖掘极为不利[1，2].植物的表型遗传多样性是遗传多样性研究的重要部分，是植物基因型和其所处的生态环境的综合体现[3].植物的叶片不但能为植物的生长提供能量，还直接与外界环境接触，容易受外界的直接刺激产生变异，对其叶片性状评价最能代表其表型遗传多样性，目前，这种方法也在很多作物上得到应用[4-8].茶树是叶用经济作物，其表型性状是选择育种材料的重点[9，10]，因此研究地方茶树种质资源的表型性状具有重要意义.

河南省是我国长江北主要产茶区，产茶历史悠久，茶树多集中在河南省南部的信阳、南阳等地[11，12].河南茶区处于亚热带-暖温带，是我国南北气候的过渡带，也是南茶北移的过渡区，因此在茶树引种驯化中有特殊的地位[13].但对河南省地方茶树种质资源的多样性研究很少，为此，本研究考察收集了113份河南省地方种质资源，对其表型性状进行观测和分析.

1 材料与方法

1.1 试验材料

2016年—2017年在河南省信阳市浉河区、罗山县、潢川县、光山县、商城县和南阳市桐柏县等地考察收集茶树地方种质资源.

1.2 表型性状的测定

每份资源采取10片当年生枝干中部典型成熟叶，按照江昌俊[14]编著的《茶树育种学》中“茶树种质资源性状描述”方法，对叶片的15个表型性状进行观测分析，包含12个描述型性状和叶长、叶宽、叶片厚度等3个数值型性状.

1.3 统计与分析

对描述型性状按照其标准分级赋值转化为数量型性状，结果见表1.

表1 河南省地方茶树种质资源12个描述型性状的变异Tab. 1 Heteromorphosis of phenotypic characteristics for Henan tea germplasm resources

用Excel软件计算各表型性状的平均值、最大值、最小值、标准差、变异系数、遗传多样性指数(H′).用SPSS 22.0 进行相关性分析和聚类分析.表型性状的遗传多样性指数(H′)采用Shannon-Weave指数计算，计算公式为：

H′=∑PilnPi.

其中Pi为某个性状第i个代码出现的频率.计算H′前，先对数量性状进行数量化处理，即每个性状进行10级分类，结果见表2.

表2 河南省地方茶树种质资源描述型性状10级分类表Tab. 2 10 levels of phenotypic characteristics for Henantea germplasm resources

注：s为标准差，x为平均数[15].

2 结果与分析

2.1 表型性状的变异及遗传多样性

根据表型性状的差异，共采集了113份不同的茶树资源.113份河南省地方茶树种质资源的12个描述型性状在其描述级别上有不同程度的表现，统计分析结果见表3.

表3 描述型性状的频率分布及多样性指数Tab. 3 Diversity index and frequency distribution of descriptive characteristics

由表3可知，除叶片着生角度未见“下垂”，其他性状在各表型级别上都有分布，但分布程度不均一.113份种质资源基本属于中小叶种，叶形多为长椭圆形或椭圆形，披针形较少；叶色绿色及深绿色居多，其他3种性状分布分散；叶面隆起性和叶齿密度在各表型级别上分布较均匀；叶片多呈上斜或稍上斜状着生，水平着生很少，未见下垂；光泽性主要为中和强；叶缘多为平直和微波状；叶齿锐度、深度多为中、稀；叶尖主要为渐尖，其次为钝尖，急尖和圆尖少.可见113份种质资源的12个描述型性状表现出一定的集中性，且各性状的遗传多样性水平不同，遗传多样性指数分布在0.72～0.11之间，平均为0.97，叶色(1.11)>叶齿密度(1.09)>叶形(1.08)=叶片隆起(1.08)>叶身(1.07)>叶齿锐度(1.03)>光泽性(1.02)>叶缘(0.96)>叶面积(0.92)>叶齿深度(0.77)>叶片着生角度(0.74)>叶尖(0.72)，其中叶色、叶齿密度、叶形、叶面隆起性、叶身、叶齿锐度和光泽性的遗传多样性指数均大于1，说明这7个性状的遗传变异较丰富.

从表型性状的基本数据统计中可看出(表4)，15个性状的变异系数在15.35%～46.31%之间，其中叶身的变异程度最大，叶齿锐度次之，光泽性的变异程度最小.在对表型性状的观测中，发掘出8份特异茶树资源，其中2份资源叶长≤3.0 cm，6份资源叶宽≤2.0 cm.

综合各性状的最大值、最小值、变异系数、遗传多样性指数，种质资源的表型性状差异明显，遗传多样性丰富，可供筛选优异种质资源的潜力大.

表4 表型性状的基本数据统计Tab. 4 Statistical analysis of phenotypic characteristics

注：叶长、叶宽、叶片厚度的单位为mm.

2.2 相关性分析

从表5可以看出，各表型性状之间不是相互独立的，而是存在一定的联系.由表5可看出，120对性状的组合中，18对性状呈极显著相关，11对性状呈显著相关.其中叶形与叶尖，叶面隆起性、叶齿深度、叶长、叶宽和叶面积两两互呈极显著相关，同时，叶长与叶形，叶齿密度与叶长、叶宽、叶面积呈极显著负相关.叶长与叶面积的相关性最高，相关性系数为0.85.

表5 各表型性状间的相关性分析Tab. 5 Correlation among the phenotypic characteristics

注：*、**分别代表P=0.05、P=0.01水平上显著相关.

2.3 表型性状的聚类分析

基于12个描述型性状，对113份种茶树质资源进行聚类分析，在遗传距离为22时，可分为4大类群(图1).

图1 种质资源表型性状聚类图Fig. 1 Cluster analysis of tea germplas

第1类群包括65份资源，主要特点是叶面积多为中小叶，叶形椭圆形居多，近圆形次之，叶色绿，叶面平，叶身稍内折，叶片呈稍上斜或上斜状着生，叶齿锐、密、浅，叶尖主要为渐尖和钝尖；第2类群包括21份资源，主要特点是叶面积为中叶，叶形长椭圆形，叶色绿，叶面隆起，叶身背卷，叶齿锐密，叶尖主要为渐尖和钝尖；第3类群有3份资源，主要特点是叶面积为小叶、叶形披针形，叶色深绿，叶面微隆起，叶身稍内折，叶缘波状，叶面光泽性强，叶齿锐稀，叶尖为钝尖；第4类群包括24份资源，主要特点是叶面积变异较大，叶形椭圆形，叶色为深绿或墨绿，叶面微隆起，叶身平，叶面光泽性强，叶齿锐浅，叶尖为渐尖.

2.4 河南省地方种质资源的分类

茶树是叶用作物，叶片是人类利用的材料，在生产上人们习惯以叶片大小、形状或颜色给品种或类型命名，便于在生产上加以区别.基于叶面积、叶形、叶色等3个性状的差异，可将113份河南省地方种质资源分为31个类型(表6)，图片见附录.

表6 种质资源类型一览表Tab. 6 The list of germplasm resources types

3 结论

河南省地方茶树种质资源在形态上变异丰富.113份种质资源的变异系数在15.35%～46.31%之间，平均36.04%，比蒋会兵[16]调查的云南省地方品种的表型性状的变异系数(25.84%)高，比贵州省贵定鸟王种[17]低(56.11%)，遗传多样性指数分布在0.72～0.11之间，平均为0.97，略高于国内茶树资源的平均值(0.96).在河南省地方茶树种质资源中发掘出8份特异种质资源，其中2份叶长≤3.0 cm、6份叶宽≤2.0 cm.

通过对15个表型性状进行相关性分析，各性状之间存在一定的联系.总的来说，叶片越长、越宽，叶面隆起性越强、叶齿深度越深、叶齿密度越稀.该结果与俞文生等人[18]的研究结果相符.

利用描述型性状可将113份种质资源划分为4大类群，各类群间种质资源的表型性状有较大的差异，各个类群资源的来源地表现出一定的地域集中性，这可能是因为同一地域的茶树群体之间交流较多，其表型性状相似性也较大.

叶面积、叶形、叶色等3个性状对茶叶加工、适制性研究及育种均有较大的影响，基于这三个性状的差异，共将113份河南省地方种质资源共分为31个类型.

目前，对云南、贵州、四川等地茶树资源的研究较多，但对河南省地方茶树资源研究很少.河南地处南北交界的特殊地理位置，对南茶北引有其独有的地位，因此对河南省地方茶树种质资源进行调查与分析，对今后挖掘优异茶树资源、选育新品种有重要的作用.但仅仅对表型性状的研究是远远不够的，还需结合化学[19]、分子生物学[20]等多个领域进行综合研究和评价.