中国金花茶与越南金花茶叶表型差异性分析

伍思宇，梁晓静，韦晓娟，王 坤，廖健明

（广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林培育与利用重点实验室，南宁 530002）

金花茶组（CamelliaSectionChrysanthaChang）植物系山茶科（Theaceae）山茶属常绿灌木或小乔木[1]，其花色金黄，极具观赏性，是珍稀物种[2]，素有“植物学大熊猫”和“山茶皇后”的美誉[3]，主要分布在中国广西南部和越南北部[4]。广西南部属湿润的亚热带季风气候，炎热潮湿[5]。越南北部属热带季风区，常年相互交替着阴凉干燥、潮湿温暖的气候[6]。显然，2个分布区域的气候存在差异，温度和湿度表现得尤为明显，这恰好也是影响金花茶生长的关键因素[7]。目前，对金花茶之间差异的研究主要集中在香气成分[8]、叶表皮特征[9]、叶片活性成分[10]等方面，针对金花茶叶表型性状差异方面的研究报道还比较少见。叶片是植物生长发育过程中的重要器官[11]，其表型特征常被用作植物的分类依据[12]。本研究以16种中国金花茶与7种越南金花茶为研究对象，分析不同金花茶之间的叶表型性状差异，并进行性状相关性和聚类分析，以期为金花茶品种分类和种质资源鉴定、保存提供理论依据和指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西南宁市北郊（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，属亚热带季风气候，光照充足，雨量丰沛，空气湿润，气候温和，土壤为赤红壤，呈酸性。

1.2 试验材料

材料为试验地供试的23种金花茶物种或变种，16种为中国金花茶，7种为越南金花茶，所有金花茶均为生长正常，无明显病虫害的成熟植株（表1）。

1.3 试验方法

于2016年12月，选择长势相近的金花茶植株，每种选5 株，取离地1 米的树冠外围完整老叶，每棵植株取30 片叶子，测定其叶表型性状。先用直尺测量每个叶片的叶全长、叶柄长、叶片长、叶宽，再分别计算其叶片长∕宽，叶柄长∕叶全长。用游标卡尺测量每个叶片中部主叶脉旁厚度。叶鲜重用电子天平测定，叶面积用叶面积扫描仪（CL203）测定。

表型性状的离散程度常用变异系数（CV）来表示，计算公式为：

CV=（δ∕）×100%（δ为标准差、为群体平均值）。

对23 种金花茶9 个表型性状的双变量相关性分析则利用SPSS 17.0统计分析软件和Pearson相关分析方法进行，最后计算各品种间不同性状的欧氏距离并进行聚类分析。

表1 23种供试金花茶Tab.1 Experimentation on 23 varieties of Camellia Section Chrysantha Chang

2 结果与分析

2.1 不同金花茶叶表型性状指标分析

越南箱田金花茶的叶全长、叶片长、叶宽、叶厚度、叶鲜重、叶面积，黄抱茎金花茶的叶全长、叶片长、叶鲜重、叶面积，多毛金花茶的叶全长、叶片长、叶柄长∕叶全长，箱宁金花茶的叶全长、叶片长，厚叶金花茶的叶全长、叶片长、叶宽均与16 种中国金花茶存在显著性差异（P＜0.05），而塔姆岛金花茶和罗斯曼金花茶与16 种中国金花茶无显著差异（表2）。越南金花茶叶全长、叶柄长、叶片长、叶宽和叶厚度的平均值较大，分别为18.34、0.93、17.00、8.73 cm 和0.39 mm，分别比中国金花茶的平均值大91.44%、19.23%、93.18%、78.89%和62.50%。越南金花茶的叶鲜重较重，平均值为2.96 g，是中国金花茶平均值的208.33%，越南金花茶的叶面积也较大，平均值为113.53 cm2，中国金花茶叶面积平均值仅为38.97 cm2。

表2 不同金花茶叶表型性状指标分析Tab.2 Indices analysis on leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.2 不同金花茶叶表型性状变异分析

9个叶表型性状之间的变异系数平均值有所不同，其中变异系数平均值大于20%的有3个，分别为叶鲜重（25.76%）、叶柄长∕叶全长（21.40%）和叶面积（20.45%）；变异系数平均值最小的为叶宽（11.05%），其次为叶片长∕宽（12.61%）、叶全长（13.50%）、叶厚度（14.96%）、叶片长（15.26%），和叶柄长（16.89%）（表3）。不同品种间的变异系数差异程度也不同，范围在9.10%～31.76%之间，其中，武鸣金花茶的平均变异系数最小（9.10%），柠檬黄金花茶的变异系数最大（31.76%）。

2.3 金花茶各表型性状的相关性分析

对金花茶9个叶表型指标进行相关性分析，发现两两叶表型指标之间绝大多数都表现出显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）相关，其中，相关性系数大于0.900 且为极显著正相关的有7 组，相关性最高的为叶全长与叶片长（r=0.994），其次为叶宽与叶面积（r=0.987）、叶全长与叶面积（r=0.940）、叶全长与叶宽（r=0.938）、叶片长与叶宽（r = 0.936）、叶片长与叶面积（r = 0.936）、叶鲜重与叶面积（r=0.903）（表4）。负相关系数最大的为叶全长与叶柄长∕叶全长和叶片长与叶柄长∕叶全长，均为-0.788，其次为叶面积与叶柄长∕叶全长（r=-0.642）。叶片长∕宽与叶柄长∕叶全长之间也呈极显著负相关（P＜0.01），相关系数为-0.500。

表3 金花茶叶表型性状的变异系数Tab.3 Variation coefficient on leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

表4 金花茶9个叶表型性状的相关性分析结果Tab.4 Results of correlation analysis on 9 leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.4 金花茶叶片性状主成分分析

两个主成分的贡献率分别为60.561%和24.476%，累计贡献率达85.037%，说明它们包含了9个叶片性状指标的绝大部分信息（表5）。在第一主成分中，叶全长、叶柄长、叶片长、叶宽、叶厚度、叶鲜重和叶面积的特征向量均为正值，其中叶宽的载荷量最大（0.965），其次为叶面积（0.954）和叶鲜重（0.951）。因此，这3 个叶片性状指标是区分金花茶不同种最主要的依据。第二主成分中，除叶片长∕宽和叶柄长∕叶全长的特征值分别为0.860 和-0.805 外，其他指标的信息负荷量较低，说明第二主成分主要反映的是上述2个叶片性状指标。

表5 金花茶9个叶表型性状主成分分析结果Tab.5 Results of principal component analysis on 9 leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.5 金花茶叶片性状聚类分析

根据叶片9 个性状对23 种金花茶进行聚类分析，结果显示箱田金花茶（18）为一类，其他22种金花茶聚为一大类，其中第二大类又分2 个亚类，第一亚类为显脉金花茶（3）、黄抱茎金花茶（19）、罗斯曼金花茶（20）、多毛金花茶（21）和厚叶金花茶（23），第二亚类为余下的17种金花茶品（图1）。除显脉金花茶（3）、塔姆岛金花茶（17）和箱宁金花茶（22）之外，中国金花茶与越南金花茶叶表型之间存在明显的差异。

图1 基于叶表型性状的23种金花茶聚类分析结果Fig.1 Clustering analysis on leaf phenotypic traits of 23 Camellia Section Chrysantha Chang varieties

3 结论与讨论

对16 种中国金花茶与7 种越南金花茶的叶表型性状进行差异性分析，结果表明，金花茶各叶表型性状有显著差异（P＜0.05），其中，差异最大的为叶鲜重（25.76%），差异最小的为叶宽（11.05%）。不同种间的变异系数范围在9.10%～31.76%之间，其中，武鸣金花茶的平均变异系数最小（9.10%），柠檬黄金花茶的变异系数最大（31.76%）。除了叶片长∕宽和叶柄长∕叶全长，越南金花茶其他叶表型指标的平均值均显著大于中国金花茶。

主成分分析中，两个主成分累计贡献率达85.037%，说明它们包含了9 个叶片性状指标的绝大部分信息，能反映不同种金花茶在叶片形态上表现出的差异性[13]。叶宽、叶面积和叶鲜重等3个叶片性状指标信息负荷量大，是区分金花茶不同种最主要的依据。聚类分析中，除显脉金花茶与越南金花茶聚为一类，塔姆岛金花茶和箱宁金花茶又与中国金花茶聚为一类之外，其他中国金花茶与越南金花茶存在较大的遗传距离，进一步说明叶表型性状差异存在于大多数中国金花茶与越南金花茶之间。

表型性状的表达主要由内部遗传物质决定，对金花茶表型性状差异性的研究分析，可作为金花茶种质资源研究中的一类重要数据[14]，本研究表明中国金花茶与越南金花茶的叶表型形态存在显著差异，聚类分析表明两者之间虽然有交叉，但明显聚为不同的类，具有一定的分类学意义。与王坤等[10]发现的中国金花茶与越南金花茶叶片在药用活性成分含量方面存在显著差异结果一致，可能与两地气候条件差异有关，长期的地理隔离使得两地金花茶品种叶表型性状表现出差异性，但不同的气候条件对金花茶叶表型性状的调节机制以及不同种金花茶叶片遗传物质的问题都尚未涉及，有待在后续研究中不断深入。