76份浙江丽水茶树种质资源的生化成分多样性分析

娄艳华，刘瑜，何卫中，吉庆勇，郑生宏

(丽水市农业科学研究院，浙江 丽水 323000)

茶树种质资源是茶树育种、遗传研究和生产利用的物质基础。丽水是中国绿茶一类适生区，也是浙江省茶叶主产区之一，其独特的环境条件演化形成了丰富的野生茶树种质资源，为优异茶树种质资源提供了丰富的育种材料。茶树种质资源的收集、保存、鉴定、评价和开发利用对丽水茶产业的发展具有十分重要的意义。茶叶主要生化成分是茶类适制性与品质优劣的前提条件，段志芬等[1-4]对云南、四川、广西、贵州的茶树种质资源进行研究，以茶叶的主要生化成分筛选出了优异茶树种质资源。为此，本研究以近几年在丽水本地收集的野生及半野生茶树种质资源为研究材料，测定其生化成分，从中筛选优异种质资源和潜在的优良种质资源，为丽水本地茶树新品种培育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试的76份资源是2016—2017年在丽水周边景宁、庆元、莲都、松阳、遂昌等野生及半野生茶园进行种质资源考察收集的茶树资源。具体编号、名称及基本信息等见表1。

1.2 方法

1.2.1 样品制作

在春季对76份材料及对照福鼎大白进行新梢一芽二叶样的采摘，带回实验室进行蒸青固样，鲜叶在沸水蒸屉内蒸3 min，然后90 ℃烘箱中烘干，密封保存，用于生化成分检测。

1.2.2 测定方法

分别参照GB 5009.3—2016测定水分含量、GB/T 8305—2013测定茶样的水浸出物含量、GB/T 8313—2008测定茶样的茶多酚含量、GB/T 8314—2013测定茶样的游离氨基酸总量、GB/T 8312—2013测定茶叶的咖啡碱含量、参照张正竹[5]的检测方法测定茶叶中可溶性总糖含量。

1.3 统计分析

数据采用Excel 2007软件进行整理，主成分分析和聚类分析采用SPSS19.0数据统计分析软件进行统计分析。主成分分析采用Kaiser标准化的正交旋转法对因子载荷矩阵进行旋转，得出旋转后的因子载荷矩阵，再运用系统聚类法中的Ward聚类法进行聚类分析。多样性指数=-∑PjlnPj，其中Pj为某性状第j个代码出现的频率。

表1 76份茶树种质资源基本情况

2 结果与分析

2.1 主要化学成分基本统计表现

对76份丽水野生茶树种质资源水分、水浸出物、咖啡碱、茶多酚、氨基酸和可溶性总糖含量进行统计分析(表2)。

表2 76份茶树种质资源基本统计参数

结果显示，这76份茶树资源的主要生化成分具有明显差异性，表现出丰富的遗传多样性。在影响茶叶品质的4项常规生化成分(水浸出物、咖啡碱、茶多酚、氨基酸)中，变异系数最大的是氨基酸，为30.92%，变异系数最小的是水浸出物，为5.27%。说明在这4个成分上，氨基酸的改良潜力最大，而水浸出物的改良潜力最小。水浸出物含量最高的是LS-39，为49.99%，LS-6水浸出物含量最低，为35.26%，水浸出物含量超过49%的资源有20份，所占比例为26.32%，说明丽水茶叶内含物质丰富。茶多酚含量最高的是LS-54，为41.19%，其次是LS-7，为39.58%；LS-27茶多酚含量最低，为25.77%，其中有75%的茶树资源的茶多酚含量在30%～40%。咖啡碱含量最高的是LS-5，为5.61%，其次是LS-8，为5.20%，咖啡碱含量最低的是LS-24，为2.56%，84%的茶树资源的咖啡碱含量在3.00%～4.50%。氨基酸含量最高的是LS-27，为7.78%，其次是LS-58，为7.46%，氨基酸含量最低的是LS-3，为1.67%，22%的茶树资源的氨基酸含量在5%～7%。

酚氨比是一个体现茶树资源适制性的指标，酚氨比低的(<8)一般适制绿茶，酚氨比高的(>15)一般适制红茶，在中间的为红绿兼制型[6]。从表2可以看出，酚氨比值从3.31(LS-27)至21.07(LS-3)，变异幅度较大，变异系数达40.86%，在76份资源中，低于8的资源有35份，高于15的有7份。植物体内的可溶性糖和游离氨基酸等被认作抗冻物质[7-8]，抗寒性强的茶树可溶性糖含量相对较高[9-10]，在76份资源中，可溶性总糖含量最高的是LS-37，为8.86%，其次是LS-45，为8.18%，可溶性总糖含量最低的是LS-28，为1.65%。

2.2 生化成分的主成分分析

采用主成分分析可将多个变量简化为少数几个指标，从而简化分析过程，并获得解释方差的主要性状及简化研究性状，以利于更好地研究群体[3,11-12]。对76份丽水茶树种质资源6项成分进行主成分分析(表3)，7个主成分累计贡献率为100%，第1主成分累计贡献率为34.665%，贡献最大的是酚氨比，其次是茶多酚，其中氨基酸含量的影响为负值。第2主成分累计贡献率为56.417%，贡献最大的是可溶性糖，其次为水浸出物。第3主成分累计贡献率为70.947%，水分的影响最大，其次是咖啡碱。

表3 76份茶树种质资源的主成分分析

2.3 聚类分析

对76份茶树种质资源进行聚类分析(图1)，将其分成3个大的类群，第1类群包括23份资源，含4个亚组，主要特点为茶多酚含量中等、水浸出物含量中等、氨基酸含量中等，是红绿兼制型资源。第2类包括30份资源，含4个亚组，主要特点为水分含量较高，水浸出物含量较高、茶多酚含量较低、氨基酸含量较高、比较适制绿茶。第3类包括23份资源，含4个亚组，主要特点为酚氨比较高、茶多酚较高、咖啡碱含量较低，是适制红茶的资源。

2.4 优异种质资源筛选

茶叶生化成分的含量是决定茶叶品质优劣的前提条件，通过对76份茶树种质资源的生化成分检测可以看出(表4)，水浸出物≥49%的优异资源有20份，茶多酚含量≥35%的优异种质资源有15份，咖啡碱含量≥5%的资源有3份，氨基酸含量≥5%的资源有17份，可溶性总糖含量≥6%的资源有13份[13]。

图1 76份茶树资源的聚类分析

表4 生化成分含量比较优异的资源

2.5 主要生化成分相关性分析

相关性分析结果见表5。从表5可知，水分与水浸出物、茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性总糖、酚氨比之间均有极显著相关性，水浸出物与茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性总糖、酚氨比有极显著的相关性，茶多酚与咖啡碱、氨基酸、可溶性总糖、酚氨比具有极显著的相关性，咖啡碱与氨基酸、可溶性总糖、酚氨比呈极显著相关性，氨基酸与可溶性总糖、酚氨比有极显著的相关性，可溶性总糖与酚氨比呈极显著相关性。

表5 76份茶树种质资源生化成分含量相关性分析

3 小结与讨论

通过对76份茶树种质资源的统计分析，发现浙江丽水茶树种质资源表现出了不同程度的变异，变异幅度和变异系数均较大，平均变异系数达21.66%，高于云南(16.53%)[1]的变异系数，低于四川(26.80%)[2]、广西(25.80%)[3]和贵州(25.45%)[4]的变异系数。而本研究的平均多样性指数达到1.83，均低于广西(1.92)[3]、贵州(2.31)[4]和四川(1.92)[2]的多样性指数。总体来讲，丽水茶树种质资源有很大的选择潜力和丰富的多样性。

在76份茶树种质资源中，水浸出物含量平均值为47.81%，且含量高于贵州(2.30%)[4]、广西(5.91%)[3]、云南(1.38%)[1]，低于四川(3.89%)[2]；茶多酚含量平均值为32.33%，且含量高于贵州(14.39%)[4]、广西(3.63%)[3]、四川(10.43%)[2]，低于云南(0.85%)[1]；咖啡碱含量平均值为3.57%，且含量高于四川(0.57%)[2]，低于贵州(0.19%)[4]、广西(0.03%)[3]、云南(0.57%)[1]；氨基酸含量平均值为4.01%，且含量均高于贵州(0.35%)[4]、广西(1.11%)[3]、四川(1.53%)[2]、云南(1.11%)[1]；酚氨比平均值为9.05%，且酚氨比高于贵州(3.88%)[4]、云南(9.05%)[1]、四川(1.05%)[2]，低于广西(1.35%)[3]。说明不同区域茶树资源的水浸出物含量、茶多酚含量、咖啡碱含量、氨基酸含量和酚氨比存在一定的差异性与地域性，这与王新超等[3]和陈正武等[4]研究结论一致。

对76份茶树资源的7个指标进行主成分分析，其累计贡献率达到100%，而累积方差贡献率前3个因子所代表的变量信息占全部信息的比重，能反映7个指标变量70.947%的信息量，可以解释原始指标数据中的大部分变量，且各主成分包含的信息具有一定的相关性，而且不同成分在3个主成分中具有明显不同的载荷值，有的成分对不同的主成分具有方向相反的影响。聚类分析结果显示，76份茶树种质资源分为三大类群，且各类群之间存在较大的差异，也反映了不同资源的适制性。程启坤[6]研究表明，酚氨比低的(<8)一般适制绿茶，酚氨比高的(>15)一般适制红茶，在中间的为红绿兼制型。邱华丽等[14]研究表明，酚氨比越低，越适合加工绿茶。王新超等[3]研究表明，茶多酚含量和氨基酸含量中等，酚氨比在8～13，是红绿茶兼制型；酚氨比和茶多酚含量较高，氨基酸含量较低，适制红茶；茶多酚含量较低、氨基酸含量较高、酚氨比<8的较适制绿茶。杨亚军[15]和陆锦时等[16]也得出了一致的研究结果。依据这些标准，本研究第1类群是红绿兼制型资源，第2类群适制绿茶，第3类群适制红茶，聚类结果与实际结果大致相符。

通过生化成分分析，筛选出了水浸出物≥49%、茶多酚含量≥35%、咖啡碱含量≥5%、氨基酸含量≥5%、可溶性总糖含量≥6%的优异种质资源。相关性分析结果表明，水分、水浸出物、茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性总糖、酚氨比7者之间均有极显著相关性。LS-30、LS-42、LS-45、LS-52、LS-61、LS-62和LS-72这7个资源在3个成分以上具有较高的含量，可以作为育种亲本用于今后的育种中加以利用，发挥种质资源的利用价值。