茶树资源的品质及农艺性状多样性分析

孟繁博， 陈芝能， 黄道梅， 王 宇， 金小菊， 陈邦贵

(1.贵州省农业科学院现代农业发展研究所， 贵阳 550006； 2.贵州省油菜研究所， 贵阳 550006；3.惠水县岗度镇农业技术综合服务中心， 贵州 惠水 550600；4.贵州春贵发茶叶有限责任公司， 贵州 惠水 550600)

茶叶属山茶科双子叶植物，是全世界广泛使用的饮品。贵州茶园面积多年位居全国首位，茶产业已成为贵州省支柱产业之一。贵州具有悠久的茶叶生产历史，是世界知名的茶叶原生地和优生区，具有高海拔、低纬度、多云雾、寡日照等得天独厚的自然地理条件和生态优势，产生了以鸟王茶为代表的独特且珍贵的地方良种[1-2]，香气独特，具有良好的品质优势。开展贵州地方鸟王茶种质资源的多样性研究，挖掘地方优质鸟王种资源，对培育出具有贵州特色的鸟王茶种、推动茶产业可持续发展具有现实意义。已有的茶树资源鉴选研究集中于生化成分的多样性分析，如针对茶叶水浸出物、咖啡碱、氨基酸、茶多酚含量等生化成分的多样性分析[3-5]能够鉴选出具有某种或多种生化特性的资源，但仍需结合产量等农艺性状进行优质资源的鉴选[6]，而目前结合生化成分、农艺性状进行综合鉴选的研究较少，因此，本研究对收集保存的49份惠水县的鸟王种茶树种质资源，进行生化成分、农艺性状的遗传多样性、主成分和聚类分析，旨在筛选出具有较大开发利用潜力的鸟王种，为贵州地方鸟王种种质资源的开发利用提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以贵州省惠水县收集的49份鸟王种茶树资源为材料，福鼎大白(简称福鼎)为对照(表1)，均按照绿茶标准种植。

1.2 试验方法

1.2.1品质指标

供试材料采摘1芽2叶鲜叶原料并杀青，制作生化样。测定以下指标：咖啡碱含量按照GB/T 8312—2013方法测定；水浸出物含量按照GB/T 8305—2013方法测定；氨基酸含量按照GB/T 8314—2013方法测定；茶多酚含量按照GB/T 8313—2018的方法测定；酚氨比按照同一份样品中茶多酚与氨基酸百分含量的比值计算；可溶性糖含量按照蒽酮法[7]测定。

1.2.2农艺性状

依据茶树种质资源鉴定技术规程NY/T 1312—2007的取样要求在采样点对发芽数、芽头数、芽长、芽宽、芽厚、1芽2叶百芽重、1芽2叶长度、鲜叶产量等农艺性状进行调查测定，发芽密度测量方法为计算固定方框内(33.3 cm×33.3 cm)的发芽数，产量测算通过称量1芽2叶和同等嫩度对夹叶重量来计算单位面积的产量。

1.3 数据分析

数据的方差分析、生化多样性指数分析采用Microsoft Excel 2016软件进行，其中多样性指数的计算采用香农-维纳指数[8-9]，主成分分析和聚类分析采用SPSS 19.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 遗传多样性分析

由表2可知，49份鸟王种茶树资源主要生化指标平均多样性指数为5.63，各指标间的多样性指数接近，表明49份惠水县茶树资源生化成分的类型较为丰富。

6个生化指标中，49份资源的酚氨比最大值为6.82，适合绿茶加工居多，除开酚氨比，变异系数高的是茶多酚含量、可溶性糖含量分别达到23.91%、20.97%，这表明茶多酚含量、可溶性糖含量改良潜力还很大。

变异系数最小的是咖啡碱含量，仅为5.44%，这表明咖啡碱的改良潜力最小。咖啡碱的含量最高为2.35%，最低为1.94%，平均值为2.04%，有20份材料的咖啡碱含量低于2.0%，说明上述材料咖啡碱含量低，具有较大利用价值。

氨基酸含量最高达到6.40%，最低为3.57%，4.5%以上的材料有36份,占比72%；4.0%～4.5%之间的材料有11份，占比22%；4.0%以下的材料仅有2份，占比4%，这表明惠水县茶叶具有高氨基酸含量的特点。

水浸出物含量最高达到54.90%，最低为36.10%，平均值44.78%。45%以上的材料有22份，占比44%；40%～45%的材料有21份，占比42%；40%以下的材料仅有6份，占比12%，这表明惠水县茶树资源以高水浸出物含量为主。

由表3可知，10个农艺性状指标的多样性指数接近，平均值5.63，类型较为丰富。在变异系数方面，1芽2叶百芽重的变异系数最高，达到23.28%，这表明1芽2叶百芽重的改良潜力最大；其余指标的变异系数均低于15.00%，最低为芽长，仅有3.76%，表明芽长的改良潜力最小。49份茶叶材料芽长最大值32.00 mm，最小值27.50 mm，芽长在30.00 mm以上的材料有25份，占比50%，低于28.00 mm的材料仅有3份，占比6%，这表明49份茶叶材料芽长较长，有利于实现高产。从春、夏季的鲜叶产量看，全年鲜茶叶产量超过10 kg，表明49份茶叶资源具有高产的特性。

表3 茶树资源农艺性状的多样性分析

2.2 主成分分析

以49份资源和1个对照的6个生化指标、10个农艺指标为变量，以特征值≥1为标准，提取了6个主成分(表4)。6个主成分的累计方差贡献率达到73.18%，保留了6个生化指标、10个农艺指标的信息。第一主成分方差贡献率达22.718%，贡献最大的是茶多酚含量，其次是芽长，再次是1芽2叶长度和酚氨比。第二主成分中贡献最大的是芽头数，其次是负值的芽宽，反映的是芽的生长特性信息。第三主成分中贡献最大的是春季、夏季鲜叶产量，远高于其他指标，反映的是茶叶的产量信息。第四主成分中贡献最大的是1芽2叶百芽重，反映的是芽的生长特性信息。第五主成分中贡献最大的是负值的氨基酸含量，反映的主要是茶叶的营养成分信息。第六主成分中贡献最大的是芽厚，反映的是芽的生长特性信息。

表4 茶树资源生化和农艺指标的主成分分析

2.3 聚类分析

对49份资源生化和农艺指标进行聚类分析，在平方欧式距离为7处可分成三大类群(图1)。再依据表5可知，三大类群在茶鲜叶年产量(春、夏)方面存在极显著差异，在聚类分析中起到决定性作用，其余生化、农艺性状方面差异不显著，相邻类群茶树资源同一组分(鲜叶产量除外)含量最大值与最小值之间存在明显重叠。第一类群包括19份材料，鲜叶年产量(春、夏)最低，极显著低于对照；第二类群包括13份材料，鲜叶产量(春、夏)与对照相当；第三类群包括17份材料，鲜叶产量(春、夏)极显著高于对照品种，该类群鲜叶产量(春、夏)变异系数较低，在3.11%及以下，表明该类群茶鲜叶年产量较为稳定，因此，第三类群17份鸟王种茶树资源可作为具有高产特性的茶种加以开发利用。

图1 惠水茶树资源的聚类分析

2.4 茶树优质资源筛选

参照《农作物优异种质资源评价规范 茶树》(NY/T 2031—2011)，从49份茶树资源中筛选出高营养成分、低咖啡碱、高鲜叶产量的优质茶树资源(表6)。

其中，氨基酸含量>5.0%的资源有20份；茶多酚含量>26.6%的资源有12份；咖啡碱含量<2.0%的资源有13份；可溶性糖含量<1.8%的资源有29份；水浸出物含量>45.6%的资源有19份；鲜叶产量(春+夏)>10.5 kg的资源有28份。需要特别指出的是，茶树资源NG 1、Q 2、N 821均同时具有4个优异性状，可直接作为茶树杂交育种的优良亲本材料或地方种加以推广应用；同时具备3个优异性状的资源有11份，分别是Q 3、Q 1贵、N 1471、N 881、N 971、N 961、N 541、N 731、N 1281、N 1581、N 641，具有较大的改良利用潜力。

3 讨 论

鸟王种属于山茶属变种[10-11]，主产地在贵州省贵定县[12-13]，洪江等[14]研究发现，鸟王种茶树品质受栽培区域影响不大，主要受生态区域影响[15]，从49份惠水县鸟王种茶树资源的6个品质性状结果来看，水浸出物含量、氨基酸含量与贵定鸟王种相当，而茶多酚含量较高、咖啡碱含量较低[17]，可能由于区域具体气候环境或土壤理化特性不同导致，还需要深入研究。49份鸟王种茶树资源中，水浸出物含量最低为36.10%，最高达54.90%，有38.76%的资源其水浸出物含量超过45.60%，这表明惠水县鸟王种茶叶内含物含量丰富。茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，决定了茶叶色、香、味及功效[18]。从主成分分析的结果看，第一主成分中的茶多酚含量贡献率最高，表明茶多酚含量对茶叶品质的贡献率最大，这与曹雨等[19]的研究结果一致。

陈正武等[19]研究表明，贵州茶树资源中酚氨比小于4.5的适合绿茶加工，大于6.5的适合红茶加工，据此分析，49份鸟王种茶树资源中，适合制红茶的有3份，红绿兼制的有21份，制绿茶的有25份。在平方欧氏距离为7处，49份资源及对照的分类结果基本符合适制性结果，但仍存在一定差异，如N 1581酚氨比值为6.7，被归类到红绿茶兼制的第二类群；N 661酚氨比值为4.9，被归类到适制绿茶的第一类群，这表明，茶树资源的适制性不能完全由酚氨比值的大小决定，这与郭颖等[20]的研究结果相近。

产量是茶叶生产的一项重要指标，从本次聚类分析研究结果来看，49份鸟王种资源中，鲜叶产量在6项农艺性状中占据主导地位，高于对照的资源有26份，占比超过一半，但低于贵定地区鸟王种[21]，这表明惠水县的鸟王茶种在产量提升方面仍具有较大开发潜力。

惠水县地处贵州南部，具备“高海拔、低纬度、寡日照、多云雾”的气候特点，非常适宜高品质茶叶的生长，是全省43个重点产茶县之一。惠水县具有悠久的茶叶种植和生产历史，境内广泛分布着野生、半野生茶树资源，但开发应用较少[22-23]，惠水县茶市场上以外来品种福鼎大白茶占主导地位，且针对惠水鸟王种茶树资源的多样性研究较少，对惠水地方特色茶产品的研发形成了一定的制约，本研究从49份惠水县鸟王种茶树资源中筛选出了优良亲本材料3份，具有较大潜在利用潜力的资源11份，可为地方特色鸟王种的选育提供一定的材料基础，进而推动惠水地方特色茶产品的开发。

4 结 论

惠水县49份鸟王种茶树资源的生化成分、农艺性状的变异系数在3.76%～24.05%之间，遗传多样性指数5.63，表现出较为丰富的类型，且品质较为优异，高营养成分、低咖啡碱、高产量的茶树资源较多，具有丰富的科研和生产价值，均适合绿茶加工。

从主成分分析的结果来看，6个主成分的累计方差贡献率达到73.18%，保留了6个生化指标、10个农艺指标的信息。第一主成分中贡献率最大的是茶多酚含量(0.788)，这表明在6个生化成分和10个农艺指标中，茶多酚的含量对茶叶的品质影响最大。此外，从6个主成分的贡献率来看，各主成分中贡献率较高的指标覆盖了茶叶营养成分、芽生长特性及鲜叶产量，表明可依据三类指标区分惠水县鸟王种茶树资源。

聚类分析依据鲜叶产量将49份资源和1个对照分成三大类群，第一类群鲜叶产量低于对照，第二类群与对照相当，第三类群高于对照，可将第三类群的17份鸟王种茶树资源作为高产材料加以利用。

初步筛选出优异鸟王种茶树资源3份，分别是NG 1、Q 2、N 821，可直接作为茶树杂交育种的亲本材料或地方种加以推广应用，其他特异资源有高氨基酸含量资源17份、高茶多酚含量资源9份，低咖啡碱资源12份，高水浸出物资源有16份，高产资源26份。