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重庆老鹰茶种质资源调查与评价

2022-03-28戴前莉朱恒星黄飞逸陈本文尹思琴祝元春

浙江农业学报 2022年3期
关键词:可溶性黄酮生化

戴前莉,朱恒星,*,卢 敏,黄飞逸,陈本文,陈 琴,尹思琴,祝元春

(1.重庆市林业科学研究院,重庆 400036;2.重庆市沙坪坝区农业技术服务中心,重庆 400030;3.重庆市巴南区桥口坝林场,重庆401320;4.重庆瀚业园林工程有限公司,重庆 400036)

老鹰茶,又称老阴(荫)茶,作为特色茶饮在我国四川、重庆等地区十分普遍,具有悠久的饮用历史。老鹰茶药食同源,无毒副作用。茶汤呈金黄琥珀色,滋味醇厚,樟香浓烈,先涩后甘。老鹰茶具有止渴、生津、祛胀、消食、消暑的功效。现代药理学研究表明,老鹰茶在抗炎、解酒护肝、降脂、调节身体免疫与抗氧化等方面的功效显著,近年来的开发利用备受关注。目前,老鹰茶的主流优选树种为木姜子属毛豹皮樟[Lévl.var.lanuginosa (Migo)Yang et P.H.Huang],在我国华东、华南、西南等境内的多山区域,均可发现毛豹皮樟天然分布的群落或单株,分布范围很广。

种质资源是物种全部遗传组成的物质总和,是形成个体差异和物种多样性的内因,任何遗传改良技术或新品种的培育都离不开最基本的遗传资源。林木种质资源是国家重要战略资源,是生物多样性的基础。重庆乃至西南地区老鹰茶树资源丰富,且多为实生单株,具备选种的潜力。当前,老鹰茶未见优良品种选育成功的报道,良种的缺乏制约了老鹰茶产业的发展。本研究在充分调查重庆市野生老鹰茶树资源的基础上,筛选其中相对优良老鹰茶种质,比较其品质差异,旨在为老鹰茶资源保护与优良新品种选育提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

重庆境内乡民推荐制茶口感较好的老鹰茶(毛豹皮樟)实生树。

1.2 方法

1.2.1 老鹰茶树生长因子调查

树高采用Apresys TP210测高仪测定。

冠幅:冠幅分“东西”“南北”两个方向测量,用皮尺分别测量2个方向枝条延伸最宽处,计算平均值。

生长势:根据茶树叶片、枝条和树干的生长状况,分为优、良、中、差4个等级,具体分级标准见表1。

表1 生长势级别划分标准Table 1 Criteria for classification of growth potential

发芽密度:每株树不同方向随机取3个点,调查每个点(33.3 cm×33.3 cm)10 cm叶层范围内萌动芽以上的芽梢数。

1.2.2 老鹰茶嫩叶收集与固样

春季采摘老鹰茶树嫩叶样品放入微波炉[广东格兰仕G90F25CN3L-C2(G2)],中火档(450W),微波20 s后取出,散出热气后再微波20 s直至干燥,制得待测样。

1.2.3 主要生化成分测定

水浸出物含量参照GB/T8305—2013《茶水浸出物测定》测定,茶多酚含量参照GB/T8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》测定,总黄酮含量采用AlCl法测定,游离氨基酸含量参照GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》测定,可溶性糖采用蒽酮比色法测定。

1.2.4 评价方法

评价方法1(等级评价法):将各个生化指标划分为4个等级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),4个等级依次设定得分100、80、60、40分,通过专家咨询确定各个指标权重,最终加权求总分数()。

=∑(×)。

(1)

式(1)中:为各个生化指标根据等级划分所得分数,为各指标所对应的权重,为生化指标数。

评价方法2(因子分析法):

=∑(×);

(2)

=∑(×)。

(3)

式(2)、(3)中:为评价方法2的得分,为第个提取主成分的成绩,为提取主成分对应方差贡献率的比重,为生化指标在主成分下的载荷向量主成分特征值的算术平方根,为各生化指标的标准化值,为主成分,为生化指标。

将2种评价方法的排名以等权重加和,作为最后的综合排名。

1.3 数据处理

利用Excel 2016软件对原始数据进行录入和统计,利用SPSS20.0软件进行方差分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 老鹰茶种质资源形态性状

生长势是老鹰茶树生命力的外在表现,反映其生长发育的旺盛程度。春季发芽密度是关系老鹰茶产量及其经济效益的重要指标。通过走访和调查,在重庆境内9个区县内调查了老鹰茶实生资源123份。其中,生长势为优、发芽密度大于600 m的共计27份(表2),分布在9个村落中,海拔分布范围516.60~1 118.23 m,树高1.50~13.50 m。芽叶颜色主要有黄绿色、粉色和紫红色3类,其中,黄绿色和粉色各11株,紫红色5株。大部分资源的叶缘形态平,少量有微波折,叶形有长椭圆形、披针形、椭圆形3种,叶尖有渐尖、钝尖2种。新芽密度600.0~846.7 m。

表2 老鹰茶种质资源信息Table 2 Information of Litsea coreana germplasm resources

2.2 老鹰茶种质资源常规生化指标

老鹰茶不同种质资源间生化成分的差异性对特异性资源的发掘、利用、育种研究具有重要意义。对上述27份老鹰茶中主要生化成分的检测结果进行方差分析,结果(表3)表明,水浸出物、茶多酚、总黄酮、游离氨基酸和可溶性糖均呈现明显差异。

表3 老鹰茶主要生化成分含量Table 3 Content of main biochemical components of Litsea coreana %

供试的27份老鹰茶样水浸出物含量为22.60%~37.10%,平均值为29.25%,15份资源的水浸出物含量高于平均值。WX18的水浸出物含量最高,较平均值高7.85百分点;WL32的水浸出物含量最低,较平均值低6.65百分点。水浸出物含量排名前5的资源依次为WX18(37.10%)、WX20(33.20%)、FL3(32.80%)、WX21(32.60%)、WX22(32.50%)。

供试的27份老鹰茶样茶多酚含量为9.87%~14.07%,平均值为11.25%,14份资源的茶多酚含量高于平均值。WX4的茶多酚含量最高,较平均值高2.82百分点;NC2的茶多酚含量最低,较平均值低1.38百分点。茶多酚含量排名前5的资源依次为WX4(14.07%)、WX18(13.35%)、WX20(13.28%)、WX21(13.01%)、WX7(12.86%)。

供试的27份老鹰茶样总黄酮含量为1.03%~2.66%,平均值为1.65%,10份资源的总黄酮含量高于平均值。WX22的总黄酮含量最高,较平均值高1.01百分点;NC9的总黄酮含量最低,较平均值低0.62百分点。总黄酮含量排名前5的资源依次为WX22(2.66%)、NC2(2.63%)、WX20(2.47%)、WX18(2.16%)、WL40(2.10%)。

供试的27份老鹰茶样游离氨基酸含量为0.73%~1.40%,平均值为0.98%,11份资源的游离氨基酸含量高于平均值。WX12的游离氨基酸含量最高,比平均值高0.42百分点;WX22的游离氨基酸含量最低,较平均值低0.25百分点。游离氨基酸含量排名前5的资源依次为WX12(1.40%)、WL23(1.25%)、WL35(1.23%)、WX14(1.20%)、WL25(1.19%)。

供试的27份老鹰茶样可溶性糖含量为3.06%~6.35%,平均值为4.73%,16份资源的可溶性糖含量高于平均值。WX18的可溶性糖含量最高,较平均值高1.62百分点;WL30的可溶性糖含量最低,较平均值低1.67百分点。可溶性糖含量排名前5的资源依次为WX18(6.35%)、WL26(5.99%)、WX22(5.95%)、NC5(5.82%)、WL23(5.41%)。

2.3 基于生化指标的种质资源评价

2.3.1 等级评价法

等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次设定分数为100、80、60、40,对老鹰茶样各个生化指标赋予权重,其中,总黄酮为0.3,茶多酚、游离氨基酸、可溶性糖均为0.2,水浸出物含量为0.1。供试的27份老鹰茶样等级评价法得分和排名见表4,排名前5的依次为WL40、WX18、WX22(并列排名2)、WL23、WX20、NC2。

表4 老鹰茶样等级评价得分与排名Table 4 Evaluation of Litsea coreana germplasm resources by grade evaluation method

2.3.2 因子分析法

通过老鹰茶生化指标间的相关性分析可了解其内在联系,为筛选无性系优良品种提供依据。通过对水浸出物含量、茶多酚、总黄酮、游离氨基酸、可溶性糖进行相关性分析发现,各生化指标之间具有不同程度的相关性。水浸出物含量与茶多酚(=057,<0.01)、总黄酮(=045,<0.05)、可溶性糖(=061,<0.01)呈正相关;总黄酮与游离氨基酸(=-050,<0.01)呈负相关,但相关程度相对都不高(表5)。

表5 水浸出物、茶多酚、总黄酮、游离氨基酸、可溶性糖含量相关性分析Table 5 Correlation analysis between contents of water extract,tea phoyphenol,total flavonoid,free amino acid and soluble sugar

通过主成分分析得到各个主成分的方差贡献率(表6)和主成分载荷矩阵(表7)。从表6可以看出,前2个公因子的特征值都大于1,第1主成分的方差贡献率为47.54%,第2主成分的方差贡献率为23.40%,解释的累计方差贡献率为70.95%,可知这2个成分反映了原数据的大部分信息。

表6 老鹰茶生化指标主成分的方差贡献率Table 6 Variance contribution rates of the principal components to biochemical index of Litsea coreana

主成分载荷矩阵(表7)反映了某一个生化指标对主成分的影响力。第1主成分中,载荷较高的指标为水浸出物(0.87)、总黄酮(0.71)、可溶性糖(0.72),说明第1主成分主要反映了水浸出物、多酚、可溶性糖的信息,且均为正影响。第2主成分中,载荷较高的指标为游离氨基酸(0.71)、总黄酮(-0.50),说明第2主成分主要反应了游离氨基酸和总黄酮的信息,游离氨基酸产生正影响,总黄酮产生负影响。

表7 老鹰茶生化指标的主成分载荷矩阵Table 7 Loading matrix of two principal components to the biochemical index of Litsea coreana

根据主成分分析结果,综合各个主成分得出老鹰茶种质资源因子评价得分与排名(表8),排名前5的分别为WX18、WX20、WX22、WX21、FL3。

表8 老鹰茶生化指标的因子分析法得分与排名Table 8 Evaluation of biochemical index of Litsea coreana germplasm resources by factor evaluation method

2.3.3 综合评价

将等级评价法和因子分析法排名分别赋予权重0.5,得到老鹰茶资源基于生化指标评价的综合排名。按照得分,排名前5的分别为WX18、WX22、WX20、WL40、WX21,可作为优良无性系的待选种质。其中,WX18和WX22的新芽为紫红色,WX20和WX21的新芽为粉色,WL40的新芽为黄绿色。

3 讨论

3.1 种质资源的各生化指标分析

老鹰茶树为我国乡土树种,多存在于海拔1 500 m以下的亚热带常绿阔叶林或混交林,分布范围广泛。长期以来,因种子繁殖和扦插繁殖难度较高,现有的资源多为野生或野生移栽的实生苗。老鹰茶树在长期进化过程中形成了丰富的种质资源,蕴含着丰富的遗传多样性,具备选种和育种潜力。不同老鹰茶种质之间生化指标存在显著差异,说明其在生化成分含量上已发生分化现象,这些指标可以作为本次种质资源评价与筛选的指标。水浸出物是茶叶可溶性物质的总和,其含量在一定程度上反映了内含成分的多寡。老鹰茶样的水浸出物含量为22.60%~37.10%,较传统绿茶低,这可能与老鹰茶芽叶较大,属大叶类茶树资源有关。茶多酚是绿茶抗氧化的主要活性物质,也是一种天然抗氧化剂,含量一般为18%~36%,在一定范围内影响茶汤的苦涩口感、颜色、香气。供试的老鹰茶样茶多酚含量为9.87%~14.07%,较绿茶低;其原因可能是:一方面,老鹰茶树属樟科,与传统绿茶树种不同;另一方面,老鹰茶嫩叶相对较大,一定程度上稀释了其中的内含物浓度。这也在一定程度上解释了老鹰茶饮用时苦涩口感较淡的原因。黄酮类化合物是广泛分布在植物体内的一类次生代谢产物,具有抗炎症、抗病毒、延缓氧化、提高免疫力等多种生物活性。黄酮是老鹰茶的主要活性成分,是老鹰茶药理作用方面研究最多的成分之一。采用水提取-大孔树脂法提取老鹰茶总黄酮,所得固体产物的黄酮含量高达55.85%。供试老鹰茶样中总黄酮含量较高的资源WX22(2.66%)、NC2(2.63%)、WX20(2.47%),黄酮含量高于一般绿茶(1%~2%),可作为选育高黄酮含量茶叶的候选树,以满足后续产业化利用的多元化需求。游离氨基酸是构成茶叶滋味的重要物质,与茶汤的鲜爽醇味相关,其含量的多少直接关系到茶汤品质的好坏。鲜叶中氨基酸含量的差异能直接反映品种特性。供试老鹰茶中游离氨基酸含量为0.73%~1.4%,总氨基酸含量比普通绿茶低,因此,老鹰茶口感上鲜味较绿茶低。此外,二者鲜味上也有明显不同,这与其原料植物存在不同的氨代谢类型,以及组分和含量均不同有关。可溶性糖是茶汤甜味的主要原因,能缓解苦涩味,其含量越高,茶叶滋味就越甘醇,是茶加工过程中通过糖的焦化反应和美拉德反应产生其他物质的基础。供试老鹰茶样的可溶性糖含量为3.06%~6.35%,鲜叶的可溶性糖含量虽不能反映最后茶汤的回甘程度,但相同工艺条件下,高可溶性糖含量的老鹰茶树品种能增加终端茶产品不同特性的可能性,可作为老鹰茶种质资源评价的重要指标。此外,可溶性糖等非结构碳水化合物还与植物的抗逆性有关,可作为后续筛选高抗逆性品种的指标。

3.2 种质资源评价

开展种质资源评价是种质资源筛选的主要环节,优良种质是大量种质资源筛选的结果。在资源筛选方面,生化成分的主成分分析即因子分析法是比较常用的方法。本研究首次采用等级评分法结合因子分析法评价老鹰茶种质资源,综合考虑了同行专家对研究领域的认知和因降维突出的某些生化指标特性。可以看出,因侧重点不同,2种评价方法的结果不一致。而2种方法的结合,降低了单一方法的局限性,使评价结果更具有可信度,更适合大样本的评价与筛选。本研究中,综合评价得分前5名为WX18、WX22、WX20、WL40、WX21,可作为老鹰茶优良种质资源的备选。WX18和WX22的新芽为紫红色,WX20和WX21的新芽为粉色,WL40的新芽为黄绿色,可作为特异性表型性状的优良种质。但在后续品种或优良无性系选育进程中,还需进行抗逆性、产量稳定性等的持续观测。

4 结论

本研究在重庆境内调查了123份老鹰茶种质资源,综合生长势、春季发芽密度等指标挑选出27份进行常规生化成分测定。这27份老鹰茶种质资源的水浸出物、茶多酚、总黄酮、游离氨基酸、可溶性糖含量存在明显差异,可作为老鹰茶种质评价的初选指标。首次采用等级评分法和因子分析法对老鹰茶树资源进行综合评价,得出排名前5的依次是WX18、WX22、WX20、WL40、WX21。其中,WX18和WX22为紫红色新芽种质,WX20和WX21为粉色新芽种质,WL40为黄绿色新芽种质。这些资源为后续的优良品种筛选奠定了基础。

本研究在试验过程中得到了曾亮教授及其课题组给予的无私帮助,特此致谢。

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