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大厂茶古树与其无性系子代的农艺性状和品质性状比较及综合评价

2022-05-26李彩云宋勤飞范乔何应琴赵支飞李芳牛素贞陈正武

南方农业学报 2022年2期
关键词:比较分析农艺性状

李彩云 宋勤飞 范乔 何应琴 赵支飞 李芳 牛素贞 陈正武

摘要:【目的】比較分析大厂茶古树及其无性系子代株系的农艺性状和品质性状,为科学评估古树茶及无性系茶园的社会经济价值,引导政府和茶农有效保护及合理利用古茶树提供理论依据。【方法】田间调查22个优良大厂茶古树单株及其4年生无性系子代株系的春梢物候期、产量构成因子及持嫩性,并测定其春梢一芽二叶的主要品质成分含量,对大厂茶古树与其无性系子代株系农艺性状和主要品质性状进行比较分析、主成分分析和综合评价。【结果】除古树L12和L15外,其余20个古树的萌动期、一芽一叶期和一芽二叶期均比其子代株系晚。除古树L01、L14、L15和L22外,其余18个古树的一芽三叶期均比其子代株系晚。除古树L01、L05、L07、L10、L12、L14、L15和L22外,其余14个古树的驻芽期均比其子代株系晚;除古树L10、L14、L15、L18、L19、L20和L22外,其余15个古树的产量构成因子及持嫩性均比其子代株系差或一致;除古树L03、L12、L14、L15和L16外,其余17个古树的水浸出物含量、茶多酚含量、总糖含量和可溶性糖含量均显著高于其子代株系(P<0.05,下同)。除古树L21外,其余21个古树的游离氨基酸含量均显著低于其子代株系;基于春梢物候期、产量构成因子、持嫩性和主要品质性状等17个数量性状的主成分分析和综合评价结果表明,22个古树的综合得分均低于其子代株系,基于8个主要品质性状的主成分分析和综合评价结果表明,22个古树的综合得分均高于其子代株系。【结论】大厂茶古树茶的风味物质较其无性系子代丰富,但大多数大厂茶古树表现出产量较低、物候期晚、生长周期较无性系子代短。

关键词: 大厂茶;无性系子代;农艺性状;品质性状;比较分析

中图分类号:S571.102.4                              文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2022)02-0343-13

Comparative analysis of agronomical and quality traits of ancient trees and their clonal progenies in Camellia tachangensis

LI Cai-yun SONG Qin-fei FAN Qiao HE Ying-qin ZHAO Zhi-fei LI Fang NIU Su-zhen CHEN Zheng-wu

(1College of Tea Science, Guizhou University, Guiyang  550025, China; 2 Guizhou Vocational and Technical College of economy and Trade, Duyun, Guizhou  550001, China; 3Guizhou Tea Research Institute,

Guiyang  550025, China)

Abstract:【Objective】To compare and analyzeagronomical traits and quality traits of ancient trees and their clone progenies in Camellia tachangensis so asto provide a theoretical basis for evaluating the social and economic value of ancient trees and clonal tea gardens,guide the government and tea farmers to effectively protect and utilize ancient trees. 【Method】The phenological phase of spring shoots,yield components and tenderness-keeping ability of 22 excellent ancient trees and their 4-year-old clonal progenies in C. tachangensis were investigated in the field. The content of the main quality biochemical components of one bud and two leaves was determined to conduct comparative analysis, principal component analysis and comprehensive evaluation of agronomical traits and quality traits of ancient trees and its clone progenies. 【Result】Except for ancient trees L12 and L15, the germination phase, one bud and one leaf phase and one bud and two leaves phase of 20 ancient trees were later than that of their clonal progenies. Except for ancient trees L01,L14,L15 and L22, the one bud and three leavesphase of 18 ancient trees were later than that of their clonal progenies. Except for ancient trees L01,L05,L07,L10,L12,L14,L15 and L22, the bud-standing phase of 14 ancient trees were later than that of their clonal progenies. Except for ancient trees L10,L14,L15,L18,L19,L20 and L22, theyield components and tenderness-keeping ability of 15 ancient trees were worse than or consistent with  that of their clonal progenies. Except for the ancient tree L03,L12,L14,L15 and L16, the water extracts content, tea polyphenol content, total sugar content and glucose content of 17 ancient trees were significantly higher than that of their clonal progenies (P<0.05, the same below). Except for the ancient tree L21, the amino acids content of 21 ancient trees was significantly lower than that of their clonal progenies. The results of principal component analysis and comprehensive evaluation based on 17 quantitative traits,including phenological phase of spring shoots,yield components,tenderness keeping ability and main quality traits showed thatthe factor score of the 22 ancient trees were lower than that of their clonal progenies. The results of principal component analysis and comprehensive evaluation based on 8 main quality traits showed that the factor scores of the 22 ancient trees were higher than that of their clonalprogenies. 【Conclusion】Ancient trees in C. tachangensis has more flavor substances than their clonal progenies, but most ancient trees in C. tachangensis show lower yield,late phenological phase and shorter growth cycle than that of their clonal progenies.

Key words: Camellia tachangensis; clonal progenies; agronomicaltraits; quality traits; comparative analysis

Foundation items: Project of the National Science Foundation(32060700);Project of the Key Field Project of Natural Science Foundation of Guizhou Provincia(QKHJC〔2019〕1404);Project of the Key Field Project of Natural Science Foundation of Guizhou Provincial Department of Education (Qianjiaoke KY〔2021〕042);Science and Technology Plan Project of Qianxinan (2019-1-69)

0 引言

【研究意义】大厂茶(Camellia tachangensis)为山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)茶组(Sect. Thea)的野生型古茶树种质,具有较原始遗传背景,在进化上保持了原始特性,是遗传多样性丰富的初级种质,广泛分布于贵州省境内(陈亮等,2000;牛素贞等,2020;黄政等,2021)。近年来,随着贵州脱贫攻坚和乡村振兴行动逐渐推进,作为主导产业的茶产业也在不停调整升级,在大厂茶集中分布区,茶农开始对大厂茶古树进行采摘及加工,同时盲目对古茶树开展繁育种植(段学艺等,2011;朱毅和徐俊昌,2018),由于对大厂茶种质资源的利用缺乏科学依据,大量大厂茶古树被过度采摘遭到严重破坏,导致其繁育的种苗存在纯度不高、优势不强等问题,对大厂茶种质资源的保护和利用存在极大的隐患。因此,对大厂茶古树及其无性系子代株系的主要性状进行比较分析,科学评价大厂茶古树及其无性系茶园的社会经济价值,对大厂茶古树的有效保护及合理利用具有重要意义。【前人研究进展】优异茶树种质资源不仅包括品质优异且具有重要经济价值的茶树资源,还包括性状表型特殊或稀有的特异种质资源(陈杰丹等,2019)。陈正武等(2015)对贵州野生、半野生、地方品种变异体和杂交的茶树种质资源进行生化成分评价鉴定及遗传多样性分析,鉴选出2份高氨基酸的特异资源和13份适制红绿茶的茶树种质资源。宋勤飞等(2021)对掌克古茶树无性系苗的主要形态性状和品质成分进行分析,通过聚类分析和综合评价等方法筛选出一批优异茶树种质资源。大厂茶属于野生型茶树种质,近年来人们逐渐重视对大厂茶种质资源的收集、保护、鉴定评价及开发利用,并对其形态性状、生理生化特性、植茶土壤生态、种群生命表及生存能力等方面进行研究报道(虞富莲,2006;牛素贞等,2019;何季等,2021),为大厂茶的保护和开发提供理论参考。张婷等(2010)研究发现,大厂茶茶多酚含量相对较高,品质优异,可在医药、保健、食品和饮料生产方面作为优异资源深入研究。刘声传等(2013)研究发现,大厂茶主要分布在海拔差异小、纬度低和具有较高温湿度等相似气候的贵州西南部,其适应多雨的气候条件,生长速度快,树型为乔木或小乔木,叶面隆起,耐寒性强。牛素贞等(2017)研究发现,大厂茶一年生无性系幼苗属于较强抗旱的野生茶树种质资源,可通过诱导渗透调节机制、启动保护酶系统、提高根系活力和生长量来适应中度和重度干旱胁迫,保证茶树正常生长发育。Niu等(2019)研究发现,大厂茶在贵州多个县均具有丰富的种质资源,其遗传多样性丰富,在品质、抗性等方面具有很好的优势。刘苇等(2021)研究发现,野生大厂茶的氨基酸组分和挥发性芳香物质含量丰富,存在一定的差异性和多样性。【本研究切入点】随着茶产业的发展以及茶树品种结构调整,对大厂茶野生驯化的研究也逐渐开展(牛素贞和樊卫国,2013;牛素贞等,2017;Niu et al.,2019)。但目前鲜见有关大厂茶古树与其无性系子代株系的农艺性状和品质性状比较分析及大厂茶优良品系鉴选的研究报道。【拟解决的关键问题】以本课题组前期鉴选的22个优势大厂茶古树单株及其4年生无性系子代株系为供试材料,系统评价其春梢物候期、产量构成因子、持嫩性和主要品质性状,并对大厂茶古树与其无性系子代株系主要性状进行比较分析,以期为大厂茶古树的有效保护和合理利用以及大厂茶新品种选育提供基础材料和理论依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料及种植

以分布在贵州省普安县青山镇的22个100年以上大厂茶古树单株(以下简称“古树”)为供试材料(表1),采集古树上生长旺盛的健康穗条用于扦插繁殖,获得其无性系子代株系(以下简称“子代株系”)。栽培株行距为2 m×2 m,每个株系种植200株。古树和子代株系的生长状态如图1所示。古树主要分布在山林中呈自然生长状态,海拔范围为1563~1667 m,经度范围为104°50′~104°59′,纬度范围为25°23′~25°27′。子代株系均种植于品种比较试验基地,海拔范围为1634~1645 m,经度范围为104°50′~104°52′,纬度范围为25°24′~25°25′,古树和其子代株系均按照常规方法進行肥水管理。对22个古树及其4年生子代株系的春梢物候期、产量构成因子、持嫩性和主要品质性状开展比较分析。

试验地属于中亚热带湿润季风气候区,年均气温约14 ℃,无霜期约290 d,年均日照1563 h,年均降水量1439 mm。

1. 2 研究方法

1. 2. 1 春梢物候期调查 参考NY/T 1312─2007《农作物种质资源鉴定技术规程  茶树》分别对古树和子代株系的萌动期、一芽一叶期、一芽二叶期、一芽三叶期和驻芽期等5个春梢物候期进行调查。每个古树随机选取3处33 cm×33 cm的蓬面进行观察,每个子代株系选取株系中间连续5株健康植株作为观察对象,固定观察每株茶树越冬芽顶芽,每隔1 d观察一次,记录1/2的越冬芽达到每个春梢物候期的时间,观察期间保护观察对象的芽稍,直到驻芽生出为止。参考张波等(2021)方法对春梢物候期进行赋值。

1. 2. 2 产量构成因子及其持嫩性调查 参照NY/T  1312─2007《农作物种质资源鉴定技术规程  茶树》对古树和子代株系的芽叶肥硕度、一芽三叶长、百芽重等3个产量构成因子及其持嫩性进行调查。

1. 2. 3 主要品质成分测定 生化分析样品按照NY/T  1312─2007《农作物种质资源鉴定技术规程  茶树》进行采制,采摘春茶的第一轮一芽二叶,将鲜叶在蒸锅内蒸2 min左右,放在90 ℃烘箱内烘干,低温保存备用;水浸出物含量、游离氨基酸含量、咖啡碱含量和茶多酚含量的测定分别参照GB/T 8305─2013《茶 水浸出物测定》、GB/T 8314─2013《茶 游离氨基酸总量的测定》、GB/T 8312─2013《茶  咖啡碱测定》、GB 8313─2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》;总糖含量和可溶性糖含量的测定参照张正竹(2009)的方法;总果胶含量和可溶性果胶含量的测定参照赵雪丰(2012)的方法。以上主要品质成分测定均进行3次重复。

1. 3 综合评价

采用因子分析提取主成分法(PCA),综合各数量性状对22个古树及其子代株系进行综合评价(董胜君等,2020)。将数量性状的标准化数据带入各主成分中,计算各主成分得分(F值),根据各主成分的贡献率确定权重系数,再利用模糊隶属函数对各主成分得分进行归一化处理,最后计算各材料的表型综合值(IFI值),筛选出优异大厂茶品系。

F=χ1У12У2+………+χmУm(1)

IFI=λ1F1 2F2+………+λmFm(2)

(1)和(2)式中,F表示單个主成分得分;χ表示数量性状的标准化数据;У表示各主成分的特征向量值;λ表示对应主成分的贡献率。

1. 4 统计分析

采用Excel 2010和SPSS 26.0进行数据分析。

2 结果与分析

2. 1 古树与其子代株系春梢物候期比较分析结果

通过对22个古树与其子代株系春梢物候期比较分析,结果(图2)显示,除古树L15的萌动期比其子代株系早1 d,古树L07、L16、L22的萌动期比其子代株系晚1 d外,其余18个古树的萌动期均比其子代株系晚3~13 d;除L15的一芽一叶期分别比其子代株系早2 d,古树L12比其子代株系晚1 d外,其余20个古树的一芽一叶期比其子代株系晚4~16 d;除古树L15的一芽二叶期比其子代株系早3 d,古树L12的一芽二叶期与其子代株系一致,古树L01与L14的一芽二叶期均比其子代株系晚1 d外,其余18个古树的一芽二叶期比其子代株系晚5~17 d;除古树L01、L14和L15的一芽三叶期分别比其子代株系早1、1和4 d,L22的一芽三叶期与其子代株系一致,古树L08的一芽三叶期比其子代株系晚1 d外,其余17个古树均比其子代株系晚2~12 d;除古树L01、L07、L10、L12、L14、L15和L22的驻芽期分别比其子代株系早4、6、1、6、8、4和4 d外,古树L05的驻芽期与其子代株系一致,古树L04和L20均比其子代株系晚1 d外,其余12个古树的驻芽期均比其子代株系晚2~10 d。

对22个古树与其子代株系不同春梢物候期>10 ℃的活动积温进行比较分析,结果(图3)显示,古树从萌动期至一芽一叶期、一芽一叶期至一芽二叶期和萌动期至一芽二叶期各春梢生育期>10 ℃的平均活动积温分别为161.6、43.4和205.1 ℃,变幅分别为80.0~215.5 ℃、10.0~76.6 ℃和187.8~352.1 ℃,变异系数分别为28.1%、42.1%和20.9%;子代株系从萌动期至一芽一叶期、一芽一叶期至一芽二叶期和萌动期至一芽二叶期各春梢生育期>10 ℃的平均活动积温分别为79.1、64.9和144.0 ℃,变幅分别为41.0~138.1 ℃、27.9~118 ℃和214.1~351.5 ℃,变异系数分别为32.2%、39.3%和25.8%。古树从萌动期至一芽一叶期所需活动积温较子代株系高,生育期长;古树从一芽一叶期至一芽二叶期所需活动积温较子代株系低,生育期短。

2. 2 古树与子代株系产量构成因子及持嫩性比较分析结果

对22个古树与其子代株系的产量构成因子及持嫩性进行比较分析,结果(表2)显示,除古树L01、L03、L05、L07、L13、L15、L20、L21和L22的持嫩性均比子代株系差,古树L19的持嫩性比其子代株系强外,其余12个古树的持嫩性与其子代株系表现一致;除古树L01、L07、L15、L16、L17、L20和L22的芽叶肥硕度均比其子代株系差,古树L10和L18的芽叶肥硕度比其子代株系强外,其余13个古树的芽叶肥硕度均与其子代株系表现一致;除古树L15和L22的一芽三叶长显著高于其子代株系(P<0.05,下同),古树L14、L16和L20的一芽三叶长与其子代株系差异不显著(P>0.05,下同)外,其余17个古树的一芽三叶长均显著低于其子代株系;除古树L14、L15、L18、L20和L22的百芽重显著高于其子代株系外,其余17个古树的百芽重均显著低于其子代株系。

2. 3 古树与其子代株系主要品质性状比较分析结果

对22个古树与其子代株系的主要品质成分进行比较分析,结果(图4)显示,古树和子代株系的水浸出物含量均值分别为47.38%和44.22%,除古树L05的水浸出物含量与其子代株系差异不显著外,其余21个古树的水浸出物含量均显著高于其子代株系;古树与子代株系的茶多酚含量均值分别为24.15%和19.37%,除古树L14与其子代株系的茶多酚含量差异不显著外,其余21个古树的茶多酚含量均显著高于其子代株系,其中有6个古树的茶多酚含量>25.00%,分别为古树L02、L04、L05、L07、L08和L22;古树与子代株系的咖啡碱含量均值分别为2.98%和3.06%,除古树L02、L04、L06、L08、L12、L13、L14、L15、L17和L18的咖啡碱含量显著高于其子代株系,古树L20和L22的咖啡碱含量与其子代株系差异不显著外,其余10个古树的咖啡碱含量均显著低于其子代株系;古树与子代株系的游离氨基酸含量均值分别为2.29%和4.15%,除古树L21与其子代株系的游离氨基酸含量差异不显著外,其余21个古树的游离氨基酸含量均显著低于其子代株系,有16个子代株系的游离氨基酸含量>4.00%,其中有7个子代株系的游离氨基酸含量>4.50%,分别为子代株系L05、L06、L09、L11、L17、L20和L21,可作为高氨基酸大厂茶种质资源培育和利用;古树和子代株系的总糖含量均值分别为24.81%和20.23%,除古树L03和L12与其子代株系的总糖含量差异不显著外,其余20个古树的总糖含量均显著高于其子代株系;古树与子代株系的可溶性糖含量均值分别为3.86%和2.88%,除古树L16的可溶性糖含量显著低于其子代株系外,其余21个古树的可溶性糖含量均显著高于其子代株系;古树与子代株系的总果胶含量均值分别为5.53%和6.33%,除古树L05、L06、L07和L22的总果胶含量显著高于其子代株系,古树L01、L08和L18的总果胶含量与其子代株系差异不显著外,其余15个古树的总果胶含量均显著低于其子代株系;古树与子代株系的可溶性果胶含量均值分别为1.88%和2.11%,除古树L02、L03、L10、L11、L18、L19和L21的可溶性果胶含量显著高于其子代株系,古树L12、L13、L14、L16、L20的可溶性果胶含量与其子代株系差异不显著外,其余10个古树的可溶性果胶含量显著低于其子代株系。

2. 4 古树及其子代株系综合评价

2. 4. 1 基于春梢物候期、产量构成因子、持嫩性和主要品质性状综合评价 对22个古树及其子代株系的春梢物候期、产量构成因子、持嫩性和主要品质性状等17个数量性状进行主成分分析,将分析结果进行KMO和巴特利特(Bartlett)检验,结果发现各因素关联程度较高(KMO>0.6,P<0.05),主成分分析结果较理想。由表3可知,前4个主成分的特征值均在1.0以上,累计贡献率达72.39%,基本能反映古树和子代株系的17个数量性状的大部分信息。第一主成分(PC1)特征值最大,为7.80,贡献率达43.32%,正向特征向量较高的性状有一芽一叶期、一芽二叶期、游离氨基酸含量、萌动期和一芽三叶期,其特征向量分别为0.91、0.86、0.86、0.84和0.76,这些性状主要与大厂茶古树和子代株系的春梢物候期和游离氨基酸有关。第二主成分(PC2)特征值为2.64,贡献率为14.65%,正向特征向量较高的性状为芽叶肥硕度、持嫩性、驻芽期和百芽重,其特征向量分别为0.71、0.67、0.65和0.41,这些性状主要与大厂茶古树和子代株系的产量构成因子及其持嫩性有关。第三主成分(PC3)特征值为1.57,贡献率为8.72%,正向特征向量较高的性状是水浸出含量、总糖含量、一芽三叶长、持嫩性和百芽重,其特征向量分别为0.41、0.32、0.31、0.29和0.28,主要与大厂茶古树和子代株系的主要品质性状和产量构成因子有关。第四主成分(PC4)特征值为1.03,贡献率达5.70%,正向特征向量较高的性状是百芽重、一芽三叶长和咖啡碱,其特征向量为0.40、0.31和0.31。

采用主成分分析法对22个古树及其子代株系的17个数量性状进行综合评价。将古树及其子代株系的17数量性状的标准化值带入上述4个主成分中,可求得各材料的4个主成分得分(F),其中第一个主成分线性方程为F1=0.84χ1+0.91χ2+0.86χ3+0.76χ4-0.52χ5+0.34χ6+0.22χ7+0.61χ8+0.72χ9-0.76χ10+0.86χ11-0.85χ12-0.18χ13-0.83χ14-0.80χ15+0.39χ16+0.27χ17。将4个主成分得分用隶属函数归一化处理,再根据各主成分的贡献率可得出综合得分(IFI)与4个因子之间的关系为IFI=0.43F1+0.15F2+0.09F3+0.06F4,最后得到22个古树及其子代株系的综合得分值。由表4可知,22个古树的综合得分均低于其子代株系,古树的综合得分为0.11~0.44,均值为0.24,子代株系的综合得分为0.39~0.59,均值为0.49;子代株系排在前十名的材料依次是L06、L13、L21、L12、L07、L14、L20、L22、L08和L17,古树排在前十名的材料依次是L14、L15、L21、L22、L16、L12、L20、L06和L10。综合得分与17个数量性状的相关分析结果(表5)显示,综合得分与萌动期、一芽一叶期、一芽二叶期、一芽三叶期、游离氨基酸含量、持嫩性、芽叶肥硕度、百芽重和一芽三叶长等9个数量性状呈极显著正相关(P<0.01)。

2. 4. 2 基于主要品质性状综合评价 对22个古树及其子代株系的8个主要品质性状进行主成分分析,結果(表6)显示,前3个主成分的特征值均在1.0以上,累计贡献率达80.26%,能反映古树和子代株系主要品质性状的大部分信息。第一主成分(PC1)特征值最大,为4.30,贡献率达53.80%,正向特征向量较高的性状有茶多酚含量、总糖总量、可溶性糖含量、水浸出物含量,其特征向量分别为0.92、0.89、0.88和0.86。第二主成分(PC2)特征值为1.10,贡献率为13.77%,正向特征向量较高的性状为咖啡碱含量和总果胶含量,其特征向量分别为0.80和0.55。第三主成分(PC3)特征值为1.02,贡献率为12.69%,正向特征向量较高的性状是可溶性果胶含量和咖啡碱含量,其特征向量分别为0.79和0.51。

采用主成分分析法对22个古树及其子代株系的8个主要品质性状进行综合评价,结果(表7)显示,22个古树的综合得分均高于其对应的子代株系,古树的综合得分为0.32~0.69,均值为0.52,子代株系的综合得分为0.10~0.33,均值为0.21。通过综合排名显示,子代株系排在前十名的材料依次是L01、L07、L02、L14、L12、L03、L04、L20、L15和L13,古树排在前十名的材料依次是L07、L01、L19、L05、L13、L08、L09、L18、L02和L10。

3 讨论

茶树的春梢物候期是茶树品种选育的重要经济性状,主要受到遗传因素与环境因素互作的影响(吴琼等,2019)。本研究结果显示,古树与子代株系在受产地因素影响较小且肥水管理一致的情况下,大部分古树春梢物候期均晚于其子代株系,总体表现趋势一致,说明树龄是引起古树与子代株系物候期产生差异的主要因素,推测是由于古树树龄较大而老化引起茶树吸收营养能力降低,从而推迟其茶树春季物候期(刘健伟;2018;王海斌等,2018)。而古树L15的春梢物候期早于其子代株系,主要可能是与其遗传特性较稳定等有关,尚需进一步研究验证。

茶树的产量构成因子和持嫩性受立地环境和树龄影响较大。王烨军和叶靖(2003)、李海琳等(2017)研究显示不同树龄鲜叶的百芽重、头轮新梢一芽三叶的生育期及延续时间的差异显著。王庆龄等(2020)研究发现,树龄对油茶树生长和产量有显著影响,从产前期到盛产期,油茶坐果数和果实直径随树龄增大逐渐增加。本研究结果显示,古树的产量构成因子整体表现为持嫩性较差、对夹叶比重大、芽叶小、叶质较薄、百芽重较轻,且有15个古树在产量构成因子及其持嫩性较其子代株系差,验证了茶树树龄显著影响其芽叶产量和持嫩性,与王烨军等(2003)的研究结果基本一致。

茶叶中的茶多酚、氨基酸、咖啡碱及可溶性糖等是茶叶主要的次生代谢物质,共同作用于其色、香、味的形成。茶树从幼年期到壮年期,其生理机制日趋成熟,芽叶的新陈代谢及同化能力不断增加,主要次生代谢物质增加,从壮年期到老年期,细胞衰老,同化能力日益减弱,物质代谢水平降低,品质成分含量降低(周晋,2015)。叶江华等(2016)、李良清等(2020)研究发现,不同树龄的茶树游离氨基酸含量随着茶树树龄增加呈先上升后下降的趋势,且不同树龄间达显著差异。石晶等(2019)、王飞权(2020)研究发现,水浸出物含量、糖类物质积累量增加也与树龄密切相关,随树龄的增加呈上升趋势。本研究中古树的平均游离氨基酸含量显著低于其子代株系,但古树的水浸出物含量、茶多酚含量、总糖含量和可溶性糖含量显著高于其子代株系。该结果可能主要是与不同树龄茶树的品质成分在代谢水平上发生变化有关(刘健伟,2016),推测其主要原因是古树树龄较大,同化能力日益减弱,在新梢萌发过程中氮代谢减弱促进茶树碳代谢加强,使氨基酸含量降低而多酚类物质和糖类物质的含量显著增加。

主成分分析法已广泛应用于作物遗传多样性综合评价,将多个变量数据通过降维处理组合出数量较少又尽可能多地反映原始变量信息的综合变量,可为研究者提供更直观、便捷和量化的参考(李艳红等,2021)。本研究利用整合主成分分析、隶属函数法和相关性分析对22个大厂茶古树及其子代株系进行综合评价,结果显示,基于春梢物候期、产量构成因子和主要品质性状等数量性状,22个古树的综合得分均低于其子代株系,而基于主要品质性状,22个古树的综合得分均高于其子代株系。这一结果说明古树茶风味物质含量丰富,也进一步解释了古树茶因其产量低、生长期短等因素作为优质稀缺性茶叶资源而被商家和消费者青睐的社会现象。但这一现象很有可能在经济利益的诱惑下,茶农追求高经济效益,过度的采摘而致使古茶树遭到严重的破坏。因此,本研究结果能为科学评价古树茶及无性系茶园的社会经济价值,引导政府和茶农有效保护及合理利用古茶树提供理论依据。

4 结论

大厂茶古树茶的风味物质较其无性系子代丰富,但與无性系子代相比,大多数大厂茶古树表现出产量低、物候期晚、生长周期短的特点。基于物候期、产量构成因子及其主要品质性状的综合评价鉴选出L06、L13、L21、L12、L07、L14、L20、L22、L08和L17等10份优异大厂茶无性系子代株系。

参考文献

陈杰丹,马春雷,陈亮. 2019. 我国茶树种质资源研究40年[J]. 中国茶叶,41(6):1-5. [Chen J D,Ma C L,Chen L. 2019. 40 years of research on tea germplasm resources in china[J]. China Tea,41(6):1-5.] doi:10.3969/j.issn. 1000-3150.2019.06.001.

陈亮,虞富莲,童启庆. 2000. 关于茶组植物分类与演化的讨论[J]. 茶叶科学,(2):89-94. [Chen L,Yu F L,Tong Q Q. 2000. Discussions on phylogenetic classification and evolution of Sect. Thea [J]. Journal of Tea Science,(2):89-94.] doi:10.13305/j.cnki.jts.2000.02.003.

陈正武,陈娟,龚雪,张小琴. 2015. 28份贵州茶树种质资源的生化成分多样性分析[J]. 西南农业学报,28(4):1517-1523. [Chen Z W,Chen J,Gong X,Zhang X Q. 2015. Diversity analysis for biochemical components of 28 tea germplasm resources in Guizhou[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,28(4):1517-1523.] doi:10.16213/j.cnki.scjas.2015.04.021.

董胜君,孙永强,陈建华,卢彩云,刘权钢,刘立新. 2020. 野杏无性系表型性状多样性分析及综合评价[J]. 植物遗传资源学报,21(5):1156-1166. [Dong S J,Sun Y Q,Chen J H,Lu C Y,Liu Q Y,Liu Q G,Liu L X. 2020. Phenotypic traits diversity analysis and comprehensive evaluation of armeniaca vulgaris var. ansu clones[J]. Journal of Plant Genetic Resources,21(5):1156-1166.] doi:10. 13430/j.cnki.jpgr.20200305001.

段学艺,胡华健,王家伦,曹雨,赵华富. 2011. 黔西南州大茶树资源现状及其保护与利用[J]. 农技服务,28(12):1736-1737. [Duan X Y,Hu H J,Wang J L,Cao Y,Zhao H F. 2011. Present situation of protection and utilization of tea resources in southwestern Guizhou[J]. Agricultural Technology Services ,28(12):1736-1737.] doi:10.3969/ j.issn.1004-8421.2011.12.060

何季,卢青,吴传美,杨谨铭,黄春艳,甘正刚,姚斌. 2021. 贵州省珍稀四球茶茶树和土壤的碳氮磷生态化学计量特征[J]. 南方农业学报,52(3):682-692. [He J,Lu Q,Wu C M,Yang J M,Huang C Y,Gan Z G,Yao B. 2021. Stoichiometric characteristics of plants and carbon,nitrogen and phosphorus in soils of precious tea species Camellia tetracocca Zhang in Guizhou Province[J]. Journal of Southern Agriculture,52(3):682-692.] doi:10.3969/j.issn. 2095-1191.2021.03.016.

黄政,宋勤飞,尹杰,李芳,牛素贞. 2021. 黔中地区大茶树种质资源基于形态性状的遗传多样性分析[J]. 分子植物育种,19(15):5189-5203. [Huang Z,Song Q F,Yin J,Li F,Niu S Z. 2021. Genetic diversity of tea germplasm in central Guizhou based on morphological characters[J]. Molecular Plant Breeding,19(15):5189-5203.] doi:10. 13271/j.mpb.019.005189.

李海琳,王丽鸳,成浩,韦康,阮丽,吴立赟. 2017. 氮素水平对茶树重要农艺性状和化学成分含量的影响[J]. 茶叶科学,37(4):383-391. [Li H L,Wang  L Y,Cheng H,Yuan L,Wu L Y. 2017. The effects of niteogen supply on agronomic traits and chemical components of tea plant[J].Journal of Tea Science,37(4):383-391.] doi: 10.13305/j.cnki.jts.2017.04.010.

李良清,鄭文俊,陈荣平,吴利兵,刘畅. 2020. 不同树龄武夷肉桂生化成分及感官品质比较分析[J]. 广东茶业,(5):10-13. [Li L Q,Zheng W J,Chen R P,Wu L B,Liu C. 2020. Comparative analysis of the biochemical components and sensory quality of Wuyi cinnamon of different tree ages[J]. Guangdong Tea,(5):10-13.] doi:10.3969/j.issn.1672-7398.2020.05.003.

李艳红,聂俊,郑锦荣,谭德龙,张长远,史亮亮,谢玉明. 2021. 华南地区樱桃番茄表型性状遗传多样性分析及综合评价[J]. 园艺学报,48(9):1717-1730. [Li Y H,Nie J,Zheng J R,Tan D L,Zhang C Y,Shi L L,Xie Y M. 2021. Genetic diversity analysis and multivariate evaluation of cherry tomato by phenotypic traits in south China [J]. Journal of Horticulture:48(9):1717-1730.] doi:10. 16420/j.issn.0513-353x.2020-0926.

刘健伟,方寒寒,袁新跃,骆东亮,于璇,杨青,何丹,夏再瑾. 2018. 氮素对茶树生理及品质成分影响的研究进展[J]. 茶叶学报,59(3):155-161. [Liu J W,Fang H H,Yuan X Y,Luo D L,Yu X,Yang Q,He D,Xia Z J. 2018. Research progress on effect of nitrogen on physiological metabolism and major quality-related constituents in tea plants[J]. Acta Tea Sinica,59(3):155-161.]

刘健伟. 2016. 基于组学技术研究氮素对于茶树碳氮代谢及主要品质成分生物合成的影响[D]. 北京:中国农业科学院. [Liu J W. 2016. Omics-based study on the metabolism of C/N and biosynthesis of main quality related components in tea plants affected by nitrogen[D]. Beijing:Chinese Academy of Agricultural Sciences Dissertation.]

刘声传,曹雨,鄢东海,魏杰,赵华富,段学艺. 2013. 贵州野生茶树资源地理分布和形态特征与气候要素的关系[J]. 茶叶科学,33(6):517-525. [Liu S C,Cao Y,Yan D H,Wei J,Zhao H F,Duan X Y. 2013. Geographical distribution and morphology of wild tea germplasm resources in Guizhou and its relationship with climatic factors[J]. Journal of Tea Science,33(6):517-525.] doi:10.13305/j.cnki.jts.2013.06.012.

刘苇,邓朝义,陈兴,卢永成,廖德胜. 2021. 大厂茶茶叶中游离氨基酸及挥发性芳香物质分析[J]. 浙江林业科技,41(3):1-14. [Liu W,Deng C Y,Chen X,Lu Y C,Liao D S. 2021. Determination of free amino acid and volatile aromatic compound in Camellia tachangensis[J]. Journal of Zhejiang Forestry Science and Technology,41(3):1-14.] doi:10.3969/j.issn.1001-3776.2021.03.001.

牛素贞,安红卫,刘文昌,陈正武. 2020. 贵州古茶树种质资源的生育期及春梢萌发特性[J]. 贵州农业科学,48(3):10-15. [Niu S Z,An H W,Liu W C,Chen Z W. 2020. Growth stage and spring shoot germination characteristics of ancient tea germplasm resources in Guizhou[J]. Guizhou Agricultural Sciences,48(3):10-15.] doi:10.3969/j.issn. 1001-3601.2020.03.003.

牛素贞,樊卫国. 2013. 喀斯特地区古茶树幼苗对干旱胁迫的生理响应及其抗旱性综合评价[J]. 园艺学报,40(8):1541-1552. [Niu S Z,Fan W G. 2013. The physiological response of cutting seedlings of acient tea plant to drought stress and comprehensive evaluation on their drought resistance capacity in karst region[J]. Acta Horticulturae Sinica,40(8):1541-1552.] doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2013.08.009.

牛素贞,宋勤飞,安红卫,黄政,刘霞,赵德刚,陈正武. 2019. 贵州古茶树种质资源基于形态特征的多样性研究[J]. 浙江农业学报,31(10):1689-1699. [Niu S Z,Song Q F,An H W,Huang Z,Liu X,Zhao D G,Chen Z W. 2019. Diversity of ancient tea germplasm based on morphological characteristics in Guizhou[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis,31(10):1689-1699.] doi:10.3969/j.issn.1004-1524.2019.10.15.

牛素貞,宋勤飞,樊卫国,陈正武. 2017. 干旱胁迫对喀斯特地区野生茶树幼苗生理特性及根系生长的影响[J]. 生态学报,37(21):7333-7341. [Niu S Z,Song Q F,Fan W G,Chen Z W. Effects of drought stress on leaf physiologi-cal characteristics and root growth of the clone seedlings of wild tea plant[J]. Acta Ecologica Sinica,37(21):7333-7341.]doi:10.5846/stxb201608161674

石晶,胡秋林,陈荣冰. 2019. 不同树龄武夷水仙品质生化成分及感官品质比较分析[J]. 福建茶叶,41(8):5-6. [Shi J,Hu Q L,Chen R B. 2019. Comparative analysis of biochemical components and sensory quality of Wuyi daffodils of different tree ages[J]. Fujian Tea,41(8):5-6.]

宋勤飞,王亚,张雪寒,尹杰,牛素贞. 2021. 掌克古茶树无性系苗主要形态性状和生化成分的分析与评价[J/OL]. 分子植物育种,http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S. 20210805.0918.004.html. [Song Q F,Wang Y,Zhang X H,Yin J,Niu S Z. 2021. Analysis and evaluation of main  morphological characters and biochemical components of clonal seedlings of ancient tea plant in Zhangke [J/OL]. Molecular Plant Breeding,http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20210805.0918.004.html.]

王飞权. 2020. 不同树龄武夷岩茶品质差异形成的机理[D]. 杨凌:西北农林科技大学. [Wang F Q. 2020. The formation mechanism of the quality difference of Wuyi rock tea made from different tree ages[D]. Yangling:Northwest A & F University.] doi:10.27409/d.cnki.gxbnu.2020.001443.

王海斌,陈晓婷,丁力,叶江华,贾小丽,孔祥海,何海斌. 2018. 福建省安溪县茶园土壤酸化对茶树产量及品质的影响[J]. 应用与环境生物学报,24(6):1398-1403. [Wang H B,Chen X T,Ding L,Ye J H,Jia X L,Kong X H,He H B. 2018. Effect of soil acidification on yield and quality of tea tree in tea plantations from Anxi County,Fujian Province[J]. China Journal Application Environmental Biology,24(6):1398-1403.] doi:10.19675/j.cnki.1006-687x.2017.12008.

王庆龄,袁小康,李明辉,谭俨. 2020. 不同树龄油茶的生长发育、产量和病虫害抗性[J]. 农技服务,37(4):31-32. [Wang Q L,Yuan X K,Li M H,Tan Y. 2020. Growth and deve-lopment,yield and pest resistance of Camellia oleifera at different ages[J]. Agricultural Technology Services,37(4):31-32.]

王烨军,叶靖. 2003. 论树龄与茶叶品质关系[J]. 福建茶叶,(1):20-21. [Wang Y J,Ye J. 2003. On the relationship between tree age and tea quality[J]. Fujian Tea,(1):20-21.]

吴琼,刘丹丹,阮旭,沈季雪,徐奕鼎,王文杰,张正竹,夏恩华. 2019. 茶树越冬芽萌展期碳氮代谢动态及相关基因分析[J]. 安徽农业大学学报,46(4):559-563. [Wu Q,Liu D D,Ruan X,Shen J X,Xu Y D,Wang W J,Zhang Z Z,Xia E H. 2019. Analysis of dynamic changes of carbon and nitrogen metabolism and related gene expression in overwintering axillary bud during germination period of tea plant(Camellia sinensis)[J]. Journal of Anhui Agricultural University,46(4):559-563.] doi:10.13610/j.cnki.1672-352x.20191013.002.

叶江华,王海斌,贾小丽,李远华,康晓燕,孔祥海,何海斌. 2016. 不同树龄茶树叶片氨基酸含量变化分析[J]. 湖北农业科学,55(20):5355-5358. [Ye J H,Wang H B,Jia X L,Li Y H,Kang X Y,Kong X H,He H B. 2016. Analysis of changes of amino acid content in leaves of different age tea[J]. Hubei Agricultural Sciences,55(20):5355-5358.] doi:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.20. 047.

虞富蓮. 2006. “野茶”不如“家茶”好[J]. 普洱,(1):57-58. [Yu F L .2006. “Wild tea plant” not as good as “domestic tea plant”[J]. Pu-erh,(1):57-58.]

虞富莲. 2019. 茶源贵州 依据充分[J]. 当代贵州,(27):14. [Yu F L. 2019.  Sufficient evidence on Guizhou is the cradle of tea[J]. Guizhou Today,(27):14.] doi:10.3969/j.issn.1008-4967.2019.27.006

张波,戴国礼,秦垦,黄婷,何昕孺,赵启凤. 2021. 42份枸杞种质资源的物候特征[J]. 经济林研究,39(1):85-96. [Zhang B,Dai G L,Qin K,Huang T,He X R,Zhao Q F. 2021. Phenological characteristics of 42 wolfberry germplasm resources[J]. Non-wood Forest Research,39(1):85-96.] doi:10.14067/j.cnki.1003-8981.2021.01.011.

张婷,刘海燕,邹天才. 2010. 贵州8种野生山茶叶片主要化学成分的含量[J]. 贵州农业科学,38(11):78-80. [Zhang T,Liu H Y,Zou T C. 2010. Main chemical components in leaves of 8 wild Camellia species in Guizhou[J]. Guizhou Agricultural Sciences,38(11):78-80.] doi:10.3969/j.issn.1001-3601.2010.11.023.

张正竹. 2009. 茶叶生物化学实验教程[M]. 北京:中国农业出版社. [Zhang Z Z. 2009. Experimental course of tea biochemistry[M]. Beijing:China Agricultural Press.]

赵雪丰. 2012. 普洱茶渥堆过程中挥发性成分、茶多糖及果胶研究[D]. 合肥:安徽农业大学. [Zhao X F. 2012. The study of aroma components,tea polysaccharides and pectins during fermentation process of pu-erh tea[D]. Hefei:Agricultural University of Anhui.]

周晋. 2015. 不同林龄茶树林土壤理化性质及茶叶品质变化规律[J]. 河南农业科学,44(4):72-76. [Zhou J. 2015. Soil physical and chemical properties and tea qualities of different age stages of tea trees[J]. Henan Agricultural Science,44(4):72-76.] doi:10.15933/j.cnki.1004-3268. 2015.04.016.

朱毅,徐俊昌. 2018. 黔西南州古茶树资源保护立法研究[J]. 茶业通报,40(3):104-109. [Zhu Y,Xu J C. 2018. Study on the legislation of ancient tea resources reservation in southwestern Guizhou[J]. Journal of Tea Business,40(3):104-109.] doi:10.16015/j. cnki. jteabusiness.2018.0030

Niu S Z,Song Q F,Hisashi Koiwa,Qiao D H,Zhao D G,Chen Z W,Liu X,Wen X P. 2019. Genetic diversity,linkage disequilibrium,and population structure analysis of the tea plant (Camellia sinensis) from an origin center,Guizhou plateau,using genome-wide SNPs developed by genotyping-by-sequencing[J]. BMC Plant Biology,19:328. doi:10.1186/s12870-019-1917-5.

(责任编辑 陈 燕)

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