72份雪茄烟种质资源的鉴定评价和聚类分析

许美玲，贺晓辉，宋玉川，刘勇，李梅云，樊有银，李永平

1 云南省烟草农业科学研究院，云南昆明，650021；

2 云南省香料烟有限责任公司，云南保山，678000

72份雪茄烟种质资源的鉴定评价和聚类分析

许美玲1，贺晓辉2，宋玉川2，刘勇1，李梅云1，樊有银2，李永平1

1 云南省烟草农业科学研究院，云南昆明，650021；

2 云南省香料烟有限责任公司，云南保山，678000

为筛选出优质抗病的雪茄烟种质资源，在云南德宏开展72份雪茄烟种质的田间试验，结果表明，PA Swarr Hibshman产量高；Havana 142上中等烟比例高；多数种质烟叶外观质量好或较好；烟叶K2O为1.82%～5.75%，钾氯比为6.47～44.23，化学成分变异系数：糖碱比＞氮碱比＞两糖差＞总植物碱＞还原糖＞总糖＞钾氯比＞Cl-＞K2O＞总氮；Havana 142、Little Hill、Havana 211等感官评吸质量档次为较好，其余种质为较好-或中等+；多酚变异系数（29.38%～72.34%）排列为绿原酸＞新绿原酸＞隐绿原酸＞莨菪亭＞芸香苷。将72份资源聚为5类，雪茄内包皮被归在品质较好的第1、2类，雪茄外包皮被归在第3、4类，而雪茄茄芯被归在第3、4、5类。筛选出抗PVY的种质5份，对TMV免疫的10份，抗TMV的3份，抗黑胫病的种质1份，可供生产和育种选择利用。

雪茄烟；种质资源；抗性鉴定；外观质量；化学成分；多酚；感官评吸

雪茄是一种特殊的烟制品，其烟质特点是具有雪茄香型、香气浓郁、吃味浓、劲头大、烟气呈碱性、焦油与烟碱比值小[1]。雪茄烟原料按其用途分为外包皮、内包皮和茄芯。世界上生产雪茄烟的国家主要有古巴、菲律宾、印度尼西亚、美国等。国内雪茄烟种植集中在长江流域及其以南地区，如四川什邡、浙江桐乡和海南等[2]。国内雪茄烟叶优良品种严重匮乏，现有雪茄产区的主栽品种主要是从地方名优晾晒烟种质资源中筛选出来的，未经相关机构审定，品质差异较大，而且仅能用于茄芯生产，几乎不可用作外包皮。为此，研究人员采用以下方法进行改进：对现有品种进行提纯复壮，以保持其优良特性；引进国外优良品种等[3]。我国目前保存的雪茄烟种质资源不多，且多为引进种质，地方品种极少，其中最为著名的是浙江桐乡的“督叶尖干种”，雪茄烟种质资源仅占我国烟草种质资源的3%[4]。陈荣平等通过鉴定筛选出2份抗PVY的雪茄烟资源(Havana 10、Criollo Salteno 11)[5]。国内曾开展过雪茄烟引进种植及生产调制的研究[6-9]，但对于雪茄烟种质资源鉴定的未见报道。为此，本研究通过探索72份国外引进的雪茄烟种质资源的特性、抗逆性、产质量、适应性、调制方法等方面，筛选出适合生产和科研利用的优异的雪茄烟种质资源，为今后雪茄烟种植提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试的72份雪茄烟种质包括雪茄内包叶（CB cigar binde）、雪茄茄芯（CF cigar fi lled）、雪茄外包皮（CW cigar wrapper）等多种类型，分别来自于美国、哥斯达黎加、西班牙、德国、巴西、哥伦比亚、斯里兰卡等国家，这些资源被美国收集保存，并在美国种质资源信息网络（http://www.ars-grin.gov）信息系统中可查询到PI号（Number of Plant Ididentity）、名称和标示符、知识产权情况、是否可以对外共享、评注、历史渊源、作物的家谱等信息[10]，具体参见表1。

表1 各种质资源的来源及基本情况表Tab.1 Basic circs and origin of each germplasm resources

续表1

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1.2 试验设计及方法

田间试验设在云南省德宏州芒市风平镇那目村，面积0.27 hm2。采用随机区组设计，重复3次，共216个小区，每小区11m2，行株距110cm×50cm，每小区种植20株。每公顷施纯氮135 kg，N：P：K为1：1：3，底肥占60%，追肥占40%，追肥分2次施用，分别在移栽后7～10 d和25～30 d施用追肥的35%和65%。因天气干燥，在移栽后30 d走水灌溉（半沟水为宜），浅中耕和破膜培土，打脚叶和根茎部产生的叉烟。移栽30 d后，喷施甲霜灵锰锌和农用硫酸链霉素，防止黑胫病和碳疽病发生。烟叶初熟或适熟时采收，编杆后，利用现有钢架棚进行晾制，调制时注意遮荫、保湿（气候干燥时）、防霉变（雨天）等。

1.3 烟叶取样

打顶后在田间标记中部叶片（每株5片），分小区采收，编杆后调制，最后，取出作过标记的中部叶片做样品。取重量达1 kg以上的50份烟叶送中国农业科学院烟草研究所进行感官评吸、多酚和化学成分检测，其余样品送云南省烟草农业科学研究院进行常规化学成分检测。

1.4 主要病害抗性鉴定

PVY、TMV、黑胫病等主要病害的抗性鉴定各有专人负责，地点分别在云南省烟草农业科学研究院研和试验基地17号、9号、2号温室进行。

1.4.1 PVY抗性鉴定

采用漂浮育苗法育苗，当烟苗5～6片真叶时，移栽至3×5（15孔）的大孔育苗盘（孔径20cm）中，每份材料移栽1～2盘。移栽成活后，用高压喷枪摩擦接种；接种后14 d开始调查发病情况，每7 d一次，连续调查3次，计算发病率。以发病率最高的一次确定抗性。发病率＝发病株数/总株数×100%。发病率小于或等于35%判断为抗病(R)；发病率大于或等于50%判断为感病(S)。

1.4.2 TMV抗性鉴定

参照国家标准（GB/T 23224-2008），以感病对照品种发病最先达到感病（病情指数不低于60）时的调查数据为依据，进行抗病性评价。评价标准以病情指数或相对病情指数为准，分别为：高抗或免疫（HR）为0，抗病（R）0.1～20，中抗（MR）20.1～40，中感（MS）40.1～60；感病（S）60.1～80；高感（HS）80.1～100。

1.4.3 黑胫病抗性鉴定

采用茎基部菌谷接种法,将苗龄50 d左右的烟苗移栽至温室病圃内移栽后5 d接种。将培养18 d左右的菌谷按0.5 g/株的量接种于烟苗的茎基部,并及时覆土保湿,接种后5 d、7 d和10 d调查病情,以5 d、7 d和10 d调查的平均抗病指数作为抗性划分标准。病害分级按国家行业标准YC/T39-1996规定执行；根据病害严重度及对照品种的发病情况，病害分级（病指）为：抗病（R）（＜25）、中抗（MR）（25.1～50.0）、中感（MS）（50.1～75.0）、感病(S)（＞75）。

1.5 统计方法

在Excel表格中进行平均值计算、统计分析和制图等；采用烟草科研统计系统（DPS）进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 物候期

从物候期来看，播种期2014年10月11日，出苗期10月16日，各种质出苗一致，移栽期11月19日。Petite Havana SR1现蕾、开花、顶叶成熟早，全生育期最短为143天；PR 5-65现蕾、开花较晚；TI 516、Garcia、Tabaco Blanco等种质全生育期较长为191 d；变异系数以现蕾期最大，脚叶成熟期最小（表2）。

表2 主要物候期分析及其极值对应的种质资源Tab.2 Analysis of main phenophase and its extremum corresponding germplasm resources d、%

2.2 形态特征和特性

图1 形态特征和特性分类图Fig.1 Classi fi ed morphological and biological characters

72份种质资源的株型均为塔形；叶形主要有宽椭圆形、披针形、心脏形、长椭圆形；叶尖有钝尖、急尖、渐尖等；叶面有皱、平2种；叶色有浓绿、淡绿和绿3种；Dumbara无叶耳、有叶柄，其余种质均有叶耳、无叶柄，Tabaco Blanco较特殊，叶耳较长，2或3个叶片由叶耳相连；各种质的花序、花色、蒴果形状、茎叶角度和主侧脉角度等有差异；各性状份数及所占百分比见图1。

2.3 主要病害抗性鉴定

30份雪茄烟资源苗期PVY抗性鉴定：14 d、21 d、28 d调查值平均值分别为7.96%、62.20%、73.16%。即接种后，随着时间的延长，各种质发病率也在上升。以病率最高的一次来评判PVY的抗性，筛选出抗病资源11份（Havana 38、Havana 142、Havana 211、Havana 263、Havana K-2-24、Petite Havana SR1；Havana 503、Havana 503b、Little Dutch(Ohio)、Havana 322、Havana 425）（表3）。

44份雪茄烟资源苗期TMV抗性鉴定：免疫的10份（Havana 425、Havana 426、Havana 503、Havana 503b、Mass Ck-1、Lancaster Seed Leaf(ohio)、Pennbel 69、Pennlan、PR 5-65、911）、抗3份（PA SwarrHibshman、Red Rose、Virginia）、中抗7份（Havana K-2、Greider、Long Penn Binder、PA Broadleaf、Zimmer Spanish、589、658），中感21份和感3份。

35份雪茄烟资源苗期黑胫病抗性鉴定：Havana 503b抗黑胫病，其余种质感或中感黑胫病（表3）。

表3 各种质资源TMV、黑胫病和PVY抗性评价Tab.3 Resistance evaluation of TMV,black shank and PVY for each germplasm resources

续表3

续表3

2.4 化学成分

图2所示的各主要化学成分范围频次，36.11%的种质总糖和还原糖有在18.0%～24.0%和6.0%～22.0%的适宜范围；54.17%的种质总植物碱在1.0%～2.0%的雪茄烟适宜范围；76.39%的种质氧化钾在3%以上，其中，PR 1-60、7D等种质氧化钾＞5.0%，19份种质氧化钾在4%～5%之间。变异系数（CV）糖碱比＞氮碱比＞两糖差＞总植物碱＞还原糖＞总糖＞钾氯比＞Cl-＞K2O＞总氮（表4）。按优质雪茄烟叶主要化学成分标准[8]来衡量，分别有39份和3份资源的烟碱和氮碱比在优质雪茄烟标准范围，所有参试种质的氯和钾/氯比达标，其中，PR 1-60、PR 5-65、Swarr、PR 4-65、Swarr-hibshman、Long Penn Binder、Havana 501等种质钾氯比＞30.50。

图2 主要化学成分范围频次比较图Fig.2 Compare with frequency distribution for primary chemical component

表4 化学成分分析Tab.4 Chemical component

2.5 外观质量和感官评吸

不同类型的雪茄烟种质，其外观质量有差异，以Havana 38、Havana 211、Havana 425、Havana 426、Havana 501、Havana 503、Havana 503b、Havana K-1、Havana K-2、Mass Ck-1、Greider、Hill lsland、Holbein、PA Broadleaf、PR 4-65、Red Rose、Swarr、Swarr-hibshman、4R、7D、56-92、Azul Nalioc、Garcia、Volumteer Plant、Chaco Chivo、TI 528、Tabaco Blanco等种质外观质量较好。感官评吸香型风格均为雪茄，香型程度为较显+、较显-、有+、有等；劲头适中、适中+，质量档次有较好、较好-，中等+；香气质以Havana 142和Havana 211为好；香气量和浓度以Havana 307较高；余味以Havana 142和Havana 426较好；杂气以Havana 142较少；刺激性Havana 426最好；灰色和燃烧性相差不大。综合得分以Havana 142、Little Hill、Havana 211等较高，质量档次较好；其余资源质量档次较好-和中等+（表5）。

表5 各种质资源外观质量和感官评吸表Tab.5 Appearance quality and Sensory quality of each germplasm resources

续表5

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2.6 聚类分析

（1）对自然株高、打顶株高、茎围、节距、（下、中、上部）叶长和叶宽、叶数、产量、中上等烟比例、原烟叶长、单叶重、总糖、还原糖、两糖差、总氮、总植物碱、Cl-、糖碱比、氮碱比、K2O、K/Cl等25项采用标准化转化、欧氏距离、离差平方和法进行聚类，在截距为1.5附近将72份资源分为5类（图3），每一类都可以分成2个亚类，各类的极值、标准差、平均值、变异系数见附表1（因版面原因不在纸质版刊登，详见电子版）。各类分述如下：

第1类：包含种质36份（1、30、8、9、12、16、11、63、65、18、66、72、67、47、64、44、57、58、70、71、19、27、49、24、44、50、48、61、68、51、52、53、62、60、54、56、55）， 前20份为第1亚类（7份雪茄内包叶、9份雪茄外包皮、4份雪茄茄芯）；后16份为第2个亚类（13份为雪茄外包皮，3份为雪茄茄芯资源）。这一类的特点是植株较高，产量中等，叶片较小，总糖、还原糖、烟碱含量适中，钾含量平均3.3%。

图3 系统聚类图Fig.3 Cluster analysis diagram

第2类（5份）：17、37、38、59、69，这一类的植株较高，茎杆较细，节距大，叶片数少，叶片较小，产量低，中上等烟比例低，糖低，总氮和总植物碱含量高，钾含量低。

第3类（13份）：2、7、3、6、5、4、15、14、13、45、46、25、26，这一类植株较矮，叶片较大，产量中等，糖低，总氮和总植物碱中等，钾含量较高。

第4类（4份）：10、36、39、40，这一类植株较高，叶片数多，叶片大小中等，茎围、节距中等，产量中等，糖、总氮、总植物碱等含量中等，钾含量最高。

第5类（14份）：20、32、33、28、29、35、21、23、22、41、31、34、42、43，这一类植株矮，节距小，产量高，中上等烟比例较高，糖高、总氮和总氮较低，钾含量较高。

（2）对资料齐全的50份资源的总糖、还原糖、两糖差、总氮、总植物碱、Cl-、糖碱比、氮碱比、K2O、K/Cl、香气质、香气量、浓度、余味、杂气、刺激性、燃烧性、灰色、得分、新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、莨菪亭、芸香苷、总多酚等25项品质指标，采用标准化转化、欧氏距离、离差平方和法进行聚类，在截距为1.5左右处将50份资源分为5类（图4），图4编号对应的种质编号见附表2（因版面原因不在纸质版刊登，详见电子版）。雪茄内芯叶主要被归在第1、2类，雪茄外包皮主要被归在第3、4类，而雪茄茄芯则主要被归在第3、4、5类。同一类种质的化学成分、感官评吸和多酚指标相似度较高，品质相近的被聚同在一类。各类所包含资源编号及主要特点（附表3，因版面原因不在纸质版刊登，详见电子版）如下：

第1类：含雪茄内包叶12份（2、3、4、6、8、9、11、12、13、15、16、18）、雪茄外包皮1份（49）。该类糖、总氮、总植物碱等含量中等，钾含量较高，香气量、余味、杂气、刺激性、燃烧性较好，新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、芸香苷、总多酚含量较高，其余指标中等。

第2类：含雪茄内包叶4份（24、25、26、27）、雪茄外包皮1份（68）。总氮含量高，总糖、还原糖含量低，糖碱比较低，香气量、浓度、灰色较好，评吸总分第一，其余指标中等。

图4 系统聚类图Fig.4 Cluster analysis diagram

第3类：含雪茄内包叶1份（14）、雪茄茄芯3份（37、45、46）、雪茄外包皮4份（48、50、60、61）。烟碱含量高，氮碱比和K/Cl低，香气质差，刺激性强，灰色差，评吸总分最低，绿原酸、芸香苷和总多酚含量低，其余指标中等。

第4类：雪茄内包叶含 1份（10）、雪茄茄芯7份（21、22、23、28、30、31、41）、雪茄外包皮6份（58、63、64、65、66、72）。总糖、还原糖含量高，烟碱含量较低，糖碱比和氮碱比大，钾含量低，杂气重，莨菪亭含量低，其余指标中等。

第5类：含雪茄茄芯10份（29、32、33、34、35、36、39、40、42、43）。两糖差大，钾含量高，氯含量低，K/Cl大，莨菪亭含量高，总氮含量低，香气量少，浓度弱，余味不舒适，评吸总分较低，新绿原酸和隐绿原酸含量低，其余指标中等。

3 讨论和结论

适宜的生态环境是生产优质雪茄烟叶的基础[15]。世界上的优质雪茄烟产地均分布在南北回归线之间，特别是在23°N附近地区，该地区具有优质雪茄烟生产的独特生态条件，其中尤其以古巴最为著名。古巴最重要的优质雪茄烟种植区为Pinar del Rio 省的Vuelta Abajo 地区[9]。本项试验地设于芒市，芒市地处云南西部，德宏州东南部，位于东经98°05′～98°44′，北纬 24°05′～24°39′之间，年平均气温 19.6℃，日照时数2252.9小时，无霜期315 d，雪茄烟种植季节的平均气温：秋季（9～11月）21.2℃、冬季（12～2月）13.7℃、春季（3～5月）20.9℃。而芒市试验点的基本条件与古巴较为接近，为获得完整的雪茄烟种质资源特征特性资料提供有宜条件。

我国的雪茄烟资源较为缺乏，特别是外包皮烟叶，国内雪茄工业企业对优质外包皮的需求基本完全依赖进口[9,11-16]。本文包含雪茄内包叶、雪茄茄芯、雪茄外包皮等类型的资源，若能应用于生产，将为解决雪茄烟品种单一和雪茄外包皮品种缺乏的问题起到关键性的作用。但是，由于我国目前没有完整的雪茄烟叶分级标准，无法对各个种质资源进行经济效益分析；另外，由于雪茄烟调制技术不够完善，为解决调制过程中因雨水多而烟叶调制难的问题，还有许多工作要做。

本文综合田间试验、化学成分、外观质量、感官评吸和系统聚类分析等多方面研究，对72 份雪茄烟资源的特征特性进行了全面的分析，筛选出一批特异性的雪茄烟资源，其主要特性如下：

Havana 211、Havana 142等为雪茄内包叶，其产量中等，上中等烟比例较高，烟叶化学成分协调、外观质量较好、香气质好、香气量高、评吸质量档次较好，抗PVY，是优质的雪茄烟资源，可作为抗病亲本用于育种。

Little Hill、PA Swarr Hibshman、Glessnor、Holbein、PR 1-60等为雪茄茄芯资源，其产量相对较高，单叶重较大（11.0 g左右），油分多，叶片结构疏松或较疏松，烟叶外观质量较好、化学成分协调；PR 1-60氧化钾含量位居首位（5.75%），评吸质量档次较好（Little Hill）、较好-或中等+，而均为良好的雪茄茄芯。但由于感黑胫病，可考虑在黑胫病发生轻的地方种植。

4R、7D、Azul Nalioc、Garcia、Volumteer Plant、Chaco Chivo、TI 528、Tabaco Blanco等 为雪茄外包皮资源，其烟叶油分多或较多，色泽好，叶片结构疏松或较疏松，叶片柔韧性好，外观质量较好，评吸质量档次较好-或中等+，是良好的雪茄外包皮资源。只因感黑胫病，注意在黑胫病轻的区域种植。

Havana 38（雪茄内包叶）的绿原酸、芸香苷、总多酚等含量居首位，氧化钾含量较高（4.53%），香气量好，感官评吸质量较好-，抗PVY。

Petite Havana SR1（雪茄内包叶）总氮和总植物碱含量高，但产量较低，外观质量中等，感黑胫病和TMV，抗PVY。

Havana 503抗黑胫病，TMV免疫，PVY显示坏死斑，其产量中等，外观质量好，氧化钾含量较高（3.37%），感官评吸质量较好-。

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Identi fi cation,evaluation and cluster analysis of 72 cigar tobacco germplasm resources

XU Meiling1*,HE Xiaohui2,SONG Yuchuang2,LIU Yong1,Li Meiyun1,FAN Youyin2,LI Yongping1
1 Yunnan Academy of Tobacco Agricultural Sciences，Kunming 650021,China;
2 Yunnan Oriental Tobacco Company Ltd.,Baoshan 678000,Yunan,China

In order to select high quality sigar tobacco germplasm resources for breeding,field experiments using 72 cigar tobacco germplasm resources were conducted in Dehong,Yunan Province.Results revealed that,PA Swarr Hibshman was the highest yielding,followed by Glessnor.Havana 142 was the highest in upper and middle class tobacco leave proportion,followed by Havana 263.Most germplasm resources had better quality of facial appearance,and several of them had medium quality of facial appearance.Potasslum content ranged from 1.82% to 5.75%,and K2O/Cl-from 6.47 to 44.23.Oredr of coefficient of chemical indicants is as follows,ratio of Sugar-nicotine＞ratio of nitrogen-nicotine＞Di ff erence of total sugar and reducing sugar＞nicotine＞reducing sugar＞total sugar＞ratio of potassium-chlorine＞chlorine＞potassium＞total nitrogen content.As for sense of smoking,Havana 142,Little Hill,Havana 211 had top quality,and the rest had better or medium quality.Coefficient of polyphenol contents was in the following order,chlorogenic acid＞neochlorogenicacid＞cryptochlorogenin acid ＞scopoletin content＞rutin contents.72 cigar germplasm resources were classi fi ed into 5 groups by cluster analysis,cigar binde in groups 1 and 2,cigar wrapper in groups 3 and 4,cigar fi ller in group 3、4、5.Field experiment and data analysiscan help to group tobacco germplasm and can be used in variety breeding.Five germplasm resources showed PVY resistance,and ten were immune to TMV,three resistance to TMV,and one resistance to black shank.

cigar tobacco; germplasm resources; evaluation of anti-disease; quality of appearance; chemical indicants; polyphenol; sense of smoking

许美玲，贺晓辉，宋玉川，等.72份雪茄烟种质资源的鉴定评价和聚类分析[J].中国烟草学报，2017,23（5）

中国烟草总公司云南省公司资助项目(2014YN07)

许美玲（1963—），硕士，研究员，主要研究方向为烟草种质资源，Tel：0871-65100947，Email：lqlxumeiling@sina.com

2017-06-05；< class="emphasis_bold">网络出版日期：

日期：2017-09-18

：XU Meiling,HE Xiaohui,SONG Yuchuang,et al.Identi fi cation,evaluation and cluster analysis of 72 cigar tobacco germplasm resources[J].Acta Tabacaria Sinica,2017,23(5)

*Corresponding author.Email：lqlxumeiling@sina.com