王治会 彭华 江新凤 李延升 杨普香
(江西省蚕桑茶叶研究所 330202)
在茶树品种选育过程中,分析种质资源的遗传基础、种质构成及利用,对目标性品种选育极为重要[1]。目前各种DNA分子标记与同功酶标记已广泛应用于茶树种质资源的分类和鉴定研究中[2],但农艺性状的鉴定以及描述依然是茶树种质资源研究中最直观与最基本的途径和方法[3],依据芽叶性状能够初步判断出茶树资源的适制性并进行优异资源的筛选[4]。利用聚类分析对茶树种质资源进行分类,能够较真实地反应出资源的综合性状,且结果较稳定,可为育种亲本取材与优异资源筛选提供客观依据[5]。
茶叶为江西重要的经济作物,已经成为部分地区农民收入的来源之一,但本地茶树优良品种的选育率不高,制约了江西茶产业的发展[6]。为了加快江西选育适宜本地的优良茶树品种,江西省蚕桑茶叶研究所引进和收集了部分国家级茶树良种和地方茶树品种,以期为江西茶区茶树的品种创新和生产利用提供基础。本研究对江西省茶树种质资源圃内保存的35份茶树资源的21个芽叶性状进行鉴定和分析,旨在客观分析各份资源的芽叶性状特点,为江西茶区茶树育种、杂交亲本选择和资源利用等提供参考,并以省外引进良种为对照,初步筛选出适制优质绿茶的优异资源。
以江西省蚕桑茶叶研究所茶树种质资源圃内保存的35份茶树资源为实验材料,资源名目见表1,其中1~18号为江西省内的种质资源,1~13号为新品系,19~35号为省外引进的茶树种质资源。
表1 资源编号及来源
选取21个芽叶性状进行调查统计,以此分析茶树资源芽叶性状与资源类型。21个芽叶性状均按照陈亮等[7]编著的《茶树种质资源描述规范和数据标准》进行观测和测定。
对每份材料的描述型性状(叶形、叶色、叶基、叶身、叶尖、叶面隆起、叶缘、叶背茸毛、叶质、叶齿形态、叶片大小、芽叶颜色、芽叶茸毛)重复观测10 次,对数值型性状(叶长、叶宽、叶面积、叶厚、叶脉对数、发芽密度、一芽二叶长、一芽二叶百芽重)重复测量3 次,取平均值。
35份茶树资源的21个芽叶性状中数量型性状分析采用原数值数据,对描述性状采用赋值后的数据来进行统计分析,芽叶性状赋值见表2。使用SPSS19.0做数据描述与聚类分析。
表2 茶树资源芽叶性状赋值
对35份茶树种质资源的芽叶性状进行统计分析,结果见表3,从表3可以得知35份茶树资源的芽叶性状的极小值、极大值、均值与变异系数,从变异系数可以看出不同材料之间存在较大的差异,不同性状之间表现出不同程度的多样性。21个芽叶性状的变异系数范围为12.78%~51.71%,均值为31.04%,10个性状的变异系数大于平均值。其中叶身的变异系数最大为51.71%;其次为叶齿形态、叶面隆起、叶缘、叶质、叶面积,变异系数分别为46.28%、42.90%、40.69%、39.14%、39.06%;叶厚与叶脉对数的变异系数最小,分别为12.78%、17.83%。
对35份茶树资源的21个性状数据作标准化处理之后进行聚类分析,结果见图1。从图1中可以看出,在遗传距离为4时,35份茶树资源被划分为6类,其中第1类共5份资源,第2类共9份资源,第3类共5份资源,第4类共11份资源,第5类共2份资源,第6类共3份资源。
表3 茶树资源芽叶性状统计
图1 聚类分析系谱图
各品种类群的芽叶性状均值见表4,从表4可以看出各类群的芽叶性状特征如下:
第一类共5份资源,分别为编号12、27、31、8、16,其中8、12为新资源。主要表现为叶宽、叶面积、叶厚、叶脉对数、一芽二叶长、一芽二叶百芽重均为6类中最小的,发芽密度中等,叶身均为内折,叶片大小均为小叶、叶色为绿色。依据此类资源的特点,可以使用这些资源作为亲本,选育小叶型、叶色绿色、产量潜力较大茶树品种。
第二类共9份资源,分别为编号2、17、18、20、22、21、29、32、1,其中1、2为新资源。主要表现为叶长、叶宽、叶面积、叶厚都是6类中最大的,发芽密度中等,一芽二叶长较长、一芽二叶百芽重较重,叶基
以楔形为主,叶背茸毛以少为主,叶片以中叶为主。此类资源可以作为选育叶面积、叶厚、产量潜力均较大和叶面隆起的茶树遗传资源材料。
第三类共5份资源,分别为编号19、24、30、34、4,其中4为新资源。主要表现为叶脉对数为6类中最大的,叶厚为6类中最小的,叶长、叶宽、叶面积、一芽二叶长为较大、发芽密度较低,叶背茸毛均为无,叶质以柔软为主,叶片大小均为中叶,芽叶茸毛为中、多,叶面隆起以微隆起为主。此类资源可以作为选育叶面较宽、芽叶茸毛多、叶片较薄、叶面微隆起的茶树遗传资源材料。
第四类共11份资源,分别为编号3、7、25、28、5、14、6、33、9、11、10,其中3、5、6、7、10、11为新资源。主要表现为叶长为6类中最小的,叶宽、叶面积较小,发芽密度较低,一芽二叶长为6类中最长的,叶形以椭圆为主,叶色以绿色为主,叶齿形态以少齿为主,叶片大小以小叶为主,芽叶茸毛以少为主。此类资源可以作为选育芽叶茸毛少、叶面积小的茶树遗传资源材料。
第五类共2份资源,分别为编号13、26,其中13为新资源。发芽密度为6类中最大,主要表现为叶形均为椭圆、叶尖均为渐尖、叶质均为中、芽叶茸毛均为中。此类资源可以作为选育叶色黄绿、发芽密度大、产量潜力极大的茶树遗传资源材料。
第六类共3份资源,分别为编号23、35、15。主要表现为叶厚在6类中最大,发芽密度在6类中最低,一芽二叶百芽重在6类中最大,叶基均为近圆形、叶身均为内折、叶缘均为平。此类资源可以作为选育叶厚较厚、一芽二叶百芽重较重的茶树遗传资源材料。
表4 茶树各类群的芽叶性状均值
江西茶区主要以生产绿茶为主,绿茶的育种目标在不同的加工工艺中对茶树芽叶外观品质性状的选择要求不同。卷曲形茶要求芽叶小,芽叶色泽黄绿或绿,茸毛多或特多;针形茶要求芽头大、百芽重重、芽色绿;扁形茶要求芽叶小,芽叶色泽绿或黄绿,茸毛少;芽叶隆起性强、叶质柔软、发芽密度高都是品质好与产量大的标志[8~9]。在育种初期进行筛选时,可根据这些目标性状进行初选。福鼎大白茶、浙农113、浙农117、玉笋、名山白毫是福建、浙江、湖南、四川等省培育的优良品种,在江西均有较长时间的引种历史,制作出来的针形名优绿茶、卷曲形名优绿茶品质较好[10~11],以此为对照能帮助筛选更好的绿茶适制品种。1~13号为江西省蚕桑茶叶研究所选育出的新资源,从上述聚类分析与性状分析可以看出,N-1、N-2与福鼎大白茶、浙农117等良种聚为一类,N-3、N-7、N-5、N-6、N-9、N-10、N-11与浙农113等良种聚为一类,N-4与名山白毫聚为一类,这10份资源分别与引进的适制优质绿茶的良种聚类在一起,且符合适制优质绿茶的茶树芽叶性状特点,说明这10份资源的芽叶性状表现优良,适合制作优质绿茶,有望成为优良资源的潜力。N-13的发芽密度为全部资源中最高,有望成为特异性新资源。
种质资源是茶树育种的物质基础,充分挖掘和分析茶树种质资源的芽叶性状是茶树品种选育、资源充分利用的重要工作。本研究对35份茶树资源的芽叶性状进行分析,结果表明,35份资源存在极显著的遗传多样性,21个芽叶性状的变异系数范围为12.78%~51.71%,均值为31.04%,明显高于广东连南[12]、苏州东山[13]、杭州淳安[14]、广西[15]等地的变异系数。聚类分析表明在遗传距离为4时可将资源分为6类,通过对6类的芽叶性状分析,明确了各类茶树资源的芽叶性状特点,分析了各类适宜作为遗传亲本材料的类型。并以省外引进良种为对照,结合适制优质绿茶的茶树资源芽叶特点为参考,从13份新资源中初步筛选出10份芽叶性状表现优异的茶树资源,其中N-13有望成为发芽密度极高的特异资源。依据芽叶性状筛选的优异茶树资源仅为育种初期的选择,后续还需对其生化成分、抗性、适制性等方面进行研究鉴定,以便选育出适合江西本地种植的茶树优良品种与特异品种。