雷波野生茶树资源春季新梢主要生化成分分析

周 斌，王留彬，韩浩蕾，徐新涛，唐 茜，谭礼强

(1.四川农业大学 园艺学院，成都 611130；2.雷波县玉竹春茶厂，四川雷波 616561)

中国是茶树[Camelliasinensis(L.) O.Kuntze]原产地[1]，在西南和华南地区都有较多的野生茶树分布，包括横断山脉分布区、滇桂黔分布区、滇川黔分布区、南岭山脉分布区等[2]。川渝地区的野生茶树主要分布在长江、金沙江两岸，包括雷波、宜宾、泸州、合江等地区，及四川盆地的西部边缘，包括崇州、荥经、邛崃、大邑等市县[3]。经过长期的自然选择，野生茶树资源中可能蕴含着大量抗逆基因和独特的品质相关基因，因此对于茶树遗传演化、资源保存、分子育种研究有重要意义，部分野生茶树还可直接用于茶叶加工，具有较大的商业开发价值。

茶树鲜叶内的生化成分是形成茶叶色、香、味、形的物质基础，生化成分质量分数与组成的差异直接影响成茶的品质、风味和适制性。不同的茶树资源，由于生长环境及自身遗传代谢的差异，生化成分质量分数和组成有显著不同[4]，因此开展生化成分质量分数分析和评价是茶树种质资源发掘和利用的前提。通过对野生茶树资源进行调查、观测和生化成分测定，有助于了解该资源的遗传多样性，比较资源间生化成分的差异，还可以发掘特异单株等。

已有学者对贵州[5-6]、云南[7]、四川[8-9]、广西[10]等地部分野生茶树的品质成分做了相关的研究分析，但目前关于四川雷波野生茶树资源的生化成分研究还尚未见报道。雷波县位于四川凉山州地区，毗邻云南，是野生茶树集中分布地之一，根据课题组的前期考察，在雷波县罗沙溪乡银厂沟村(28°30′10″N，103°29′5″E，海拔1 200～ 1 300 m)附近数座山上有约133.33 hm2的野生茶树集中分布区，以大叶种、小乔木型野生茶树为主，也有少量小叶种、灌木型野生茶树，其中部分茶树高近10 m，主干直径在20 cm以上的有近百株(图1)。本试验从中选取50份资源为研究对象，采其春季一芽二叶制成生化样并测定了其主要品质成分，以探究雷波野生茶树资源生化成分质量分数特点及多样性水平,发掘育种材料,推动其保护和利用工作。

图1 雷波县代表性野生茶树的形态照片Fig.1 Morphological features of representative wild tea trees in Leibo county

1 材料与方法

1.1 试验材料

为了取样具有代表性，根据不同区域(山涧)将雷波县银厂沟村约133.33 hm2野生茶树集中分布区划分为4个区块。2019年3月下旬，从每个区块随机选取11～16株野生茶树并编号，共计50株(编号的首位数字代表采样区块号)，采集各株春季头轮一芽二叶新梢。

1.2 样品制备与试验方法

生化样的制备依据《茶树种质资源描述规范和数据标准》[11]中的方法进行，即：一芽二叶鲜叶经微波杀青后转至80 ℃恒温干燥箱烘干固样，将烘干茶样带回实验室用高速磨样机粉碎，待用。

茶叶含水量的测定采用GB/T 8304—2013中的120 ℃快速烘干法；茶多酚质量分数的测定采用GB/T 8313—2018中的福林酚比色法；游离氨基酸质量分数的测定采用GB/T 8314—2013中的茚三酮比色法；咖啡碱质量分数的测定采用GB/T 8312—2013中的紫外分光光度法；水浸出物质量分数的测定采用GB/T 8305—2013进行测定；儿茶素总量的测定采用香荚兰素比色法[12]。

1.3 统计分析

每份资源各成分质量分数均测量3次，采用Excel 2013和SPSS 22.0软件处理数据，进行基本统计分析和聚类分析。变异系数为标准差与平均数的比值，记为CV。采用Shannon-Wiener指数(H′)[13]计算多样性指数，公式为：

H′=-∑ni=1PiLn(Pi)

式中，Pi为某性状第i种个体数占总个体的比例，n为个体总数。计算前先对数据进行标准化处理，进行10级分类，1级

2 结果与分析

2.1 生化成分结果

雷波野生茶树资源的主要生化成分结果及基本特征数据见表1和表2。50份资源游离氨基酸质量分数为1.64%～4.29%(占干物质量比例，下同)，平均2.58%；咖啡碱质量分数为3.75%～ 5.30%，平均4.62%；茶多酚质量分数为 13.97%～20.82%，平均16.99%；儿茶素质量分数为8.76%～16.12%，平均12.06%；水浸出物质量分数为35.10%～48.60%，平均41.39%；酚氨比为3.41～12.67，平均为7.00。

由表2可知，50份资源的氨基酸、咖啡碱、茶多酚、儿茶素、水浸出物及酚氨比的变异系数(CV)分别为23.63%、 8.55%、9.50%、14.12%、7.54%、28.58%；多样性指数(H′)分别为1.94、2.03、2.00、2.03、2.01、1.98，均值为2.00。

2.2 基于生化成分的聚类分析

以氨基酸、茶多酚、咖啡碱、儿茶素和水浸出物为变量，采用离差平方和法(Ward’s method)，距离为欧氏距离，对50份野生茶树资源进行聚类分析，结果如图2所示。50份资源可划分为4个类群，各个类群之间生化成分质量分数存在差异(表3)。第1类群数量最多，由15份资源组成，该类群茶多酚、儿茶素及水浸出物质量分数都最高，酚氨比最大，但氨基酸质量分数最低。第4类群与之相反，该类群包含11份资源，其氨基酸质量分数最高，但茶多酚、儿茶素及水浸出物质量分数最低，酚氨比最小。第2，3类群分别由10、14份资源组成，第2类群咖啡碱质量分数最低，第3类群咖啡碱质量分数最高，这两类群其余各生化成分质量分数适中。

注：数据为“平均数±标准差”。

Note:The data are “average ± standard deviation”.

表2 主要生化成分质量分数的基本统计参数Table 2 Basic statistical parameters of mass fraction of main biochemical components

图2 雷波50份野生茶树资源的聚类分析Fig.2 Cluster analysis of 50 accessions of wild tea tree germplasms resoruces in Leibo

表3 不同类群资源主要生化成分质量分数平均值Table 3 Average mass fraction of major biochemical components in different groups of resources

2.3 特异、优良种质资源初步筛选

按照农业行业标准《农作物优异种质资源评价规范-茶树(NY/T 2031-2011)》[14]对50份资源进行筛选评价。特异种质资源(rare germplasm)是指性状表现特殊的、稀有的种质资源。优良种质资源(elite germplasm)表示主要经济性状表现好且具有重要价值的种质资源。依据特异种质资源的主要生化指标：氨基酸质量分数≥5.0%，高茶多酚质量分数≥25.0%，低茶多酚质量分数≤7.5%，儿茶素质量分数≥20.0%，高咖啡碱质量分数≥5.0%，低咖啡碱质量分数≤1.5%；优良种质资源的主要生化指标：氨基酸质量分 数≥4.0%，茶多酚质量分数≥20.0%，对50份野生茶树资源进行初步筛选，由表4可知，初步筛选出特异资源9份，潜在优良资源4份，高水浸出物资源5份。

表4 基于生化成分的资源筛选Table 4 Resource screening based on biochemical components

3 结论与讨论

3.1 雷波野生茶树资源生化成分特征分析

Chen等[15]对中国596份茶树种质资源的研究发现，氨基酸质量分数平均为3.3%，茶多酚质量分数平均为28.4%，咖啡碱质量分数平均为 4.2%。在本研究中，雷波野生茶树群体氨基酸质量分数平均为2.58%，茶多酚质量分数平均为 16.99%，咖啡碱质量分数平均为4.62%，氨基酸和茶多酚质量分数低于中国栽培种茶树的平均质量分数。研究证实，野生茶树的氨基酸质量分数和茶多酚质量分数相较于栽培茶树存在偏低的现象[2]，这是由于栽培条件的差异及多年的育种选择造成的。氨基酸质量分数和其他野生茶树群体资源相比，高于贵州(2.21%)[13]，云南(2.31%～2.48%)[7,16]野生茶树氨基酸质量分数，但低于广西大瑶山(3.60%)[17]、金秀(3.47%)[18]野生茶树氨基酸质量分数，说明雷波野生茶树的氨基酸质量分数在野生茶树群体中处于中等的水平。

值得注意的是，雷波野生茶树资源咖啡碱质量分数高于栽培种茶树的咖啡碱质量分数。雷波野生茶树咖啡碱质量分数远高于贵州[5,13,19-20](2.74%～3.74%)、云南[7,16](3.83%～4.14%)、广东[21](3.27%)和广西(3.89%)[22]境内野生茶树咖啡碱平均质量分数，并且大部分(76%)资源咖啡碱质量分数为4.00%～5.00%，质量分数≥5.0%的特异资源有9份，占资源总数的18%，说明该野生茶树群体资源整体咖啡碱质量分数较高，具有较大选育出高咖啡碱资源的潜力。雷波野生茶树资源儿茶素质量分数较低仅为 12.06%，低于中国茶树种质资源的平均质量分数 (15.45%)[23]，张凯等[24]对川渝地区野生大茶树儿茶素质量分数的研究也证实四川的野生大茶树儿茶素质量分数总体较低。

3.2 雷波野生茶树资源生化成分多样性分析

雷波野生茶树资源基于生化成分的变异系数(CV)变化范围为7.54%～28.58%，平均值为15.32%，其中变异系数(CV)最大的为酚氨比(28.58%)，其次为氨基酸(23.63%)。遗传多样性指数(H′)为1.94～2.03，平均值为2.00，高于广西98份茶树资源的遗传多样性指数 (1.90)[10]，与贵州53份野生古茶树资源 (2.00)[13]，陕西88份茶树种质资源的遗传多样性指数 (2.01)[25]相当。结果表明，雷波野生茶树资源的主要生化成分在不同材料间有明显的差异，变异系数较大，多样性指数高，表现出丰富的多样性。

通过聚类分析，50份资源可以分为4个类群，各个类群都包含有不同片区的茶树，聚类时并未因采样区块的不同而有差异，可能是因为各区块地理距离相近，区域种群间的基因交流没有受到地理隔离的限制，未对茶树分化造成明显影响，并且4个片区的海拔与土壤营养状况相似，茶树生化成分没有较大差异。

3.3 雷波野生茶树资源的筛选与保护利用

对野生茶树开展资源鉴定与评价是获得特异种质资源的基本途径[26]。本研究基于主要生化成分的差异，可以从50份雷波野生茶树资源中初步筛选出咖啡碱质量分数≥5.0%的特异资源9份，氨基酸质量分数≥4.0%、茶多酚质量分数≥20.0%的优良资源3份、1份，高水浸出物(水浸出物质量分数≥45.0%)资源5份。另外，还发现LB108、LB208、LB114资源兼具多种优良特性，具有较高的育种价值，例如资源LB114其茶多酚、儿茶素、水浸出物质量分数在50份资源中均为最高，资源LB208咖啡碱和氨基酸质量分数均较高。

野生茶树作为重要的育种材料，具有许多目前开发利用上所急需的优异性状如高咖啡碱、高氨基酸、高抗性等，可以作为茶树杂交育种，分子辅助育种等育种方式的新材料进行突破性育种，也可以直接筛选优良单株，进行扦插繁育加以利用[2]。本试验对雷波野生茶树种质资源主要生化成分进行了鉴定和评价，结果表明其生化成分存在较高的遗传多样性，并且筛选出15株优良单株，以上研究结果可以为今后茶树育种提供新的材料或直接利用奠定基础。该群体资源咖啡碱质量分数较高，也可直接作为工业提取天然咖啡碱的原料。

目前，雷波地区野生茶树的管理和保护措施还较为薄弱，存在过度采摘、砍伐的现象，少部分茶树受到病虫草害的较大影响，造成了部分珍稀资源的流失，因此野生茶树资源的保护工作需进一步加强，可通过建立核心保护区、制定野生茶树的管理办法和技术方案、向民众普及野生茶树资源保护的重要性等措施实现珍稀资源的保护和 利用。