紫笋群体种茶树资源表型性状特性和遗传多样性分析

郑旭霞 黄海涛 沈林章 余继忠*

(1.杭州市农业科学研究院，杭州 310024； 2.长兴县农业农村局，湖州 313100)

紫笋群体种生长在浙江省北部长兴县水口乡顾渚山一带，是唐代贡茶“紫笋”的主栽品种，史称顾渚紫笋。长兴县目前有种子直播的紫笋群体种茶园3000余亩[1]，这些茶园主要分散在顾渚山的几个山岕中，如叙坞岕、四坞岕等。唐陆羽在《茶经》中说：“浙西以湖州上……，”浙西即指长兴顾渚一带。唐杨晔《膳夫经手录》：“湖州紫笋茶，自蒙顶之外，无出其右者。”《新唐书.地理志》：“顾山有茶，以供贡。”唐李吉甫《元和郡县图志》载：“(长城县)顾山，县西北四十二里。贞元以后，每岁以进奉顾山紫笋茶，役工三万人，累月方毕。”长城县即今浙江长兴县，顾渚山唐代又称顾山[2]。唐武宗会昌年间(841-8466年)在顾渚山设立了贡茶院。唐李肇《唐国史补》将其列为全国名茶，并载其运销吐蕃。

顾渚山谷土壤是酸性红壤亚类砾质黄泥砂土[3]，土壤质地疏松，通气性好，多大小砾石，茶树在大小石块间隙散落生长。陆羽在《茶经.一之源》：“其地，上者生烂石……。”指的就是包括“顾渚紫笋”在内的生态良好茶园。明许次纾(1549-1604)《茶疏》云：“陆羽品茶，以吾乡顾渚所产为冠，而明月峡尤其所最佳者也[4]。”

本文以长兴县水口乡顾渚村叙坞岕茶园和霸王池(明月峡)丛栽群体种茶园为调查样本，选取紫笋茶树的成叶、新梢、花朵和种子等表型性状进行调查和统计分析，了解其种群形态的遗传变异水平和群体分化程度，为加强紫笋茶树种质资源的保护和有效利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

样品采集茶园分别位于长兴县水口乡顾渚村叙坞岕茶园(经度119°47′0″，纬度31°7′29″，海拔230米 )和霸王池(明月峡)茶园(经度119°47′39″，纬度31°8′53″，海拔310米 )。两块茶园均于上世纪50年代前种植，丛栽，粗放管理，每年农事活动为：春茶采摘前进行杂草清理，春茶采摘，春茶后修剪，多年末进行施肥和病虫害防治。两块茶园分别观察树型、树姿、秋梢成熟叶片和春梢一芽二叶营养芽，重复观测30次，花朵、果实、种子重复观测10次，描述型性状按标准分级赋值(表1)，数值型性状取平均值。

1.2 调查方法

2019年秋季调查紫笋茶树资源的成叶、花朵、果实和种子性状, 供试材料形态特征的描述和生物学特性的调查方法参考《茶树种质资源描述规范和数据标准》[5]。描述型性状调查了26项，包括树型、树姿、芽叶色泽、芽叶茸毛、叶片大小、叶片着生状态、叶形、叶色、叶面、叶身、叶质、叶齿锐度、 叶齿深度、叶齿密度、叶基、叶尖、叶缘、花萼色泽、花瓣色泽、花瓣质地、子房茸毛、花柱裂位、雌雄蕊相对高度、果实形状、种子形状、种皮颜色；数量性状调查了16项内容，包括一芽二叶新梢长和百芽重、一芽三叶新梢长和百芽重、成叶叶长、叶宽、叶面积、叶片长宽比、叶脉对数、萼片数、花冠直径、花瓣数、花柱长度、柱头开裂数、种径大小、百粒重。2020年春季调查树型、树姿、春茶营养芽一芽二叶新梢芽叶色泽和芽叶茸毛、一芽二叶和一芽三叶百芽重和芽长等4项描述型性状和4项数值型性状指标。

1.3 统计分析

描述型表型性状的变异系数、变异频率、多样性指数及数值型性状的最大值、最小值、平均值、标准差和变异系数均用 Excel软件统计。用 NTSYSpc．Ver 2．10e软件按 UPGMA (非加权配对算术平均法)对不同地区的茶树资源进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 描述型性状变异及遗传多样性

调查的紫笋群体种26项表型性状中(表2)，叶齿深度、子房茸毛、种皮颜色这3项仅表现出一种表型，其变异系数为0；其他变异系数在10.91%～63.90%之间，平均为35.14%，种子形状变异系数最大，达63.90%；其他变异系数40.00%～50.00%的性状有8项，从高到低分别为叶齿密度(49.85%)、叶齿锐度(49.58%)、叶质(48.29%)、果实形状(48.01%)、芽叶色泽(46.03%)、芽叶茸毛(44.32%)雌雄蕊相对高度(40.58%)叶缘(40.26%)；变异系数在30.00%～40.00%和20.00%～30.00%之间的各有6项；20.00%以下的有2项。

表1 种质资源的表型性状变异及代码

26个描述型性状多样性指数统计分析表明(表2)，除3项仅表现一种表型外，不同性状遗传多样性指数在0.05～1.41之间， 平均为0.70，并以芽叶色泽(1.41)、雌雄蕊相对高度(1.09)、果实形状(1.05)、树姿(1.04)、叶质(1.01)较大，叶齿深度、子房茸毛、种皮色泽三项为0.00，其他性状的遗传多样性指数为叶缘(0.99)>叶形(0.98)〉叶片着生状态(0.91)>芽叶茸毛(0.87)>叶面(0.78)>叶齿锐度(0.77)>叶片大小(0.72)>花柱裂位(0.67)>叶身(0.61)>叶齿密度(0.60)。

从表型级别分布频率看(表2)，各性状在各级别上虽多有分布，但表现出一定的集中度。紫笋群体种资源的表型性状总体表现：树型灌木型(95%)，树姿半开张(48%)，小叶种(63%)，叶片着生状态稍上斜(53%)，叶形长椭圆形(57%)，叶色绿(88%)，叶面微隆起(67%)，叶身平(70%)，叶质柔软(53%)，叶齿锐度钝(50%)，叶齿密度稀(82%)，叶齿深度浅(100%)，叶基楔形(78%)，叶尖渐尖(80%)，叶缘微波(45%)；一芽二叶芽叶色泽丰富，有玉白(10%)、黄绿(47%)、淡绿(10)、绿(16%)、紫绿(17%)，以黄绿为主；芽叶茸毛少(62%)，花萼色泽绿色(95%)，花辨色泽白色(95%)，花辨质地中等(55%)，子房茸毛有(100%)，花柱裂位高(60%)，雌雄蕊相对高度雌蕊高(40%)，果实形状肾形(35%)或球形(30%)，种子形状球形(45%)或半球形(45%)，种皮颜色棕色(100%)。

2.2 数值型性状变异系数分析

从表3可以看出，紫笋群体种数值型性状除花朵萼片表现一种表型外，其他15项变异系数在4.06%～38.31%之间，平均16.83%，以叶面积最大，萼片数最小。大于10%的性状有1芽2叶芽长、1芽3叶芽长、1芽3叶百芽重、叶长、叶宽、叶片长宽比、叶面积、叶脉对数、花瓣数、花柱长度、柱头开裂数共11项。从变异幅度看，叶长在5.20～12.80 cm之间，叶宽在1.90～5.40 cm之间，叶片长宽比为2.06～3.57，叶面积6.92～48.38 cm2之间，叶脉对数5～10，花瓣数4～10，柱头开裂数2～5之间。由此可见，紫笋茶群体种质资源数值型性状的变化幅度和变异系数均较大，茶树资源性状差异明显，变异范围大，遗传多样性丰富，优异资源筛选潜力大。

2.3 表型聚类分析

基于紫笋种60份资源26个表型性状聚类分析结果显示(图1)，类群1只有33号1份资源，类群2包括其余59份资源，类群2又分为两个亚群，亚群1包括18份资源，亚群2包括其余41份资源。1-30号和31-60号资源分别采自两块茶园，聚类图中两地资源相互交叉，在分布上没有按照地理位置聚类，较为分散，说明两个地方的资源性状比较相近，两个群体相互之间差别不大。

3 结果与讨论

3.1 紫笋群体种资源的表型特征

紫笋群体种属于栽培型茶树品种，在茶树分类上属于武夷亚种中的武夷变种(Camellia sinensis var.bchea)[6]，灌木型，小叶种，树姿半开张；叶片稍上斜着生，叶形长椭圆，平均叶长8.7 cm、叶宽3.2 cm、叶脉7.0对，叶色绿，叶面微隆起，叶身平，叶质柔软， 叶齿锐度钝或锐、密度稀、深度浅，叶基楔形，

表3 紫笋群体种数值型性状统计分析

叶尖渐尖，叶缘微波或平；一芽二叶芽叶色泽黄绿，芽叶茸毛少，一芽二叶芽长4.0 cm，百芽重13.7 g，一芽三叶芽长5.8 cm，百芽重24.4 g；花萼绿色、5片，平均花冠直径4.2 cm，花辨白色，平均花瓣数7.3枚；子房有茸毛，平均花柱长度1.3 cm、柱头分叉部位高、平均开裂数3.3裂，雌蕊高；果实肾形或球形，种子球形或半球形，种皮棕色，平均百粒重96.3 g。

3.2 紫笋群体种特征特性与其他研究结果的差异

本研究共考察了紫笋群体种60份样本，42项特征特性，考察结果与《中国茶树品种志》[6]中对顾渚紫笋的性状描述进行比较，结果有一定差异，特征特性共同描述到的内容一共有21项，其中12项结果一致(表4)，9项出现不一致的结果(表5)。结果不一致的项目为叶片大小、叶形、叶片着生状态、叶尖、芽叶茸毛、一芽三叶百芽重、花冠直径、花瓣数、种子百粒重，有待于进一步详细调查验证。

叶面积是判定叶片大小的指标[5]，根据60个样本叶面积测定，叶片长5.2～12.8 cm，叶宽1.9～5.4 cm，此结果与贺大均测定结果基本一致[6]。由此测得叶面积平均值为20.36 cm2，属于中叶类；但根据表型级别分布频率，其中小叶占比63.33%，中叶占比35.00%，大叶占比1.67%，虽然平均叶面积达到中叶类指标，但从分布频率上看应该属于小叶类。

本研究60个样本中叶片外形表型级别分布频率中，椭圆形占比23.33%、长椭圆形占比56.67%、披针形占比20.00%，属于长椭圆形，数值型性状叶片平均长宽比为2.73，亦属于长椭圆形，所以紫笋群体种叶形应该属于长椭圆形。

芽叶茸毛和百芽重可能是取样时间导致样本嫩度的差异造成的；茶叶新梢上的茸毛嫩度越好茸毛越多，茸毛随着新梢的生长而脱落[7]；同样一芽二叶新梢，初展时和展开后的茸毛有变化。花冠直径和花瓣数可能是取样茶园因肥培管理而导致的茶树生长势差异形成的，本研究取样茶园选择了粗放管理的群体茶园，处于半荒芜状态，茶园只采摘不施肥，茶树长势较差，导致茶树营养生长不良，生殖生长旺盛，出现芽头瘦弱，而开花旺盛，最终出现判定结果不一致。而叶片着生形态、叶尖的差异可能是观察人判断上的误差；本研究百粒重的差异，可能是测定时种子含水量的不同造成的。

表4 紫笋群体种性状考察结果与中国茶树 品种志描述一致的项目

表5 紫笋群体种性状考察结果与中国茶树 品种志描述不一致的项目

3.3 紫笋群体种资源与其他资源的表型特征比较

黄海涛等[9-10]对杭州鸠坑群体种资源性状特征调查发现，鸠坑群体种芽头茸毛中等偏少,色泽以绿色和深绿色为主，春季紫绿芽极为少见, 没发现黄化芽叶，芽叶色泽的多样性指数为0.84。田甜等[11]研究发现，广西 35 份茶树种质资源的农艺性状遗传多样性较丰富，其中芽叶色泽变异系数为31.69%。蒋会兵等[12]对云南10个地区830份茶树种质资源主要表型性状进行遗传多样性分析，结果云南茶树种质资源具有丰富的表型遗传多样性，13 个描述型性状遗传多样性指数平均为1.04，其中最大的是芽叶色泽1.40。王治会等[13]研究表明，江西35 份茶树资源芽叶表型性状多样性丰富，21个芽叶表型性状描述型性状变异系数均值为35.23% ，多样性指数均值为0.90，其多样性程度最大的是芽叶色泽，分别为29.09%和1.28。李华锋[14]对广东连南66份茶树资源24个叶片表型性状的平均变异系数为31.86%，平均遗传多样性指数为1.10，其中芽叶颜色的变异系数和多样性指数分别为22.24%和1.17。

本研究对紫笋茶树种质资源26项描述型性状中，变异系数在0.00%～63.90%之间，平均为31.08%。其遗传多样性指数在0.00～1.41之间， 平均为0.62，其中芽叶色泽的变异系数和多样性指数分别达到46.03%和1.41，紫笋群体种资源芽叶色泽表现出的变异系数和多样性指数高于鸠坑[10]、广西[11]、云南[12]、江西[13]、广东[14]等地的资源。

芽叶是茶叶生产的收获对象，更是茶树生育的光合器官，芽叶性状是评价茶树遗传多样性最为直观和简单易行的指标之一[8]，丁帅涛等[14]研究发现，芽叶色泽与水浸出物质量呈显著正相关，与酚氨比呈显著负相关。紫笋群体种茶树资源形态特征变异丰富，具有较大的优良单株选择潜力。

综上所述，紫笋群体种茶树资源在长期的自然选择和人工栽培条件下，表型性状具有丰富的多样性、稳定性和变异性，芽叶色泽、叶片大小等表型特征遗传多样性指数较高，是珍贵的遗传育种资源，只要进一步加大研究和利用力度，有望选育出具有优异品质的茶树新品种。