紫化系茶树品种选育课题研究进展

郑新强 李 明 张龙杰 黄 杨 吴 颖 韩 震 王开荣 梁月荣*

(1.余姚市农业技术推广服务总站，余姚 315400； 2.宁波黄金韵茶业科技有限公司，余姚 315412；3.宁波市海曙区农业技术管理服务总站，宁波 315010； 4.宁波市农业技术推广总站，宁波 315000；5.浙江大学茶叶研究所，杭州 310058)

叶色紫化茶树品种鲜叶原料花青素含量高，抗氧化活性强，叶色特色明显，既可用于开发特殊风味的茶叶功能产品，还可以作为观赏园艺植物，具有很高的商用价值。宁波黄金韵茶叶科技有限公司、浙江大学、宁波林特科技推广中心和余姚市农业技术推广总站等单位在宁波市科技局资助下，运用资源收集、杂交、单株选育和无性快速繁殖等技术手段，经过十余年的研究，创新出大量叶色紫化茶树种质，并培育出系列叶色紫化茶树新品种和新品系。在此基础上，结合早前培育成功的白化和黄化茶树品种，建设了多彩茶园，开创了我国茶园的多彩时代[1-5]。

1 叶色紫化茶树品种资源收集和保存成果丰厚

根据叶色紫化茶树育种目标要求，课题组深入浙江、广西、广东、云南和贵州等茶区，广泛收集叶色紫化的栽培茶树和野生茶树资源，分别在杭州和宁波建立资源保存圃。据不完全统计，最近5年时间内共收集了紫化程度不同的茶树资源二十余份，为叶色紫化茶树遗传和生理生化特性研究以及育种新材料创新奠定了良好基础。

2 叶色紫化茶树育种材料创新取得突破

以‘紫娟’、‘黄金芽’、‘嘉茗1号’、‘紫芽种’等品种为亲本，进行不同组合的人工杂交，获得了大量叶色变异的茶树单株。并从中筛选出叶色紫化单株近200份，根据叶色紫化程度不同，分为黑褐、紫褐、紫黑、深紫、紫红、深红、鲜红、橙红、橙黄、变幻等多种色泽，形成了丰富的紫化系叶色系列。部分单株与紫化亲本一致，更多的是亲本叶色以外的全新茶树叶色[6]。

根据NY/T2422-2013《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 茶树》、NY1312-2007《农作物种质资源鉴定技术规程 茶树》要求，结合紫化茶叶色变化规律，对筛选出的其中33个叶色紫化单株进行特征特性的初步评价，结果见表1。全部单株树型为灌木，叶基含有花青甙，花萼全部有花青甙；幼叶紫色为主，橙色次之，红色最少；叶片大小以小叶为主，无大叶类型；树姿为直立和半开张为主；分枝密度中等居多；物候期中晚生居多(表1)。

表1 叶色紫化单株形态特征

从该33个单株中选出紫色较深的8株进行化学成分测试显示，7个单株的叶片花青素类总含量高于‘紫娟’(对照品种)，其中最高4.45%,比‘紫娟’高69.2%；4个单株的茶多酚含量高于‘紫娟’；全部8个单株的氨基酸含量高于‘紫娟’(表2)。

同时，以‘紫娟’与‘嘉茗1号’进行人工杂交，获得了萌发期、花青素类含量和抗寒力等重要经济性状明显优于‘紫娟’的杂交F1单株，为叶色紫化茶抗寒和早生育种开辟了有效途径[6]。

表2 部分叶色紫化茶树品系花青素类含量(%)

3 叶色紫化茶树育种基础研究扎实

3.1 茶树花青素类生物合成关键酶基因克隆

茶树花青素类生物合成涉及多种关键酶。为了探索叶色紫化茶树花青素生物合成途径及其关键酶基因以及相关转录因子的信息，本项目克隆了花青素类合成途径中的CHS、ANR、DFR、ANS和LAR等基因(图1)及其与之相关的MYB转录因子家族部分成员基因MYB41、MAMYB/MYB、MYB 16和MYB 4。为今后深入研究叶色紫化茶树花青素类化合物生物合成机理提供重要信息。

图1 茶树花青素类生物合成途径及其关键酶基因

3.2 茶树叶色感官分类研究

根据色度不同，将茶树叶色按照白色、黄色、绿色和紫色等色阶依次排列，将5个叶色白化和黄化品种按照色泽深浅依次赋值24～分20，6个绿色品系(种)按照色泽深浅依次赋值19～14分，13个紫色品系(种)按照色泽深浅分别赋值13～1分。在13个紫色品系中，有7个品系的叶色比对照‘紫娟’更浅，5个品系的紫色比对照品种‘紫娟’更深；5个供试绿色叶片品系的叶色均比对照‘嘉茗1号’叶色更浅；在5个叶色白化和黄化品系中，有2个品系的叶色比对照品种‘黄金芽’更绿，2个品系的叶色比对照品种‘黄金芽’更黄。这些茶树叶片色阶为叶色数量化研究奠定了基础[7-8]。

3.3 茶树叶色分类数量化研究

对感官分类的茶树叶片色差指标研究表明，Hunter总色差值E和叶片明度参数L值分别与叶色感官赋值之间存在极显著线性相关关系(P<0.01)，可以作为黄化、紫化茶树品种选育过程叶色的筛选指标。如果筛选叶色黄化茶树品系(以 ‘黄金芽’为对照)，入选品系叶色的E值应大于-26.16，且L值应该大于71.17；当筛选叶色紫化品系时(以‘紫娟’为参照品种)，入选品系的E值应小于-84.58，且L值小于12.74；并以 b<17.88、a>5.07为辅助筛选指标。

进一步以“彩通”色卡配色系统(Pantone matching system, PMS)为参照色阶进行比较和筛选时，记录与PMS色阶最相似的Pantone参数，用于描述该品系色阶；用色差仪测定茶叶色差指标，分别读取L, a, b, c, h等五项参数；用SPSS软件对色差参数 (L, a, b, c, h)进行PCA以及二步法聚类分析，将紫化程度不同的茶树品系进行聚类表明：根据不同品系叶片色差参数进行二步法聚类分析时，不同紫化程度的茶树品系可以划分为橙黄色组、紫黑色和橙黄色3组。结果还表明，二步法聚类结果与PMS标准色卡比对结果较接近，而主成分分析法分类结果与PMS标准色卡比对结果差异较大。如果应用色差仪作于叶色紫化茶树品系筛选时，可以用明度(L)和饱和度(C)两项参数作为筛选指标[7-8]。

3.4 茶树品种抗冻力鉴定研究

传统育种中，茶树抗冻品种筛选主要是根据茶树杂交后代单株在冬季越冬期间经受严重低温气候以后的田间表现进行筛选。这种筛选方法受到气候条件(如冬季最低温度)的限制，而且需要多年的重复鉴定，耗时长，费时费力。开发鉴定茶树品系抗冻性能力的快速检测技术和方法刻不容缓，其成果也将极大地提高抗寒、抗冻品种选育的进程和效率，具有重要理论意义和应用价值。本研究发现，将茶树当年生枝条在-15 ℃下冷冻处理2 小时，然后取出于室温条件下放置5小时，再分别测定叶片色差a值、psbA基因的表达水平和Fv/Fm，经相关和回归分析表明，冷冻前后色差a值的比值Ra、冷冻前后Fv/Fm参数的比值RFv/Fm与冻害系数H呈显著的线性回归关系：H=30.03-10.82Ra(n=47，P值<0.01)和H=60.31-50.09RFv/Fm(n=47，P值<0.01)。这些模型的建立，为加快茶树抗寒、抗冻辅助育种夯实了基础并提供技术支持[9]。

4 叶色紫化茶树品种选育

在前期特异性、稳定性和一致性的DUS鉴定基础上，对优选的3个目标株系开展了田间性状、栽培、加工、品质等深入研究，申请并获得国家林业局林业植物新品种保护权，分别是：‘四明紫墨’(品种权号 20200121)、‘虞舜红’(品种权号 20200123)、‘金川红妃’(品种权号20200125)(图2)。

图2 左起：四明紫墨，虞舜红，金川红妃

‘四明紫墨’是以‘紫娟’为母本、‘黄金芽’为父本的杂交后代，灌木型，春梢紫黑色紫化茶，树势中等，树姿半开张，分枝紧密；早生种，芽体小，一芽一叶百芽重12.5 g，三四年生茶园二年平均春茶鲜叶产量27.3 kg，采制绿茶，外形乌绿，感官品质良好，得分91.7分，高于紫娟3.2分，氨基酸4.3%，高于紫娟26.5%，抗逆能力强。

‘虞舜红’是以黄金芽为母本、紫娟为父本的杂交后代，灌木型，春梢深红色紫化茶，树势中等，树姿半开张，分枝紧密；早生种，芽体中，一芽一叶百芽重13.5 g，三四年生茶园二年平均春茶鲜叶产量29.6 kg，采制绿茶，外形乌绿，感官品质良好，得分92.3分，高于紫娟3.8分，氨基酸5.5%，高于紫娟61.8%，抗逆能力强。

‘金川红妃’是以黄金芽为母本、紫娟为父本的杂交后代，灌木型，春梢橙色紫化茶，树势强，树姿直立，分枝较稀；早生种，芽体中，一芽一叶百芽重14.0 g，三四年生茶园二年平均春茶鲜叶产量25.2 kg，采制绿茶，外形黄绿，感官品质良好，得分93.3分，高于紫娟4.6分，氨基酸6.6%，高于紫娟94.1%，幼龄茶树抗日灼能力较弱，橙黄色成熟叶抗冻能力较弱。

5 彩色茶品种高产优质配套技术研究

5.1 不同叶色紫化茶抗日灼能力研究

对33个紫化茶株系、经2018年、2019年、2020年的春梢萌展期观察发现，叶色紫化程度越高，抗日灼能力越强，紫化程度下降并伴随白化特征的茶树，有着白化茶相似的特性，抗日灼能力相对较弱。其中，紫色组14个株系均未产生日光灼伤现象；红色组中1 个株系质未产生日灼现象，其余7个种产生3～1级日灼；而橙色组有2个株系未产生日灼现象，1个株系在种植第一年产生1级伤害外，其它8个株系在种植第一年产生4～5级日灼伤害[10-11]。

5.2 彩色复合茶园栽培研究

以2个黄色(‘醉金红’、‘黄金芽’)、2个紫色(‘紫娟’、‘紫芽’)、1个白色(‘瑞雪2号’)、1个复色(‘金玉满堂’)等6个茶树品种(系)为材料，建立一个六边形的彩色茶园。通过茶园四季园相(叶色)、物候、树势发育与抗逆性、茶园产出等栽培性状研究证明，因产品采制技术创新，使夏秋茶资源得到利用，第四年生茶园平均年亩产值7938元，比只采春茶的6367元增加24.67%；夏秋茶增值部分累加在每一品种春茶产值后，比该品种仅产春茶的亩值增加幅度16.6%～78.6%。同时，彩色茶园的四季园相变化丰富，对提升企业印象、拓展茶园经营等具有良好作用，但彩色茶园在栽培管理、产品生产等方面，除了考虑叶色搭配外，还要认真探索配置品种的物候、抗逆性、芽叶质量、适制性等性状的协调性。

5.3 “春茶二采”技术研究

以黄金芽家系品种为试验对象，在常规立体茶园、无花采摘层立体茶园方法基础上，通过改进采摘层枝梢培育方法，激发二三轮新梢提前萌展，实现了“春茶二次采摘”。2017年至2020年的4年试验结果表明，茶树二、三轮新梢萌展突破了季节性轮次性规律的限制，二轮梢在春茶采后一周内即开始萌展，三轮新梢在二轮梢达到二叶期时也开始萌展，分别比常规提前了30天和60天时间；二轮茶在 5月初至5月中旬进行开采，采摘时间持续5～11天；亩均采制干茶6.78 kg，亩均产值4306元。

“春茶二采”技术，实现了把“夏秋茶品质提高到春茶水平、把夏茶(二三轮茶)前挪到春季采收”的技术创新效果，对提升春茶产能、高效利用夏秋茶资源开和提高茶园效益，是一条非常值得推广的重要途径。

5.4 “花、叶二用茶园” 树冠培育技术开发

选择主杆直立、树势健盛、茶芽萌芽能力强、茶树花量大、品质兼优的茶树为对象，采取行株距160～170 cm×40～45 cm的宽行稀植布局，经三年基础树冠骨架培育，建立起一种由顶冠层、中冠层、低冠层等三层树冠组成的花、叶两用的全新茶树树冠结构，实现春采茶叶、秋采茶树鲜叶的生产目标。经三年生茶树实采，春茶亩产鲜叶17.4 kg，秋季亩产鲜花390 kg，鲜花产量远高于茶叶产量。

5.5 彩色茶叶加工技术研究

对深紫、紫红、鲜红、橙红、橙黄、黄色等6种叶色茶树的绿茶加工试验表明，总体上，感官品质带有独特的花青素特征，鲜叶越偏近紫色，加工后干茶、汤色、叶底等色泽的花青素特征越明显，而鲜叶叶色越偏近黄色，加工后干茶、汤色、叶底等色泽的黄化茶特征越明显，但均不同于常规绿茶的品质特征；紫色茶叶的香气、滋味优劣因品种不同，并非都是花青素主导的苦涩内质。对产品检测分析表明， 6种叶色茶的生化成份呈现的规律是，随着叶色从深紫到橙黄的变化，水浸出物、茶多酚含量依次下降，游离氨基酸总量依次上升，咖啡碱含量与叶色变化的规律不明显[6]。

5.6 标准化技术规范

制定了涉及叶色紫化茶栽培、加工和产品等3部宁波黄金韵茶业科技有限公司企业标准，分别是，Q/HJY0001 S -2018《绿茶》、Q/HJY0002-2020《‘黄金芽’家系茶树栽培技术规程》、Q/HJY0003-2020《‘黄金芽’家系茶叶加工技术规程》、其中，Q/HJY0001 S -2018《绿茶》根据法律要求在余姚市标准管理部门进行了备案，备案号：33020276S-2018。