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云南野生茶树资源儿茶素多样性分析

2017-10-23段志芬李友勇杨盛美汪云刚孙雪梅刘本英

西南农业学报 2017年4期
关键词:儿茶素茶树种质

段志芬,马 玲,李友勇,矣 兵,杨盛美,汪云刚,孙雪梅,刘本英

(云南省农业科学院茶叶研究所,云南省茶学重点实验室,云南 勐海 666201)

云南野生茶树资源儿茶素多样性分析

段志芬,马 玲*,李友勇,矣 兵,杨盛美,汪云刚,孙雪梅,刘本英**

(云南省农业科学院茶叶研究所,云南省茶学重点实验室,云南 勐海 666201)

【目的】了解云南野生茶树儿茶素遗传多样性,为选育特异茶树资源提供理论依据。【方法】采用高效液相色谱法对100份云南野生茶树资源的儿茶素组分进行了检测,分析了8种主要儿茶素组分的含量。【结果】参试的茶树资源儿茶素组分存在丰富的多样性和变异,变异系数0.2912 %~0.5669 %;以野生茶树资源儿茶素组分为基础,可将100份野生茶树资源聚类为 A、B 2个组群。【结论】A类群表现为酯型儿茶素含量低,可适制红茶;B类群表现为酯型儿茶素含量高,发现安定野茶、黄泥河大茶、西舍路大茶、巴达二号、勐养从茶5个酯型儿茶素含量高的资源,可作为适制绿茶的优质品种;闸上大树茶、十八连山大茶、底圩白毛茶、龙树茶4非酯型儿茶素较低,非酯型儿茶素最高的大黑山野生茶,可作为选育专用品种的特异种质资源材料。

云南;野生茶树;儿茶素;多样性

【研究意义】野生茶树是山茶科(Theaceae)山茶属(camellia)茶组(SectionThea)植物野生种类的总称,其叶均可制做茶叶,属于亚热带常绿植物。野生茶树是遗传多样性最丰富,最具有保存和研究价值的初级茶树种质资源[1-3],野生茶树资源中蕴含的许多特异性状,如高茶多酚、低咖啡碱、高茶氨酸、高茶黄素、高抗性基因资源等可以直接利用[4-7],也可以作为远缘杂交基因,嫁接基因等高科技育种材料以进行突破性育种。云南是茶树起源的中心地带,也是国内野生茶树保存数量最多、分布最广的地区。【前人研究进展】茶树中的儿茶素属于类黄酮物质(flavonids)中的黄烷-3-醇(flavonols)类物质[8-10],分为酯型儿茶素(ECG、EC、EGCG、EGC)和非酯型儿茶素(C、GA、GCG、GC),是茶叶的主要化学成分之一。儿茶素总量,不同单体含量可作为判断茶树品种适制性及茶叶用途的重要指标[11-13]。利用多样性对品种资源进行分类,能较真实地表现品种的综合性状,结果较稳定的,可为育种取材提供客观依据。

【本研究切入点】文章通过研究保存在“国家种质大叶茶树圃(勐海)”中的100个云南野生茶树种质资源的儿茶素含量及遗传多样性的关系,揭示不同野生茶树种质资源各种儿茶素的形态变化规律。【拟解决的关键问题】为客观评价云南野生茶树遗传多样性提供理论依据,为云南茶树良种选育和生产利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料取自国家种质大叶茶树资源圃(勐海)100份野生茶树资源(表1)。

表1 100份野生茶树资源及原产地Table 1 100 wild tea resources and origin

续表1 Continued table 1

1.2 方法

1.2.1 固样及茶样处理方法 采摘鲜叶→摊青→杀青→揉捻→80 ℃恒温箱干燥→将部分茶样用高速粉碎机粉碎、过筛,粒度 40~60 目,备用。

1.2.2 儿茶素测定 儿茶素测定采用高效液相色谱法[14]。

试液制备:准确称取茶粉1.0000 g,加入80 %(V/V,下同)甲醇100 mL,于30 ℃水浴中超声提取20 min,经滤纸过滤,洗涤滤渣3次后合并滤液,定容至200 mL,用0.45 μm滤膜过滤后备用[15]。

混合标样的配制: 标准储备液:分别称取6种儿茶素类化合物的固体标样各10 mg,用50 %的甲醇水溶液溶解并定容至10 mL,则6种儿茶素类化合物的标准储备液浓度均为1 mg/mL。

色谱检测条件: 采用GB/T 8313-2008中的方法进行检测。流动相:A为甲醇,B为乙腈;流动相的梯度为从10 %的乙腈到 60 %的乙腈,流速1 mL/min,在36 min内完成;色谱柱为waters-C18(5 μm,4.6 mm×250 mm);检测波长280 nm。每次检测完成后,系统平衡15 min后重复3次进样。所得数据用Empower软件处理。

1.2.3 数据分析 采用Excel计算各儿茶素的平均值、最大值、最小值、标准差、变异系数。利用SPD统计软件对数据进行聚类分析,采用离差平方和法,距离为欧氏距离。

2 结果与分析

2.1 野生茶树资源儿茶素含量分析

从图1可以看出,100份野生茶树儿茶素组分含量变化幅度都很大,其中儿茶素总量的变化区间最大,从1.86~18.20,其次是EC、EGCG、C、EGC、ECG、GC、GCG、变化最小的是GA,从0.03~0.14。

图1 儿茶素含量变化趋势Fig.1 The change trend of catechin content

2.2 儿茶素含量变异分析

对100份云南野生茶树C、ECG、EC、EGCG、EGC、GA、GCG、GC、儿茶素总量进行基本统计分析(表2)。结果表明,云南野生茶树资源的儿茶素组分有明显的差异性。由表2可知,大黑山野茶的C、ECG、EC、EGCG、GCG含量最低,分别是0.22、0.07、0.15、0.09、0.12;C含量最高的是巴达二号,为4.65; ECG含量最高的是勐养丛茶,为3.91;EC最高的是安定野茶,为6.04;EGCG、EGC、GCG含量最高的分别为黄泥河大茶5.32、西舍路大树茶4.07、阿伟茶0.44。GA含量最低的是闸上大树茶,底圩白毛茶,十八连山茶,都为0.03;GA含量最高的是大黑山野茶,为0.14;GC含量最低的是龙树茶,为0.12,最高的是大黑山野茶,为0.91;儿茶素总量最低的是大黑山野茶,为1.86,最高的是达诺茶,达到18.20。

儿茶素各组分中变异系数最大的是ECG,为0.5669 %,其次是EGCG,为0.5172 %,GCG和儿茶数总量的变异系数较低,小于0.3 %,分别为0.2922 %和0.2942 %。各儿茶素单体和儿茶素总量的平均变异系数达到0.4237 %。

表2 儿茶素含量变异分析Table 2 Analysis of catechins content variation

图2 儿茶素组分聚类图Fig.2 Catechins composition clustering

2.3 儿茶素聚类分析

根据 9个儿茶素组分的分析数据,对 100份云南野生茶树资源进行聚类(图 2),结果100个云南野生茶树资源在遗传距离为51.4处可分成 A、B 2个组群。A 组有 62 个资源,分成2个亚群:一个亚群包含涌宝白毛茶,邦东大茶树等40个资源,另一个亚群包括大黑山野茶、阿伟茶、弄岛野茶等22个资源。B类群有38个野生茶树资源,主要表现为酯型儿茶素含量较高。也分成2个亚群,一个亚群包括景新小黄茶、威车茶,牛洪茶、曼喷龙大叶茶等32个资源,主要特征为儿茶素含量很高,其中包括酯型儿茶素含量最高的安定野茶、黄泥河大茶、西舍路大茶、巴达二号;另一个亚群包含邦外黑茶、新华缅甸大山茶、勐养丛茶、漭水小茶、小坡头茶、达诺茶等6个资源。其中勐养丛茶的酯型儿茶素ECG含量最高。

2.4 优异种质资源

随着茶叶功能保健功效的不断深入研究,茶氨酸、茶多酚、咖啡碱、儿茶素等含量特异的种质资源呈现出广阔的应用前景。阮宇成等[16]研究表明绿茶品质随着酯型儿茶素含量的增加而提高。根据儿茶素组分鉴定结果发现,参试的茶树种质资源酯型儿茶素含量高的安定野茶、黄泥河大茶、西舍路大茶、巴达二号、勐养丛茶; 非酯型儿茶素较低的闸上大树茶、十八连山大茶、底圩白毛茶、龙树茶;还有酯型儿茶素最低,非酯型儿茶最高的大黑山野生茶都属于优异的种质资源。

3 讨 论

茶树种质资源是新品种选育的基础,包括表型性状、染色体、蛋白质、DNA 和碱基序列等多层次遗传变异[17-18]。茶叶中儿茶素类化合物是茶叶中含量丰富的一类功能性成分,在新茶叶中的质量分数(以干茶为计)为13 %~32 %[18],由于儿茶素具有广泛的保健功效以及较强的食品抗氧化特性,茶叶中儿茶素近年来已成为医药和食品研究领域的热点之一。本研究从儿茶素组成成分的角度,对100份云南野生茶树进行了多样性的研究。发现100份野生茶树资源儿茶素变异系数从0.2912 %到 0.5669 %,变异类型比较丰富。既有进化较高的类型,也有保存了原始的类型。聚类分析在遗传距离为51.4处把100份野生茶树资源分成 A、B 2个组群。A 组包括 62 个资源,主要适制红茶。B类群包含有38个野生茶树资源,主要表现为酯型儿茶素含量较高。发现安定野茶、黄泥河大茶、西舍路大茶等酯型儿茶素含量高的资源和儿茶素含量最高的达诺茶,可用于制作绿茶;这些特异茶树种质可以直接利用或作为中间的育种材料,为选育专用品种和特异种质资源提供了科学依据,对今后的品种改良和作为特殊用途的茶及功能成分的提取具有重要的意义。

4 结 论

A类群表现为酯型儿茶素含量低,可适制红茶;B类群表现为酯型儿茶素含量高,发现安定野茶、黄泥河大茶、西舍路大茶、巴达二号、勐养从茶5个酯型儿茶素含量高的资源,可作为适制绿茶的优质品种;闸上大树茶、十八连山大茶、底圩白毛茶、龙树茶4非酯型儿茶素较低,非酯型儿茶素最高的大黑山野生茶,可作为选育专用品种的特异种质资源材料。

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DiversityAnalysisonCatechinGeneticofWildTeaPlantfromYunnanProvince

DUAN Zhi-fen,MA Ling*,LI You-yong,YI Bing,YANG Sheng-mei,WANG Yun-gang,SUN Xue-mei,LIU Ben-ying**

(Tea Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yunnan Provincial Key Laboratory of Tea Science,Yunnan Menghai 666201,China )

【Objective】The present paper aims to study the genetic diversity of wild tea catechins in Yunnan province and provide a theoretical basis for breeding special tea tree resources.【Method】The components of catechin for 100 Yunnan wild tea tree resources were detected and the component contents of eight major catechins were analyzed by using high performance liquid chromatography (HPLC)method.【Result】 The components of tea catechins tested had rich diversity and variation,Its variation coefficient ranged from 0.2912 % to 0.5669 %.100 wild tea tree resources by clustering were divided into group A and group B according to catechin components of wild tea tree resources.【Conclusion】 Group A with the low content of ester type catechins was used to product black tea.Group B showed a high content of ester type catechins.Five quality varieties (Andingyecha,Huangnihedacha,Xisheludacha,Badaerhao and Mengyangcongcha)with the high content of ester type catechins were found and used to product green tea.Four varieties (Zhashangdachashu,Shibalianshandacha,Diweibaimaocha and Longshucha)showed the lower of nonester type catechins as well as the lowest of ester type catechins.Daheishan wild tea had the highest of nonester type catechins.They could be used as breeding special varieties and specific germplasm materials.

Yunnan; Wild tea tree; Catechin; Genetic diversity

1001-4829(2017)4-0722-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.4.002

2015-06-05

国家自然科学基金项目 (31440034;31160175);农业部农作物种质资源保护与利用专项(2014NWB028);农业部948项目(2014-Z56)

段志芬(1976-),白族,女,云南大理人,副研究员,主要从事茶树资源研究,E-mail:zzffd@sina.com,*为并列第一作者,**为通讯作者,刘本英,E-mail:liusuntao@126.com。

S571.1

A

(责任编辑 王家银)

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