莫 岚, 黄亚辉, 赵文芳, 曾 贞(华南农业大学园艺学院，广东 广州 510642)

我国是世界上最早开展茶树种质资源调查和筛选优异资源的国家[1].茶树种质资源指的是携带并可传递种质的一切茶树植物，广义上包括野生茶树、选育品种、地方品种、引进品种(品系)、遗传材料和野生近缘植物等[2].野生茶树因独特的生存环境和非人工栽培而在进化上保持了原始特性，作为重要的基因库受到研究者的广泛关注.我国作为茶树原产地，拥有丰富的野生大茶树种质资源，主要分布在横断山脉分布区、滇川黔分布区、滇桂黔分布区和南岭山脉分布区[3].

广西地处我国南部，全区年平均气温16～23 ℃，年积温6 000～8 000 ℃，年降雨量1 000～2 000 mm，极适宜于茶树生长，被列为茶树的适宜气候区[4].广西种茶历史悠久，距今有3 000多年的历史，其中与云南、贵州毗邻的地区为茶树的次生起源中心之一[5].由于广西横跨西南和华南两个茶区，特有的地理生态环境，形成了十分丰富的茶树种质资源，同时也蕴藏着一些极其特异的资源[6-7].目前已有一些研究人员[8-10]对广西金秀野生单株茶树资源的分布和形态等进行了初步分析，但少见对野生群体种质资源的研究.

生化成分标记作为分析遗传多样性的4种方法之一[11-12].对于茶树而言，茶多酚、氨基酸、生物碱和黄酮类化合物等生化成分与茶叶品质密切相关.因而，为了系统地鉴定评价和充分利用金秀野生茶树资源，对金秀境内8个群体资源的主要品质成分进行了研究.目前我国对于西南地区云贵川一带的野生茶树资源的研究较多，而针对广西野生茶树群体种质资源的研究鲜见报道.本试验综合调查金秀的生态环境和8个野生茶树资源，分析其主要生化成分的遗传多样性和适制性，多层次地研究和鉴定金秀种质资源，筛选出优异资源，旨在推动金秀野生茶树资源的开发与利用.

1 材料与方法

1.1 材料

茶叶鲜叶分别采自金秀镇共和村、六巷乡上古陈屯、罗香乡白牛屯、大樟乡花炉村、金秀镇杨柳屯、金秀镇罗孟村、忠良乡古兰屯和忠良乡双和村等8个野生茶树群体新梢.每个茶树群体由15个单株组成.采摘于六巷乡上古陈屯的茶叶鲜叶位于东经110°08′28″，北纬23°53′31″，海拔1 170～1 207 m，生长于原始森林烂石中；其形态特征：小乔木树型，大叶种，芽叶黄绿色，茸毛稀少，成熟叶绿色.采摘于罗香乡罗运村白牛屯的茶叶鲜叶位于东经110°13′83″，北纬23°57′20″，海拔684 m，生长于开荒后的八角林和山林深沟边缘中；其形态特征：乔木树型，中叶种，芽叶嫩绿色，无茸毛，成熟叶深绿色.采摘于金秀镇共和村坤林屯的茶叶鲜叶位于海拔1 170～1 207 m的茶园中；其形态特征：灌木树型，小叶种，芽叶嫩绿色，无茸毛，成熟叶深绿色.采摘于大樟乡花炉村太阳屯的茶树鲜叶位于东经109°55′27″，北纬23°44′52″，海拔607 m，生长于原始次生林中；其形态特征：灌木树型，中叶种，芽叶嫩绿色，无茸毛，成熟叶绿色.采摘于金秀镇六段村杨柳屯的茶树鲜叶位于东经110°13′，北纬24°13′56″，海拔1 080 m，生长于原始次生林中；其形态特征：灌木树型，中叶种，芽叶嫩绿色，无茸毛，成熟叶深绿色[9].采摘于金秀镇罗孟村的茶树鲜叶位于东经110°13′，北纬24°13′30″；其形态特征：灌木树型，小叶种，芽叶嫩绿色，茸毛稀少，成熟叶绿色.采摘于忠良乡古兰屯和双和村的茶叶鲜叶位于东经110°14′，北纬24°13′38″；其形态特征：小乔木树型，大叶种，芽叶黄绿色，成熟叶绿色.

表1 金秀8个野生茶树群体的采样地点Table 1 Location of 8 wild tea populations from Jinxiu

儿茶素单体标准品(GA、GC、EGC、C、EGCG、EC、GCG、ECG、CG)及咖啡碱、茶叶碱、可可碱均购于美国Sigma公司，甲醇和乙腈(色谱级)购于国药集团化学试剂有限公司，水为超纯水，其他试剂均为市售级分析纯.

1.2 方法

1.2.2 指标测定 含水量采用恒重法测定；水浸出物含量采用全量法测定；茶多酚含量采用酒石酸亚铁法测定；游离氨基酸含量采用茚三酮比色法测定；黄酮类化合物含量采用三氯化铝比色法测定；儿茶素单体和生物碱组分含量采用高效液相色谱法测定[14-16].

1.3 数据统计

各生化成分含量的平均值、最小值、最大值、标准差和变异系数采用Excel 2013软件进行统计.主成分分析经SPSS 19.0统计软件，采用Factor过程的主成分分析法.聚类分析采用离差平方和法，距离为欧氏距离，利用SAS 9.0统计软件进行分析.各生化成分含量均为3次测定的平均值.

2 结果与分析

2.1 8个野生茶树群体主要生化成分的基本特征

对8个野生茶树群体的主要生化成分含量进行基本统计分析.由表2可知，8个群体生化成分含量的平均变异系数为28.52%，变幅为4.21%～53.42%，表现出丰富的遗传多样性.其中，变异系数最大的是GCG含量(53.42%)，其次为ECG含量(50.86%)和EGCG含量(49.24%)，而水浸出物含量的变异系数最小，为4.21%.表明酯型儿茶素在金秀野生茶树种质资源中的多样性较广泛，所包含的信息量较大.

表2 8个茶树群体主要生化成分含量的基本统计参数Table 2 The basic statistical parameters of the main biochemical components of 8 tea populations

在影响茶叶品质的4个常规生化成分(水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱)中，水浸出物含量为44.34%～50.26%，平均值为47.36%，变异系数最小，为4.21%，含量最高的是东温群体(49.54%)，最低的是古兰群体(44.52%)，有83.34%资源的水浸出物含量超过45%.茶多酚含量为26.18%～41.16%，平均值为33.91%，变异系数为15.06%，含量最高的是双和群体(40.93%)，最低的是六巷群体(27.03%)，有37.5%资源的茶多酚含量超过34%.通常，茶多酚含量高于38%的资源被视为超常规水平的品种或株系[13,17-18].其中，双和群体(40.93%)和罗孟群体(40.92%)的茶多酚含量高于38%，是筛选高茶多酚品种的优良材料.游离氨基酸含量为2.76%～5.32%，平均值为3.47%，变异系数为21.49%，含量最高的是六巷群体(5.23%)，最低的是白牛群体(2.81%).其中，六巷群体的游离氨基酸含量大于5%，属于高氨基酸资源.咖啡碱含量为4.46%～7.34%，平均值为5.38%，变异系数为15.48%，含量最高的是六巷群体(7.29%)，最低的是白牛群体(4.48%).可见，决定茶叶品质的4个常规生化成分中，游离氨基酸改良的潜力最大，水浸出物改良的潜力相对较小.另一方面，从每个主要成分的不同群体的含量来看，金秀野生茶树资源主要生化成分在不同群体间的差异有统计学意义，表现出丰富的遗传多样性.如双和群体的茶多酚含量是六巷群体的1.5倍，六巷群体的游离氨基酸含量是双和群体的1.6倍等.

儿茶素作为茶多酚的主要组成部分，已发现并鉴定20余种儿茶素组分，分为非酯型儿茶素(简单儿茶素)和酯型儿茶素(复杂儿茶素)，在茶叶儿茶素组分构成中主要以酯型儿茶素为主.它们共占总茶多酚类混合物的60%～80%，是茶叶抗氧化、杀菌消炎和防癌等保健功能的物质基础[18]，与茶叶品质和茶树进化息息相关.金秀8个野生茶树资源的非酯型儿茶素含量为7.58%～12.43%，平均值为9.08%，最高的是白牛群体(12.37%)，最低的是罗孟群体(7.58%)；酯型儿茶素含量为4.11%～16.18%，平均值为10.65%，最高的是东温群体(15.29%)，最低的是罗孟群体(4.11%)；儿茶素含量为11.69%～25.76%，平均为19.74%，最高的是白牛群体(25.58%)，最低的是罗孟群体(11.69%).8个群体中，儿茶素组分中含量最高的是 EGCG，含量最低的是C；儿茶素组分含量大小的总体趋势为：EGCG>EGC>GCG>ECG>GC>EC>CG>C.从8个群体的各儿茶素组分来看，EGCG含量以六巷群体最高(8.93%)；GCG含量以东温群体最高(4.50%)；ECG含量以杨柳群体最高(3.66%)；CG含量以双和群体最高(1.11%)；C含量以双和群体最高(1.39%)；EC含量以杨柳群体最高(1.14%)；GC含量以东温群体最高(1.67%)；EGC含量以白牛群体最高(8.80%).EGCG 为最重要的酯型儿茶素，8个群体EGCG的含量为1.56%～9.11%，平均值为5.10%，变异系数为49.24%.8个群体EGCG含量大小为：六巷群体>东温群体>杨柳群体>白牛群体>共和群体>古兰群体>罗孟群体>双和群体，其中，六巷群体的EGCG含量最高，达8.93%.目前，茶叶是EGCG的唯一来源[19]，研究表明，EGCG具有抗病毒、预防心血管疾病、抗癌、防辐射、延缓衰老、抗肿瘤、抗病毒、降血压、降血脂、降血糖和抗突变等功效[20-22].高EGCG茶在国内外市场有着广阔的前景，六巷群体可作为茶树品种改良的资源，也可作为直接提取EGCG的特异资源.

酚氨比为茶多酚与氨基酸的比值，可以作为茶树品种适制性的参考.名优绿茶一般要求氨基酸含量高，多酚类含量中等，以形成香高味鲜的品质特征.若用酚氨比较大的茶树品种鲜叶加工绿茶，往往滋味苦涩.一般认为，酚氨比小于8适宜制绿茶；酚氨比为8～15，为红、绿茶兼制；酚氨比大于15则适制红茶[23-24].从表2可以看出，酚氨比为4.92～12.90，平均值为10.18，变异系数为24.32%.可见，酚氨比的变异幅度比较大.六巷群体的酚氨比(5.17)低于8，适制优质绿茶；其他群体为红、绿茶兼制型.

2.2 8个野生茶树群体种质资源的主成分

主成分分析能在多个成分时简化对主体性状的研究，有利于更好地研究群体[25].对8个野生茶树群体的主要生化成分进行主成分分析，表3列举了前4个主成分.表3表明，前4个主成分的累计贡献率达到94.81%，表明这4个主成分包含了群体生化成分的大部分信息，可以借此对群体生化成分进行综合评价.第1主成分的贡献率达到43.94%，贡献率最大的是儿茶素和酯型儿茶素含量，其次是EC和GCG含量，反映的主要是酯型儿茶素的信息；第2主成分的贡献率达到76.39%，贡献率最大的是酚氨比,其次是C和GC含量，反映的是含氮化合物的信息；第3主成分的贡献率达到87.77%，贡献率最大的是CG含量，其次是水浸出物和C含量，反映的主要是非酯型儿茶素的信息；第4主成分的贡献率达到94.81%，贡献率最大的是EGC含量.

表3 8个野生茶树群体生化成分的主成分Table 3 Principal components of biochemical components of 8 wild tea tree populations

2.3 8个野生茶树群体的聚类分析

研究表明，以茶多酚、儿茶素组分、咖啡碱/总氮和茶氨酸等作指标，可对茶树种质资源作出种群分类判断，其正确率一般可达90%～96%[26].对8个群体以遗传距离0～25进行聚类分析，可将其分成3个大的类群(图1)：第Ⅰ类群为杨柳和东温群体，第Ⅱ类群为白牛、六巷、共和、罗孟和双和群体，第Ⅲ类群为古兰群体.生化成分的聚类结果与形态学、分子生物学聚类结果[10]高度吻合.

图1 8个野生茶树群体聚类分析图Fig.1 Cluster analysis of wild tea colonies in Jinxiu

从表4可以看出，3大类群游离氨基酸、茶多酚、咖啡碱的含量及酚氨比差异不显著，其他生化成分的差异有统计学意义.水浸出物、儿茶素、黄酮类化合物和酯型儿茶素均以第Ⅰ类群的含量最高，且显著高于第Ⅱ和Ⅲ类群；非酯型儿茶素以第Ⅲ类群的含量最低，且显著低于第Ⅰ和Ⅱ类群，后两者的差异不显著.综上所述，第Ⅰ类群生化成分含量丰富，黄酮类化合物、水浸出物和儿茶素含量最高，酚氨比居中，多数适制红茶，少数适制绿茶.第Ⅱ类群的游离氨基酸含量最高，适制绿茶，游离氨基酸含量最高的六巷群体也聚到该类群中.第Ⅲ类群的茶多酚含量和酚氨比最高，多数适制红茶.

3 讨论

本试验从生化成分的角度出发，对广西金秀8个野生茶树群体进行了生化特征研究.广西由于独特的地理生态环境，拥有丰富的茶树种质资源.对8个群体的系统鉴定评价，有利于充分发掘广西地区茶树资源的利用潜力.8个群体的平均变异系数为28.52%，与贵州(25.45%)[27]、四川(26.80%)[28]、武夷名丛(22.02%)[29]和云南(16.53%)[30]相比，变异类型比较丰富，其黄酮类化合物和酯型儿茶素含量的变异系数较高，表明金秀野生茶树在黄酮类化合物和酯型儿茶素上有很大的选择潜力.

表4 不同类群的主要生化成分1)Table 4 The main biochemical components of different groups

1)同行数据后附不同字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05).

通过系统的生化鉴定分析，初步发现罗孟和双和2个群体的茶多酚含量在40%以上；六巷群体游离氨基酸含量在4%以上，拥有高EGCG资源；高咖啡碱资源有6个群体，分别为六巷、罗孟、双和、古兰、杨柳和东温群体.可见，金秀野生茶树内含物质丰富，特异性茶树种质资源丰富.酚氨比作为茶树资源适制性的一个指标.根据杨亚军[31-33]、陆锦时等[34]的研究结果，本试验中六巷群体的游离氨基酸含量较高，茶多酚含量最低，儿茶素含量适中，且含有一定的水浸出物和咖啡碱，适制绿茶；罗孟、双和、古兰、杨柳、东温、白牛和共和等7个群体的游离氨基酸含量相对较低，儿茶素、茶多酚、水浸出物和咖啡碱的含量相对较高，是红、绿茶兼制型，品质皆优.此结果与聚类分析的结果基本吻合，有利于今后对不同地区茶树群体的开发利用.

对8个野生茶树群体的生化成分进行主成分分析，前4个主成分累计贡献率达到94.81%，保留了16个生化成分的信息，其生化因子对茶叶品质贡献率的大小为：酯型儿茶素>游离氨基酸>水浸出物>生物碱.第1主成分中贡献率最大的是儿茶素含量(0.994)，表明在16个生化成分中儿茶素含量对8个群体茶树品质的影响较大.不同基础成分在前4个主成分中具有明显不同的载荷值，有的成分具有方向相反的影响，每个主成分都能比较客观地反映与品质之间的关系，可用来对材料的综合评价.

本试验中，8个野生茶树群体的生化成分存在差异，一方面是不同茶树品种的代谢差异造成内含物组分的不同，另一方面是广西横跨西南和华南两大茶区，毗邻茶树的起源中心，且金秀瑶族自治县位于大瑶山主体山脉上，气温适宜，云雾多，漫射光丰富，湿度大，土壤肥沃，腐殖质丰富，土层深厚，有利于形成丰富的茶树种质资源，在生化成分方面表现出丰富的多样性.

4 结论

本试验结合金秀的气候环境对金秀8个野生茶树群体的主要生化成分进行了分析，探究其生化特征.结果表明，金秀野生茶树群体资源的生化成分多样性丰富，变异系数大，具有明显的群体独特性；从中筛选出的高茶多酚、高氨基酸和高EGCG等特异资源可作为下一步育种的材料，具有很高的利用价值；不同群体的生化特征为今后茶叶的加工和深加工领域提供依据.