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永州野生茶资源分布及其亲缘关系分析

2021-09-10卢作斌沈程文杨旭初何哲唐六合朱青辉程艳红

中国茶叶 2021年2期
关键词:聚类分析

卢作斌 沈程文 杨旭初 何哲 唐六合 朱青辉 程艳红

摘要:江华苦茶是湖南省珍贵的地方茶树种质资源之一。近年来,对永州野生茶树资源的调查主要围绕江华瑶族自治县的多个乡镇,对其他县区涉及很少。从永州地理及自然环境特点上看,适合野生茶的生长区域应更为广阔。因此,对其具体分布情况和种群特征作进一步研究十分必要。对永州3条山系分布的原始型茶树资源进行采样比对分析,所调查区域的野生茶资源表型特性为小乔木、中叶类种,水浸出物含量32.8%~35.4%,茶多酚含量21.27%~23.55%。分子标记结果显示永州区域内野生茶树间关联度较大,均可与江华苦茶聚为一类,且具有良好的发酵茶加工特性。

关键词:永州野生茶;江华苦茶;茶树资源;聚类分析;主导品种

Distribution of Wild Tea Resources in

Yongzhou and Analysis of Its Relationship

LU Zuobin1, SHEN Chengwen2, YANG Xuchu1,3, HE Zhe1,3, TANG Liuhe1,3, ZHU Qinghui1,3, CHENG Yanhong1,3

1. Futian Tea House, Yongzhou 425000, China; 2. Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;

3. Yongzhou Tea Research Institute, Yongzhou 425000, China

Abstract: Jianghua bitter tea is one of the precious local tea germplasm resources in Hunan province. In recent years,the investigation of wild tea tree resources in Yongzhou has mainly focused on villages and towns in Jianghua Yao Autonomous County, and has rarely  involved few other counties and districts. According to the characteristics of Yongzhou geography and natural environment, the growing area suitable for wild tea should be more extensive. Therefore, it is necessary to further study its specific distribution and population characteristics. The results show thatthe phenotypic characteristics of wild tea resources were small trees and mid-leaf species, and the biochemical characteristics were as follows: water extract ranged from 32.8% to 35.4%, tea polyphenol ranged from 21.27% to 23.55%. The results of molecular markers showed that the relationship between wild tea trees in Yongzhou area arehighly correlated and they could be clustered with Jianghua bitter tea. They had good processing characteristics. Therefore, Jianghua bitter tea, as a unique local tea resource in Yongzhou, has the advantage of becoming the dominantcultivar in local tea industry. While the dominant product of Yongzhou tea can be classified into black tea or other fermented tea.

Keywords: wild tea resources in Yongzhou, Jianghua bitter tea, tea resources, cluster analysis, dominant cultivars

永州位于湖南省南部,区域内主要山脉有越城岭—四明山系、都庞岭—阳明山系、萌渚岭—九嶷山系,海拔400 m以上的山岭面积1.2万km2,占总面积的50%。永州属亚热带大陆性季风湿润气候,四季分明,平均气温17.6 ℃,平均降雨量1 200~1 900 mm,山区多于平岗区[1],地理与气候条件适合茶树生长。

江华苦茶的研究源于20世纪60年代,已经在茶树群体归类、生化成分及适制性等方面有较全面的研究。陈亮等[2]从形态学特征将江华苦茶归属阿萨姆茶类;李丹等[3]从形态学、解剖学、细胞学、酶学、化学以及分子生物学方面研究江华苦茶种质资源的亲缘关系,认为江华苦茶属过渡类型茶树,且亲缘关系更接近于原始型;刘宝祥等[4]对江华苦茶的生化成分、适制性和适应性等研究表明,江华苦茶的茶多酚及其儿茶素类物质含量较高,制红茶品质优良;李赛君等[5]从江华苦茶群体资源中选育出优质高咖啡碱红茶新品种潇湘红21-1。刘宝祥等[4]发现江华苦茶原始群落主要分布在江华瑶族自治县的大圩、码市、二岔河、具江、湘江、河路口等乡镇。永州其他县区同样广泛分布着野生茶資源,其生物学特征及群体归类如何少有研究报道,且从永州地理及自然环境特点上看,适合野生茶的生长区域应更为广阔。因此,对永州野生茶树的具体分布情况和种群特征作进一步调查研究十分必要。

一、材料与方法

1. 调研方法

对永州3条山系内分布的原始型茶树资源进行调研,并对野生茶资源集中分布区域的茶树资源进行采样分析。

调研方法依据中华人民共和国农业行业标准《农业野生植物调查技术规范》(NY/T 1669—2008),按4个步骤进行。第一步,文献调研:综合收集各种文献资料,整理分析调查对象的分布、数量等历史载录情况,为走访调查制定大致的行程路线。第二步,走访调查:结合文献资料收集数据,经初步筛查后,在调查区域内,通过走访咨询经验丰富的群众、技术人员、有关专家和农户等,了解当地野生茶资源种类、分布、种群数量等相关信息。第三步,野外调查,收集样本:按设计的调查路线,进行实地踏查。对现场感观有一定特质的群体,采集标本作进一步鉴定。拍摄相关影像资料和GPS定位,完整载录分布点数等数据信息。第四步,检验、检测:对野外采集的茶标本进行形态学、化学、分子识别检测,为确定茶树种群及其相似性分析提供依据。

2. 生化成分分析

对收集到的野生茶树鲜叶及利用其加工而成的红茶样品进行生化成分检测,检测指标为水浸出物、茶多酚、游离氨基酸和咖啡碱,检测方法参考国家标准。

3. 简单重复序列(SSR)分析

DNA提取使用Ezup柱式植物组织基因组DNA抽屉试剂盒,编号B518261,生工生物(上海)工程股份有限公司生产。

简单重复序列分析具体步骤如下:取96孔板使用记号笔分别标明板名,制作SSR检测表,并生成上机表。使用连续加样器,吸取990 μL HIDI和10 μL LIZ500混合物,加入到96孔板,每孔10 μL。将96孔板置于平板离心机中,12 000 r/min离心15 s。对照检测表,在96孔板对应的孔中加入1 μL样品。将96孔板再次离心后置于PCR仪,引物信息和PCR反应条件分别如表1、表2。反应结束后立即将96孔板置于冰水混合物上急速冷却后使用Genemapper软件进行SSR分析。

二、结果与分析

1. 野生茶树主要分布区

调查结果显示,永州野生茶树资源主要分布在宁远、蓝山等8个县(区),各县(区)具体分布地点如表3。因东安县川岩、大盛等地野生茶分布面积不大,调查中仅对宁远棉花坪排山坳村等7个县(区)的8个野生茶资源集中分布地实地采样进一步分析,具体采样地点见表4。

2. 形态学特征

從调查结果看,野生茶树大多分布在山谷沿岸山坡上,以间伐性林地、竹地为密集区,植株基本处于林木冠层之下。分布区域海拔在400~1 500 m之间,以海拔400~1 000 m区域为主。

各采集点野生茶树植株形态特征如表5。因湖南省茶叶研究所在20世纪70年代就对江华县的野生茶形态学、生理等方面做了较系统成熟的研究,本次江华采集的样品只做SSR分析,形态、生理方面的数据参考前人的研究结果[3-4,6-8]。野生茶树的植株为小乔木、中叶类种,树高一般在5 m以下,主干直径3~25 cm,3~4个一级分枝,叶片长9~14 cm、叶宽3~5 cm,叶片大多椭圆形、叶尖渐尖,叶脉9~12对。

3. 生化成分

各取样茶树秋季对夹叶的生化成分含量见表6。江华苦茶适制红茶,成品茶以春茶为主,因此,取各采集点茶树春季一芽二叶制成红茶后检测生化成分含量,检测结果见表7。

4. SSR检测结果

在道县清塘镇小塘村等6个野生茶密集分布区,每个区采集3个鲜叶样品,对这18个样品(表8)作SSR检测及相似性归集。

DNA分子图谱(图1)显示,6个野生茶样品的DNA表观图谱很相似。进一步做聚类相似性归集,UPGMA聚类树(图2)显示,各资源之间相似系数在0.45~0.65之间,符合江华苦茶群体各单株间存在较高的遗传多样性(相似系数0.44~0.84),各茶树资源之间相似系数在0.45~0.65之间。18个野生茶树资源总共可分为3大类,江华苦茶8号和道县1号样品分别聚为一类,江华苦茶9号与零陵10~12号、金洞13~15号和双牌16~18号样品聚为一类,江华苦茶7号与道县2~3号和双牌4~6号样品聚为一类。在聚类结果中,不同类群的单株间也存在较为明显的表型差异[9],除道县1号样品外,其他永州野生茶资源都与江华苦茶群体亲缘关系较近。

三、小结与讨论

本研究对永州3条山系内分布的原始型茶树资源进行调研,并对野生茶资源典型代表区域的茶树资源进行采样分析。植株形态特征及现场考察发现,所有永州野生茶资源均符合小乔木主要形态学特征。从采样地点的地理信息和植株分布零散、无规律、密度稀少的特征看,所采样本属于地方原始种,不是人工种植品种。至于植株形态的一级分枝部位有较大差异的原因,可能在于采集点双牌单江的茶树资源因低部位分枝被截断,在主干1 m处有明显疤痕,所以现有分枝部位上移;金洞、道县、宁远的茶树资源均存在被低位砍伐重生迹象,但主干分明;阳明山的茶树资源地处高海拔,植株有明显主干,但树冠高度及宽幅受每年积雪覆盖难以扩张。

江华苦茶作为湖南省4个地域特色茶树品种之一,其茶多酚及儿茶素类物质含量较高,是适制红茶的特异种质资源,制作的红茶品质优良,香气独特,花蜜香浓郁,汤色红浓,滋味浓醇,收敛性强,叶底红亮[10-12],本研究采用功夫红茶加工工艺也得到了优质的野生红茶产品。生化成分检测结果显示,来自不同县(区)的茶树资源其水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量与江华苦茶样品含量无明显差异。

综上所述,永州区域内分布的原始型茶树资源可与江华苦茶原始型群体种聚为一类,亲缘关系近。

参考文献

[1] 李俊江, 郑经纬. 永州年鉴[M]. 北京: 方志出版社, 2019: 52-53.

[2] 陈亮, 虞富莲, 童启庆. 关于茶组植物分类与演化的讨论[J]. 茶叶科学, 2000, 20(2): 89-94.

[3] 李丹, 罗军武. 江华苦茶种质资源的亲缘关系及在茶树进化中的地位研究进展[J]. 湖南农业科学, 2011(1): 10-12.

[4] 刘宝详, 彭继光, 刘湘鸣. 江华苦茶资源的发掘利用研究[J]. 茶叶通讯, 1981(6): 24-27.

[5] 李赛君, 段继华, 黄飞毅, 等. 优质高咖啡碱红茶新品种——潇湘红21-1选育研究报告[J]. 茶叶通讯, 2018, 45(2): 8-13.

[6] 刘振, 赵洋, 杨培迪, 等. 湖南省茶树种质资源现状及研究进展[J]. 茶叶通讯, 2011, 38(3): 7-10, 18.

[7] 黎娜, 黄怀生, 钟兴刚, 等. 湖南地方特色茶树资源江华苦茶研究进展[J]. 茶叶通讯, 2018, 45(3): 3-7.

[8] 刘宝详, 龙翔, 彭继光, 等. 江华苦茶性状分离与良种选育阶段总结[C]. 长沙: 湖南省茶叶研究所, 1987: 42-46.

[9] 李丹. 江华苦茶种质资源的评价[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2012.

[10] 陈国本, 唐明德. 江华苦茶主要化学成分含量的研究[J]. 茶叶通讯, 1987(1): 23-29.

[11] 张贻礼. 湖南省茶树品种资源简介[J]. 作物品种资源, 1984(3): 43.

[12] 杨宇宙. 红茶饮料液态发酵关键化学成分及其调控研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2011.

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