黔中地區大茶樹種質資源基于形態性狀的遺傳多樣性分析

　　摘要為有效保護和利用黔中地區大茶樹種質資源，探索其遺傳多樣性，本研究以2047份黔中地區大茶樹種質資源為材料，對其樹型、樹姿、葉色等18個形態性狀進行遺傳多樣性分析、主成分分析以及聚類分析并構建核心種質庫。結果表明，黔中地區大茶樹種質資源的形態性狀具有較豐富的遺傳多樣性。數量性狀中遺傳多樣性指數H'最高的是冠幅，值為1.13，均值為0.95，變異系數為29.41%~42.95%，均值為31.39%;質量性狀中遺傳多樣性指數H'最高的是葉質，為0.81;主成分分析顯示，6個主成分因子的累計貢獻率為54.94%;無權重聚類分析顯示(UPGMA)2047份資源被分為7個組群。用DARwin中的最大長度子樹方法對黔中地區大茶樹種質資源進行核心種質構建，結果顯示在791處構建核心種質1群體，在1248處構建核心種質2群體。本研究在調查這些大茶樹形態性狀的基礎上，對其進行形態特征的系統鑒定以及遺傳多樣性分析，初步探索黔中地區大茶樹種質資源的遺傳多樣性和遺傳結構，旨在為黔中地區乃至貴州境內大茶樹種質資源的創新利用提供理論參考。

　　關鍵詞大茶樹;種質資源;形態性狀;遺傳多樣性

　　茶樹(Camelliasinensis(L.)O.Kuntze)為山茶科(Theaceae)山茶屬(CamelliaLin.)茶組(SectionThea)植物，在中國的栽培飲用歷史由來已久，其經濟價值、保健價值和生態價值體現在人們生活的方方面面�，F存大茶樹是指野生、半馴化的茶樹，它們具有獨特的生態適應性，其遺傳多樣性較廣且研究價值較高，是培育新品種、開發茶葉新產品的重要資源(Chenetal.,2005;Jietal.,2011;周萌等,2016)。

　　茶葉論文范例：新零售業態下茶葉智慧生態體系構筑研究

　　大茶樹主要分布于中國西南地區(Wight,1959;王平盛和虞富蓮,2002)。貴州屬于茶樹起源的核心區域，同時也是全國茶樹種植面積最大的省份，這些條件為貴州茶樹育種工作奠定了良好的基礎。近年來，貴州從地方品種中選育了„黔茶1號‟、„黔茶8號‟、„黔湄419‟等一系列良種(劉其志等,1995,貴州茶葉,(1):8-10;田永輝等,2003;陳正武等,2009;2018;楊春等,2019)，但是，目前對于利用貴州大茶樹選育新品種(系)的研究鮮少報道，尤其是分布在黔中地區的大茶樹群落的研究還沒見報道。植物的形態性狀具有直觀性和簡便性，與育種目標和生產關系緊密(蔣會兵等,2013)。

　　同時，形態性狀作為農藝性狀鑒定和種質資源鑒選的一個重要依據，被廣泛應用于不同物種的種質資源鑒選、表型變異和遺傳多樣性分析等研究。有研究者對甘蔗(Saccharumofficinarum)(劉新龍等,2010)、番茄(Lycopersiconesculentum)(芮文婧,2018)、和牡丹(Paeoniasuffruticosa)(周波等,2011)等進行基于形態性狀的多樣性分析，均發現形態性狀的變異能夠很好的分析植物的遺傳多樣性及群體結構。

　　此外，主成分分析具有可減少指標選擇的工作量、可消除評價指標之間的相關影響等優點，聚類分析具有直觀、結論形式簡明的優點也廣泛應用到遺傳育種和品種資源研究中(李剛等,2020)。有研究分別對甘藍型油菜(BrassicanapusL.)、黍稷(PanicummiliaceumL.)、蠶豆(ViciafabaL.)、豌豆(PisumsativumL.)以及杜仲(Eucommiaulmoides)進行主成分分析和聚類分析，均能較好的闡明種質資源的遺傳變異(段利云等,2007;胡興雨等,2008;徐東旭,2010;賀晨幫和宗緒曉,2011;杜慶鑫等,2016)。

　　本研究以分布在黔中區域內的大茶樹種質資源為材料，在調查這些大茶樹形態性狀的基礎上，進行形態特征的系統鑒定，并進行遺傳多樣性分析，初步探索黔中地區大茶樹種質資源的遺傳多樣性和遺傳結構，旨在為黔中地區乃至貴州境內大茶樹種質資源的創新利用提供理論參考。

　　1結果與分析

　　1.1黔中地區大茶樹種質資源的數量性狀分析

　　通過對黔中地區2047份大茶樹種質資源的3個數量性狀的標準差、極值、平均值、變異系數和遺傳多樣性指數進行分析。結果顯示，各形態性狀均存在較大的變異，變異系數均大于29.41%，其中冠幅最大為42.95%，葉長較小為29.41%，變異幅度為229.41%～42.95%，均值為34.69%。相較于葉長和葉寬，冠幅的變異范圍更大。3個大茶樹資源數量性狀的遺傳多樣性指數分別是1.13、0，81和0.90，變異范圍為0.81~1.13。相對于葉長和葉寬，冠幅的遺傳多樣性指數更高。

　　1.2黔中地區大茶樹種質資源的質量性狀分析

　　本研究對2047份大茶樹種質資源的15個質量性狀進行統計分析，結果顯示，葉質的遺傳多樣性指數(H')最高，為0.81，葉齒深度的H'最低，為0.01;樹形頻率分布以喬木為主，比例達到90.72%;其次是葉緣、樹姿和葉片厚度，遺傳多樣性指數(H')分別是0.80、0.78和0.76。15個質量性狀的遺傳多樣性指數(H')均小于1，在0.01~0.81之間，平均遺傳多樣性指數(H')為0.42。變異系數最大的是葉片厚度，為54.47%，變異系數最低的是葉齒深度，為1.91%。

　　變異系數的范圍在1.91%~54.47%之間，平均變異系數為25.91%。2討論有學者對云南大茶樹的形態性狀研究發現，云南大茶樹的形態性狀多以葉面積大、葉面平或稍隆起、葉色為綠色、柱頭4、5裂為主(孫雪梅等,2012)。本研究針對黔中地區大茶樹種質資源研究的結果表明，該地區樹形呈現喬木居多，灌木次之，少許小喬木分布的特點;樹姿以直立型為主，也分布有半開展型和開展型;葉色以綠色為主，也有黃綠、濃綠和紫綠;葉光澤度大多較暗;葉面以微隆起為主，隆起和平滑也有分布。

　　葉身稍背卷，葉脈對數以12～14居多,葉緣以微波狀為主，平直狀次之，并且6個數量性狀的變異系數的均值為35.39%，遺傳多樣性指數均值為1.11，15個質量性狀的變異系數均值為25.91%，遺傳多樣性指數均值為0.42。這些結果表明黔中地區大茶樹獨特的的遺傳背景及獨特的自然環境孕育了獨特的茶樹資源類型和多樣性。大茶樹資源是變異最為廣泛的一類群體(賈子瑞等,2011;歲立云等,2013)，眾多學者對茶樹的研究表明，大茶樹資源的變異較為豐富(孫雪梅,2012;蔣會兵等,2013;陳濤林等,2019)。

　　本研究結果顯示，該地區大茶樹葉色主要為綠、黃綠、濃綠及紫綠，葉長的最小值和最大值差距達到12cm，表明黔中地區大茶樹種質資源形態呈現出顯著的多樣性。貴州地處云貴高原腹地，海拔較高，空氣相對稀薄，紫外線強，而大茶樹葉色的變異可能與黔中地區紫外線強有關。明朝建立初期，國家為了管理和穩定邊塞，在全國各地布防，三分戍守，七分屯種，大量人口涌入貴州定居耕種，對當地生態結構及耕作方式帶來了改變，人們在開荒種地的過程中無意間致使部分茶樹消失，留下坡坎等可以護坎保水的茶樹，使得目前該地區大茶樹種質資源的遺傳背景呈現出較大的差異。性狀的遺傳多樣性可以通過對性狀的量化來表達，變異系數的大小，可以直觀地反應試材的遺傳多樣性大小(周炎花等,2010;陳濤林等,2019)。

　　本研究中18個形態性狀變異系數有7個性狀均達到31.71%以上，其中葉片厚度變異系數達54.47%，其次是葉質、樹姿等變異也較大，說明黔中地區大茶樹的遺傳變異較為廣泛，葉片厚度變異系數較大的原因可能是由于黔中地區地處丘陵地帶，植被茂密，土壤中有機質和礦質營養含量較高，且黔中地區晝夜溫差較大，導致葉片中有機物的積累較多，樹形的變異可能與海拔的差異有關，貴安新區海拔在1200~1500m之間，小型立地氣候明顯，導致有些地方的土壤酸性較強，根系發達，土壤中礦物質含量豐富，有些地方土壤較貧瘠，礦物質含量較少，根系欠發達。

　　這些獨特的立地環境條件都可能與大茶樹種質資源的遺傳變異有關。另外，遺傳多樣性指數也是反映遺傳多樣性的指標，多樣性指數越高，說明該物種的遺傳多樣性水平越高(宗緒曉,2010;孫萍等,2013;葉衛軍等,2019)。本研究結果顯示18個形態性狀多樣性指數有8個性狀均達到0.76以上，表明黔中地區大茶樹種質資源的18個形態性狀總體存在較為顯著的遺傳變異。

　　有學者指出，表型性狀的相關性可以通過選擇一種性狀，從而達到選擇另一種性狀的效果來提高選擇效率(劉子記等,2013)。本研究對黔中地區大茶樹17個形態性狀進行相關性分析，結果顯示樹形與樹姿極顯著正相關，與葉脈對數顯著相關，表明喬木一般都是直立型，灌木一般都是開展型或半開展型，且喬木型葉脈對數較多;葉面積與葉脈對數成顯著正相關，與葉脈粗細成顯著負相關，表明葉面積越大，葉脈對數越多，葉脈越細，反之則越粗;葉色與葉質和葉脈粗細極顯著正相關，表明葉色越深，葉質好，葉脈越粗。謝文鋼等對四川茶樹資源的表型性狀分析，提取12個主成分作為參考指標(謝文鋼等,2019)。

　　本研究通過對14個形態性狀進行主成分分析，提取前6個主成分累計貢獻率達到54.94%，特征值總和為8.32，14個形態性狀簡化為6個綜合指標，能夠反映供試材料的大部分信息。第一主成分主要反映了茶樹生長狀態和產量，由載荷值可以看出，冠幅、葉面積以及葉脈對數呈正相關關系，因此，在培育茶樹過程中應適當的修剪;第二主成分與葉片的生長狀態有關，由載荷值可以看出，葉身、葉面隆起性與葉脈粗細呈負相關關系，因此在培育過程中應加強水肥管理;第三個主成分主要與地徑和葉質有關，由載荷值看出地徑的增大降低葉片的硬脆度，所以在育苗期應注重干徑的養護;第四、五、六主成分與葉片有關。

　　參考文獻

　　CampoyJ.A.,Lerigoleur-BalseminE.,ChristmannH.,BeauvieuxR.,GirolletN.,Quero-GarcíaJ.,DirlewangerE.,andBarrenecheT.,2016,Geneticdiversity,linkagedisequilibrium,populationstructureandconstructionofacorecollectionofPrunusaviumL.landracesandbredcultivars,BMCPlantBiol.,16(1):49.

　　ChenL.,GaoQ.K.,ChenD.M.,andXuC.J.,2005,Theuseofrapdmarkersfordetectinggeneticdiversity,relationshipandmolecularidentificationofchineseeliteteageneticresources[Camelliasinensis(l.)O,Biodiversity&Conservation,14(6):1433-1444.

　　ChenL.,YangY.J.,andYuF.L.,2005,Descriptionspecificationanddatastandardofteagermplasmresources,ChinaAgriculturalPress,Beijing,China,pp.1-19.

　　(陳亮,楊亞軍,虞富蓮,2005,茶樹種質資源描述規范和數據標準,中國農業出版社,中國,北京,pp.1-19.)

　　作者：黃政宋勤飛尹杰李芳牛素貞

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