黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源基于形態(tài)性狀的遺傳多樣性分析

　　摘要為有效保護(hù)和利用黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源，探索其遺傳多樣性，本研究以2047份黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源為材料，對其樹型、樹姿、葉色等18個(gè)形態(tài)性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析、主成分分析以及聚類分析并構(gòu)建核心種質(zhì)庫。結(jié)果表明，黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源的形態(tài)性狀具有較豐富的遺傳多樣性。數(shù)量性狀中遺傳多樣性指數(shù)H'最高的是冠幅，值為1.13，均值為0.95，變異系數(shù)為29.41%~42.95%，均值為31.39%;質(zhì)量性狀中遺傳多樣性指數(shù)H'最高的是葉質(zhì)，為0.81;主成分分析顯示，6個(gè)主成分因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率為54.94%;無權(quán)重聚類分析顯示(UPGMA)2047份資源被分為7個(gè)組群。用DARwin中的最大長度子樹方法對黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源進(jìn)行核心種質(zhì)構(gòu)建，結(jié)果顯示在791處構(gòu)建核心種質(zhì)1群體，在1248處構(gòu)建核心種質(zhì)2群體。本研究在調(diào)查這些大茶樹形態(tài)性狀的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行形態(tài)特征的系統(tǒng)鑒定以及遺傳多樣性分析，初步探索黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)，旨在為黔中地區(qū)乃至貴州境內(nèi)大茶樹種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用提供理論參考。

　　關(guān)鍵詞大茶樹;種質(zhì)資源;形態(tài)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(jīng)濟(jì)價(jià)值、保健價(jià)值和生態(tài)價(jià)值體現(xiàn)在人們生活的方方面面。現(xiàn)存大茶樹是指野生、半馴化的茶樹，它們具有獨(dú)特的生態(tài)適應(yīng)性，其遺傳多樣性較廣且研究價(jià)值較高，是培育新品種、開發(fā)茶葉新產(chǎn)品的重要資源(Chenetal.,2005;Jietal.,2011;周萌等,2016)。

　　茶葉論文范例：新零售業(yè)態(tài)下茶葉智慧生態(tài)體系構(gòu)筑研究

　　大茶樹主要分布于中國西南地區(qū)(Wight,1959;王平盛和虞富蓮,2002)。貴州屬于茶樹起源的核心區(qū)域，同時(shí)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(chǔ)。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(bào)道，尤其是分布在黔中地區(qū)的大茶樹群落的研究還沒見報(bào)道。植物的形態(tài)性狀具有直觀性和簡便性，與育種目標(biāo)和生產(chǎn)關(guān)系緊密(蔣會兵等,2013)。

　　同時(shí)，形態(tài)性狀作為農(nóng)藝性狀鑒定和種質(zhì)資源鑒選的一個(gè)重要依據(jù)，被廣泛應(yīng)用于不同物種的種質(zhì)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(jìn)行基于形態(tài)性狀的多樣性分析，均發(fā)現(xiàn)形態(tài)性狀的變異能夠很好的分析植物的遺傳多樣性及群體結(jié)構(gòu)。

　　此外，主成分分析具有可減少指標(biāo)選擇的工作量、可消除評價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)影響等優(yōu)點(diǎn)，聚類分析具有直觀、結(jié)論形式簡明的優(yōu)點(diǎn)也廣泛應(yīng)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(lán)型油菜(BrassicanapusL.)、黍稷(PanicummiliaceumL.)、蠶豆(ViciafabaL.)、豌豆(PisumsativumL.)以及杜仲(Eucommiaulmoides)進(jìn)行主成分分析和聚類分析，均能較好的闡明種質(zhì)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(qū)域內(nèi)的大茶樹種質(zhì)資源為材料，在調(diào)查這些大茶樹形態(tài)性狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行形態(tài)特征的系統(tǒng)鑒定，并進(jìn)行遺傳多樣性分析，初步探索黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)，旨在為黔中地區(qū)乃至貴州境內(nèi)大茶樹種質(zhì)資源的創(chuàng)新利用提供理論參考。

　　1結(jié)果與分析

　　1.1黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源的數(shù)量性狀分析

　　通過對黔中地區(qū)2047份大茶樹種質(zhì)資源的3個(gè)數(shù)量性狀的標(biāo)準(zhǔn)差、極值、平均值、變異系數(shù)和遺傳多樣性指數(shù)進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，各形態(tài)性狀均存在較大的變異，變異系數(shù)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(gè)大茶樹資源數(shù)量性狀的遺傳多樣性指數(shù)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(shù)更高。

　　1.2黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源的質(zhì)量性狀分析

　　本研究對2047份大茶樹種質(zhì)資源的15個(gè)質(zhì)量性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示，葉質(zhì)的遺傳多樣性指數(shù)(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(dá)到90.72%;其次是葉緣、樹姿和葉片厚度，遺傳多樣性指數(shù)(H')分別是0.80、0.78和0.76。15個(gè)質(zhì)量性狀的遺傳多樣性指數(shù)(H')均小于1，在0.01~0.81之間，平均遺傳多樣性指數(shù)(H')為0.42。變異系數(shù)最大的是葉片厚度，為54.47%，變異系數(shù)最低的是葉齒深度，為1.91%。

　　變異系數(shù)的范圍在1.91%~54.47%之間，平均變異系數(shù)為25.91%。2討論有學(xué)者對云南大茶樹的形態(tài)性狀研究發(fā)現(xiàn)，云南大茶樹的形態(tài)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(qū)大茶樹種質(zhì)資源研究的結(jié)果表明，該地區(qū)樹形呈現(xiàn)喬木居多，灌木次之，少許小喬木分布的特點(diǎn);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(shù)以12～14居多,葉緣以微波狀為主，平直狀次之，并且6個(gè)數(shù)量性狀的變異系數(shù)的均值為35.39%，遺傳多樣性指數(shù)均值為1.11，15個(gè)質(zhì)量性狀的變異系數(shù)均值為25.91%，遺傳多樣性指數(shù)均值為0.42。這些結(jié)果表明黔中地區(qū)大茶樹獨(dú)特的的遺傳背景及獨(dú)特的自然環(huán)境孕育了獨(dú)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(xué)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(jié)果顯示，該地區(qū)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(dá)到12cm，表明黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源形態(tài)呈現(xiàn)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(qiáng)，而大茶樹葉色的變異可能與黔中地區(qū)紫外線強(qiáng)有關(guān)。明朝建立初期，國家為了管理和穩(wěn)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(dāng)?shù)厣鷳B(tài)結(jié)構(gòu)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(hù)坎保水的茶樹，使得目前該地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源的遺傳背景呈現(xiàn)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(dá)，變異系數(shù)的大小，可以直觀地反應(yīng)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(gè)形態(tài)性狀變異系數(shù)有7個(gè)性狀均達(dá)到31.71%以上，其中葉片厚度變異系數(shù)達(dá)54.47%，其次是葉質(zhì)、樹姿等變異也較大，說明黔中地區(qū)大茶樹的遺傳變異較為廣泛，葉片厚度變異系數(shù)較大的原因可能是由于黔中地區(qū)地處丘陵地帶，植被茂密，土壤中有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)營養(yǎng)含量較高，且黔中地區(qū)晝夜溫差較大，導(dǎo)致葉片中有機(jī)物的積累較多，樹形的變異可能與海拔的差異有關(guān)，貴安新區(qū)海拔在1200~1500m之間，小型立地氣候明顯，導(dǎo)致有些地方的土壤酸性較強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，土壤中礦物質(zhì)含量豐富，有些地方土壤較貧瘠，礦物質(zhì)含量較少，根系欠發(fā)達(dá)。

　　這些獨(dú)特的立地環(huán)境條件都可能與大茶樹種質(zhì)資源的遺傳變異有關(guān)。另外，遺傳多樣性指數(shù)也是反映遺傳多樣性的指標(biāo)，多樣性指數(shù)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(wèi)軍等,2019)。本研究結(jié)果顯示18個(gè)形態(tài)性狀多樣性指數(shù)有8個(gè)性狀均達(dá)到0.76以上，表明黔中地區(qū)大茶樹種質(zhì)資源的18個(gè)形態(tài)性狀總體存在較為顯著的遺傳變異。

　　有學(xué)者指出，表型性狀的相關(guān)性可以通過選擇一種性狀，從而達(dá)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(qū)大茶樹17個(gè)形態(tài)性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示樹形與樹姿極顯著正相關(guān)，與葉脈對數(shù)顯著相關(guān)，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(shù)較多;葉面積與葉脈對數(shù)成顯著正相關(guān)，與葉脈粗細(xì)成顯著負(fù)相關(guān)，表明葉面積越大，葉脈對數(shù)越多，葉脈越細(xì)，反之則越粗;葉色與葉質(zhì)和葉脈粗細(xì)極顯著正相關(guān)，表明葉色越深，葉質(zhì)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(gè)主成分作為參考指標(biāo)(謝文鋼等,2019)。

　　本研究通過對14個(gè)形態(tài)性狀進(jìn)行主成分分析，提取前6個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到54.94%，特征值總和為8.32，14個(gè)形態(tài)性狀簡化為6個(gè)綜合指標(biāo)，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(tài)和產(chǎn)量，由載荷值可以看出，冠幅、葉面積以及葉脈對數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，因此，在培育茶樹過程中應(yīng)適當(dāng)?shù)男藜?第二主成分與葉片的生長狀態(tài)有關(guān)，由載荷值可以看出，葉身、葉面隆起性與葉脈粗細(xì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此在培育過程中應(yīng)加強(qiáng)水肥管理;第三個(gè)主成分主要與地徑和葉質(zhì)有關(guān)，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(yīng)注重干徑的養(yǎng)護(hù);第四、五、六主成分與葉片有關(guān)。

　　參考文獻(xiàn)

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

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　　作者：黃政宋勤飛尹杰李芳牛素貞

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