中國(guó)金花茶與越南金花茶葉表型差異性分析

伍思宇，梁曉靜，韋曉娟，王 坤，廖健明

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530002）

金花茶組（CamelliaSectionChrysanthaChang）植物系山茶科（Theaceae）山茶屬常綠灌木或小喬木[1]，其花色金黃，極具觀賞性，是珍稀物種[2]，素有“植物學(xué)大熊貓”和“山茶皇后”的美譽(yù)[3]，主要分布在中國(guó)廣西南部和越南北部[4]。廣西南部屬濕潤(rùn)的亞熱帶季風(fēng)氣候，炎熱潮濕[5]。越南北部屬熱帶季風(fēng)區(qū)，常年相互交替著陰涼干燥、潮濕溫暖的氣候[6]。顯然，2個(gè)分布區(qū)域的氣候存在差異，溫度和濕度表現(xiàn)得尤為明顯，這恰好也是影響金花茶生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素[7]。目前，對(duì)金花茶之間差異的研究主要集中在香氣成分[8]、葉表皮特征[9]、葉片活性成分[10]等方面，針對(duì)金花茶葉表型性狀差異方面的研究報(bào)道還比較少見。葉片是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的重要器官[11]，其表型特征常被用作植物的分類依據(jù)[12]。本研究以16種中國(guó)金花茶與7種越南金花茶為研究對(duì)象，分析不同金花茶之間的葉表型性狀差異，并進(jìn)行性狀相關(guān)性和聚類分析，以期為金花茶品種分類和種質(zhì)資源鑒定、保存提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西南寧市北郊（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，光照充足，雨量豐沛，空氣濕潤(rùn)，氣候溫和，土壤為赤紅壤，呈酸性。

1.2 試驗(yàn)材料

材料為試驗(yàn)地供試的23種金花茶物種或變種，16種為中國(guó)金花茶，7種為越南金花茶，所有金花茶均為生長(zhǎng)正常，無(wú)明顯病蟲害的成熟植株（表1）。

1.3 試驗(yàn)方法

于2016年12月，選擇長(zhǎng)勢(shì)相近的金花茶植株，每種選5 株，取離地1 米的樹冠外圍完整老葉，每棵植株取30 片葉子，測(cè)定其葉表型性狀。先用直尺測(cè)量每個(gè)葉片的葉全長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉寬，再分別計(jì)算其葉片長(zhǎng)∕寬，葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)。用游標(biāo)卡尺測(cè)量每個(gè)葉片中部主葉脈旁厚度。葉鮮重用電子天平測(cè)定，葉面積用葉面積掃描儀（CL203）測(cè)定。

表型性狀的離散程度常用變異系數(shù)（CV）來(lái)表示，計(jì)算公式為：

CV=（δ∕）×100%（δ為標(biāo)準(zhǔn)差、為群體平均值）。

對(duì)23 種金花茶9 個(gè)表型性狀的雙變量相關(guān)性分析則利用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件和Pearson相關(guān)分析方法進(jìn)行，最后計(jì)算各品種間不同性狀的歐氏距離并進(jìn)行聚類分析。

表1 23種供試金花茶Tab.1 Experimentation on 23 varieties of Camellia Section Chrysantha Chang

2 結(jié)果與分析

2.1 不同金花茶葉表型性狀指標(biāo)分析

越南箱田金花茶的葉全長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉寬、葉厚度、葉鮮重、葉面積，黃抱莖金花茶的葉全長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉鮮重、葉面積，多毛金花茶的葉全長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)，箱寧金花茶的葉全長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)，厚葉金花茶的葉全長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉寬均與16 種中國(guó)金花茶存在顯著性差異（P＜0.05），而塔姆島金花茶和羅斯曼金花茶與16 種中國(guó)金花茶無(wú)顯著差異（表2）。越南金花茶葉全長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉寬和葉厚度的平均值較大，分別為18.34、0.93、17.00、8.73 cm 和0.39 mm，分別比中國(guó)金花茶的平均值大91.44%、19.23%、93.18%、78.89%和62.50%。越南金花茶的葉鮮重較重，平均值為2.96 g，是中國(guó)金花茶平均值的208.33%，越南金花茶的葉面積也較大，平均值為113.53 cm2，中國(guó)金花茶葉面積平均值僅為38.97 cm2。

表2 不同金花茶葉表型性狀指標(biāo)分析Tab.2 Indices analysis on leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.2 不同金花茶葉表型性狀變異分析

9個(gè)葉表型性狀之間的變異系數(shù)平均值有所不同，其中變異系數(shù)平均值大于20%的有3個(gè)，分別為葉鮮重（25.76%）、葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)（21.40%）和葉面積（20.45%）；變異系數(shù)平均值最小的為葉寬（11.05%），其次為葉片長(zhǎng)∕寬（12.61%）、葉全長(zhǎng)（13.50%）、葉厚度（14.96%）、葉片長(zhǎng)（15.26%），和葉柄長(zhǎng)（16.89%）（表3）。不同品種間的變異系數(shù)差異程度也不同，范圍在9.10%～31.76%之間，其中，武鳴金花茶的平均變異系數(shù)最小（9.10%），檸檬黃金花茶的變異系數(shù)最大（31.76%）。

2.3 金花茶各表型性狀的相關(guān)性分析

對(duì)金花茶9個(gè)葉表型指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)兩兩葉表型指標(biāo)之間絕大多數(shù)都表現(xiàn)出顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）相關(guān)，其中，相關(guān)性系數(shù)大于0.900 且為極顯著正相關(guān)的有7 組，相關(guān)性最高的為葉全長(zhǎng)與葉片長(zhǎng)（r=0.994），其次為葉寬與葉面積（r=0.987）、葉全長(zhǎng)與葉面積（r=0.940）、葉全長(zhǎng)與葉寬（r=0.938）、葉片長(zhǎng)與葉寬（r = 0.936）、葉片長(zhǎng)與葉面積（r = 0.936）、葉鮮重與葉面積（r=0.903）（表4）。負(fù)相關(guān)系數(shù)最大的為葉全長(zhǎng)與葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)和葉片長(zhǎng)與葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)，均為-0.788，其次為葉面積與葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)（r=-0.642）。葉片長(zhǎng)∕寬與葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)之間也呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為-0.500。

表3 金花茶葉表型性狀的變異系數(shù)Tab.3 Variation coefficient on leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

表4 金花茶9個(gè)葉表型性狀的相關(guān)性分析結(jié)果Tab.4 Results of correlation analysis on 9 leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.4 金花茶葉片性狀主成分分析

兩個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為60.561%和24.476%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85.037%，說(shuō)明它們包含了9個(gè)葉片性狀指標(biāo)的絕大部分信息（表5）。在第一主成分中，葉全長(zhǎng)、葉柄長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)、葉寬、葉厚度、葉鮮重和葉面積的特征向量均為正值，其中葉寬的載荷量最大（0.965），其次為葉面積（0.954）和葉鮮重（0.951）。因此，這3 個(gè)葉片性狀指標(biāo)是區(qū)分金花茶不同種最主要的依據(jù)。第二主成分中，除葉片長(zhǎng)∕寬和葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)的特征值分別為0.860 和-0.805 外，其他指標(biāo)的信息負(fù)荷量較低，說(shuō)明第二主成分主要反映的是上述2個(gè)葉片性狀指標(biāo)。

表5 金花茶9個(gè)葉表型性狀主成分分析結(jié)果Tab.5 Results of principal component analysis on 9 leaf phenotypic traits of different Camellia Section Chrysantha Chang varieties

2.5 金花茶葉片性狀聚類分析

根據(jù)葉片9 個(gè)性狀對(duì)23 種金花茶進(jìn)行聚類分析，結(jié)果顯示箱田金花茶（18）為一類，其他22種金花茶聚為一大類，其中第二大類又分2 個(gè)亞類，第一亞類為顯脈金花茶（3）、黃抱莖金花茶（19）、羅斯曼金花茶（20）、多毛金花茶（21）和厚葉金花茶（23），第二亞類為余下的17種金花茶品（圖1）。除顯脈金花茶（3）、塔姆島金花茶（17）和箱寧金花茶（22）之外，中國(guó)金花茶與越南金花茶葉表型之間存在明顯的差異。

圖1 基于葉表型性狀的23種金花茶聚類分析結(jié)果Fig.1 Clustering analysis on leaf phenotypic traits of 23 Camellia Section Chrysantha Chang varieties

3 結(jié)論與討論

對(duì)16 種中國(guó)金花茶與7 種越南金花茶的葉表型性狀進(jìn)行差異性分析，結(jié)果表明，金花茶各葉表型性狀有顯著差異（P＜0.05），其中，差異最大的為葉鮮重（25.76%），差異最小的為葉寬（11.05%）。不同種間的變異系數(shù)范圍在9.10%～31.76%之間，其中，武鳴金花茶的平均變異系數(shù)最小（9.10%），檸檬黃金花茶的變異系數(shù)最大（31.76%）。除了葉片長(zhǎng)∕寬和葉柄長(zhǎng)∕葉全長(zhǎng)，越南金花茶其他葉表型指標(biāo)的平均值均顯著大于中國(guó)金花茶。

主成分分析中，兩個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85.037%，說(shuō)明它們包含了9 個(gè)葉片性狀指標(biāo)的絕大部分信息，能反映不同種金花茶在葉片形態(tài)上表現(xiàn)出的差異性[13]。葉寬、葉面積和葉鮮重等3個(gè)葉片性狀指標(biāo)信息負(fù)荷量大，是區(qū)分金花茶不同種最主要的依據(jù)。聚類分析中，除顯脈金花茶與越南金花茶聚為一類，塔姆島金花茶和箱寧金花茶又與中國(guó)金花茶聚為一類之外，其他中國(guó)金花茶與越南金花茶存在較大的遺傳距離，進(jìn)一步說(shuō)明葉表型性狀差異存在于大多數(shù)中國(guó)金花茶與越南金花茶之間。

表型性狀的表達(dá)主要由內(nèi)部遺傳物質(zhì)決定，對(duì)金花茶表型性狀差異性的研究分析，可作為金花茶種質(zhì)資源研究中的一類重要數(shù)據(jù)[14]，本研究表明中國(guó)金花茶與越南金花茶的葉表型形態(tài)存在顯著差異，聚類分析表明兩者之間雖然有交叉，但明顯聚為不同的類，具有一定的分類學(xué)意義。與王坤等[10]發(fā)現(xiàn)的中國(guó)金花茶與越南金花茶葉片在藥用活性成分含量方面存在顯著差異結(jié)果一致，可能與兩地氣候條件差異有關(guān)，長(zhǎng)期的地理隔離使得兩地金花茶品種葉表型性狀表現(xiàn)出差異性，但不同的氣候條件對(duì)金花茶葉表型性狀的調(diào)節(jié)機(jī)制以及不同種金花茶葉片遺傳物質(zhì)的問(wèn)題都尚未涉及，有待在后續(xù)研究中不斷深入。