戴前莉,朱恒星,*,盧 敏,黃飛逸,陳本文,陳 琴,尹思琴,祝元春
(1.重慶市林業(yè)科學(xué)研究院,重慶 400036;2.重慶市沙坪壩區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心,重慶 400030;3.重慶市巴南區(qū)橋口壩林場,重慶401320;4.重慶瀚業(yè)園林工程有限公司,重慶 400036)
老鷹茶,又稱老陰(蔭)茶,作為特色茶飲在我國四川、重慶等地區(qū)十分普遍,具有悠久的飲用歷史。老鷹茶藥食同源,無毒副作用。茶湯呈金黃琥珀色,滋味醇厚,樟香濃烈,先澀后甘。老鷹茶具有止渴、生津、祛脹、消食、消暑的功效。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,老鷹茶在抗炎、解酒護(hù)肝、降脂、調(diào)節(jié)身體免疫與抗氧化等方面的功效顯著,近年來的開發(fā)利用備受關(guān)注。目前,老鷹茶的主流優(yōu)選樹種為木姜子屬毛豹皮樟[Lévl.var.lanuginosa (Migo)Yang et P.H.Huang],在我國華東、華南、西南等境內(nèi)的多山區(qū)域,均可發(fā)現(xiàn)毛豹皮樟天然分布的群落或單株,分布范圍很廣。
種質(zhì)資源是物種全部遺傳組成的物質(zhì)總和,是形成個體差異和物種多樣性的內(nèi)因,任何遺傳改良技術(shù)或新品種的培育都離不開最基本的遺傳資源。林木種質(zhì)資源是國家重要戰(zhàn)略資源,是生物多樣性的基礎(chǔ)。重慶乃至西南地區(qū)老鷹茶樹資源豐富,且多為實(shí)生單株,具備選種的潛力。當(dāng)前,老鷹茶未見優(yōu)良品種選育成功的報(bào)道,良種的缺乏制約了老鷹茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究在充分調(diào)查重慶市野生老鷹茶樹資源的基礎(chǔ)上,篩選其中相對優(yōu)良老鷹茶種質(zhì),比較其品質(zhì)差異,旨在為老鷹茶資源保護(hù)與優(yōu)良新品種選育提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
重慶境內(nèi)鄉(xiāng)民推薦制茶口感較好的老鷹茶(毛豹皮樟)實(shí)生樹。
1.2.1 老鷹茶樹生長因子調(diào)查
樹高采用Apresys TP210測高儀測定。
冠幅:冠幅分“東西”“南北”兩個方向測量,用皮尺分別測量2個方向枝條延伸最寬處,計(jì)算平均值。
生長勢:根據(jù)茶樹葉片、枝條和樹干的生長狀況,分為優(yōu)、良、中、差4個等級,具體分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 生長勢級別劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for classification of growth potential
發(fā)芽密度:每株樹不同方向隨機(jī)取3個點(diǎn),調(diào)查每個點(diǎn)(33.3 cm×33.3 cm)10 cm葉層范圍內(nèi)萌動芽以上的芽梢數(shù)。
1.2.2 老鷹茶嫩葉收集與固樣
春季采摘老鷹茶樹嫩葉樣品放入微波爐[廣東格蘭仕G90F25CN3L-C2(G2)],中火檔(450W),微波20 s后取出,散出熱氣后再微波20 s直至干燥,制得待測樣。
1.2.3 主要生化成分測定
水浸出物含量參照GB/T8305—2013《茶水浸出物測定》測定,茶多酚含量參照GB/T8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》測定,總黃酮含量采用AlCl法測定,游離氨基酸含量參照GB/T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》測定,可溶性糖采用蒽酮比色法測定。
1.2.4 評價方法
評價方法1(等級評價法):將各個生化指標(biāo)劃分為4個等級(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ),4個等級依次設(shè)定得分100、80、60、40分,通過專家咨詢確定各個指標(biāo)權(quán)重,最終加權(quán)求總分?jǐn)?shù)()。
=∑(×)。
(1)
式(1)中:為各個生化指標(biāo)根據(jù)等級劃分所得分?jǐn)?shù),為各指標(biāo)所對應(yīng)的權(quán)重,為生化指標(biāo)數(shù)。
評價方法2(因子分析法):
=∑(×);
(2)
=∑(×)。
(3)
式(2)、(3)中:為評價方法2的得分,為第個提取主成分的成績,為提取主成分對應(yīng)方差貢獻(xiàn)率的比重,為生化指標(biāo)在主成分下的載荷向量主成分特征值的算術(shù)平方根,為各生化指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值,為主成分,為生化指標(biāo)。
將2種評價方法的排名以等權(quán)重加和,作為最后的綜合排名。
利用Excel 2016軟件對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入和統(tǒng)計(jì),利用SPSS20.0軟件進(jìn)行方差分析和主成分分析。
生長勢是老鷹茶樹生命力的外在表現(xiàn),反映其生長發(fā)育的旺盛程度。春季發(fā)芽密度是關(guān)系老鷹茶產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)。通過走訪和調(diào)查,在重慶境內(nèi)9個區(qū)縣內(nèi)調(diào)查了老鷹茶實(shí)生資源123份。其中,生長勢為優(yōu)、發(fā)芽密度大于600 m的共計(jì)27份(表2),分布在9個村落中,海拔分布范圍516.60~1 118.23 m,樹高1.50~13.50 m。芽葉顏色主要有黃綠色、粉色和紫紅色3類,其中,黃綠色和粉色各11株,紫紅色5株。大部分資源的葉緣形態(tài)平,少量有微波折,葉形有長橢圓形、披針形、橢圓形3種,葉尖有漸尖、鈍尖2種。新芽密度600.0~846.7 m。
表2 老鷹茶種質(zhì)資源信息Table 2 Information of Litsea coreana germplasm resources
老鷹茶不同種質(zhì)資源間生化成分的差異性對特異性資源的發(fā)掘、利用、育種研究具有重要意義。對上述27份老鷹茶中主要生化成分的檢測結(jié)果進(jìn)行方差分析,結(jié)果(表3)表明,水浸出物、茶多酚、總黃酮、游離氨基酸和可溶性糖均呈現(xiàn)明顯差異。
表3 老鷹茶主要生化成分含量Table 3 Content of main biochemical components of Litsea coreana %
供試的27份老鷹茶樣水浸出物含量為22.60%~37.10%,平均值為29.25%,15份資源的水浸出物含量高于平均值。WX18的水浸出物含量最高,較平均值高7.85百分點(diǎn);WL32的水浸出物含量最低,較平均值低6.65百分點(diǎn)。水浸出物含量排名前5的資源依次為WX18(37.10%)、WX20(33.20%)、FL3(32.80%)、WX21(32.60%)、WX22(32.50%)。
供試的27份老鷹茶樣茶多酚含量為9.87%~14.07%,平均值為11.25%,14份資源的茶多酚含量高于平均值。WX4的茶多酚含量最高,較平均值高2.82百分點(diǎn);NC2的茶多酚含量最低,較平均值低1.38百分點(diǎn)。茶多酚含量排名前5的資源依次為WX4(14.07%)、WX18(13.35%)、WX20(13.28%)、WX21(13.01%)、WX7(12.86%)。
供試的27份老鷹茶樣總黃酮含量為1.03%~2.66%,平均值為1.65%,10份資源的總黃酮含量高于平均值。WX22的總黃酮含量最高,較平均值高1.01百分點(diǎn);NC9的總黃酮含量最低,較平均值低0.62百分點(diǎn)??傸S酮含量排名前5的資源依次為WX22(2.66%)、NC2(2.63%)、WX20(2.47%)、WX18(2.16%)、WL40(2.10%)。
供試的27份老鷹茶樣游離氨基酸含量為0.73%~1.40%,平均值為0.98%,11份資源的游離氨基酸含量高于平均值。WX12的游離氨基酸含量最高,比平均值高0.42百分點(diǎn);WX22的游離氨基酸含量最低,較平均值低0.25百分點(diǎn)。游離氨基酸含量排名前5的資源依次為WX12(1.40%)、WL23(1.25%)、WL35(1.23%)、WX14(1.20%)、WL25(1.19%)。
供試的27份老鷹茶樣可溶性糖含量為3.06%~6.35%,平均值為4.73%,16份資源的可溶性糖含量高于平均值。WX18的可溶性糖含量最高,較平均值高1.62百分點(diǎn);WL30的可溶性糖含量最低,較平均值低1.67百分點(diǎn)??扇苄蕴呛颗琶?的資源依次為WX18(6.35%)、WL26(5.99%)、WX22(5.95%)、NC5(5.82%)、WL23(5.41%)。
2.3.1 等級評價法
等級Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次設(shè)定分?jǐn)?shù)為100、80、60、40,對老鷹茶樣各個生化指標(biāo)賦予權(quán)重,其中,總黃酮為0.3,茶多酚、游離氨基酸、可溶性糖均為0.2,水浸出物含量為0.1。供試的27份老鷹茶樣等級評價法得分和排名見表4,排名前5的依次為WL40、WX18、WX22(并列排名2)、WL23、WX20、NC2。
表4 老鷹茶樣等級評價得分與排名Table 4 Evaluation of Litsea coreana germplasm resources by grade evaluation method
2.3.2 因子分析法
通過老鷹茶生化指標(biāo)間的相關(guān)性分析可了解其內(nèi)在聯(lián)系,為篩選無性系優(yōu)良品種提供依據(jù)。通過對水浸出物含量、茶多酚、總黃酮、游離氨基酸、可溶性糖進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),各生化指標(biāo)之間具有不同程度的相關(guān)性。水浸出物含量與茶多酚(=057,<0.01)、總黃酮(=045,<0.05)、可溶性糖(=061,<0.01)呈正相關(guān);總黃酮與游離氨基酸(=-050,<0.01)呈負(fù)相關(guān),但相關(guān)程度相對都不高(表5)。
表5 水浸出物、茶多酚、總黃酮、游離氨基酸、可溶性糖含量相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between contents of water extract,tea phoyphenol,total flavonoid,free amino acid and soluble sugar
通過主成分分析得到各個主成分的方差貢獻(xiàn)率(表6)和主成分載荷矩陣(表7)。從表6可以看出,前2個公因子的特征值都大于1,第1主成分的方差貢獻(xiàn)率為47.54%,第2主成分的方差貢獻(xiàn)率為23.40%,解釋的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為70.95%,可知這2個成分反映了原數(shù)據(jù)的大部分信息。
表6 老鷹茶生化指標(biāo)主成分的方差貢獻(xiàn)率Table 6 Variance contribution rates of the principal components to biochemical index of Litsea coreana
主成分載荷矩陣(表7)反映了某一個生化指標(biāo)對主成分的影響力。第1主成分中,載荷較高的指標(biāo)為水浸出物(0.87)、總黃酮(0.71)、可溶性糖(0.72),說明第1主成分主要反映了水浸出物、多酚、可溶性糖的信息,且均為正影響。第2主成分中,載荷較高的指標(biāo)為游離氨基酸(0.71)、總黃酮(-0.50),說明第2主成分主要反應(yīng)了游離氨基酸和總黃酮的信息,游離氨基酸產(chǎn)生正影響,總黃酮產(chǎn)生負(fù)影響。
表7 老鷹茶生化指標(biāo)的主成分載荷矩陣Table 7 Loading matrix of two principal components to the biochemical index of Litsea coreana
根據(jù)主成分分析結(jié)果,綜合各個主成分得出老鷹茶種質(zhì)資源因子評價得分與排名(表8),排名前5的分別為WX18、WX20、WX22、WX21、FL3。
表8 老鷹茶生化指標(biāo)的因子分析法得分與排名Table 8 Evaluation of biochemical index of Litsea coreana germplasm resources by factor evaluation method
2.3.3 綜合評價
將等級評價法和因子分析法排名分別賦予權(quán)重0.5,得到老鷹茶資源基于生化指標(biāo)評價的綜合排名。按照得分,排名前5的分別為WX18、WX22、WX20、WL40、WX21,可作為優(yōu)良無性系的待選種質(zhì)。其中,WX18和WX22的新芽為紫紅色,WX20和WX21的新芽為粉色,WL40的新芽為黃綠色。
老鷹茶樹為我國鄉(xiāng)土樹種,多存在于海拔1 500 m以下的亞熱帶常綠闊葉林或混交林,分布范圍廣泛。長期以來,因種子繁殖和扦插繁殖難度較高,現(xiàn)有的資源多為野生或野生移栽的實(shí)生苗。老鷹茶樹在長期進(jìn)化過程中形成了豐富的種質(zhì)資源,蘊(yùn)含著豐富的遺傳多樣性,具備選種和育種潛力。不同老鷹茶種質(zhì)之間生化指標(biāo)存在顯著差異,說明其在生化成分含量上已發(fā)生分化現(xiàn)象,這些指標(biāo)可以作為本次種質(zhì)資源評價與篩選的指標(biāo)。水浸出物是茶葉可溶性物質(zhì)的總和,其含量在一定程度上反映了內(nèi)含成分的多寡。老鷹茶樣的水浸出物含量為22.60%~37.10%,較傳統(tǒng)綠茶低,這可能與老鷹茶芽葉較大,屬大葉類茶樹資源有關(guān)。茶多酚是綠茶抗氧化的主要活性物質(zhì),也是一種天然抗氧化劑,含量一般為18%~36%,在一定范圍內(nèi)影響茶湯的苦澀口感、顏色、香氣。供試的老鷹茶樣茶多酚含量為9.87%~14.07%,較綠茶低;其原因可能是:一方面,老鷹茶樹屬樟科,與傳統(tǒng)綠茶樹種不同;另一方面,老鷹茶嫩葉相對較大,一定程度上稀釋了其中的內(nèi)含物濃度。這也在一定程度上解釋了老鷹茶飲用時苦澀口感較淡的原因。黃酮類化合物是廣泛分布在植物體內(nèi)的一類次生代謝產(chǎn)物,具有抗炎癥、抗病毒、延緩氧化、提高免疫力等多種生物活性。黃酮是老鷹茶的主要活性成分,是老鷹茶藥理作用方面研究最多的成分之一。采用水提取-大孔樹脂法提取老鷹茶總黃酮,所得固體產(chǎn)物的黃酮含量高達(dá)55.85%。供試?yán)销棽铇又锌傸S酮含量較高的資源WX22(2.66%)、NC2(2.63%)、WX20(2.47%),黃酮含量高于一般綠茶(1%~2%),可作為選育高黃酮含量茶葉的候選樹,以滿足后續(xù)產(chǎn)業(yè)化利用的多元化需求。游離氨基酸是構(gòu)成茶葉滋味的重要物質(zhì),與茶湯的鮮爽醇味相關(guān),其含量的多少直接關(guān)系到茶湯品質(zhì)的好壞。鮮葉中氨基酸含量的差異能直接反映品種特性。供試?yán)销棽柚杏坞x氨基酸含量為0.73%~1.4%,總氨基酸含量比普通綠茶低,因此,老鷹茶口感上鮮味較綠茶低。此外,二者鮮味上也有明顯不同,這與其原料植物存在不同的氨代謝類型,以及組分和含量均不同有關(guān)。可溶性糖是茶湯甜味的主要原因,能緩解苦澀味,其含量越高,茶葉滋味就越甘醇,是茶加工過程中通過糖的焦化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)產(chǎn)生其他物質(zhì)的基礎(chǔ)。供試?yán)销棽铇拥目扇苄蕴呛繛?.06%~6.35%,鮮葉的可溶性糖含量雖不能反映最后茶湯的回甘程度,但相同工藝條件下,高可溶性糖含量的老鷹茶樹品種能增加終端茶產(chǎn)品不同特性的可能性,可作為老鷹茶種質(zhì)資源評價的重要指標(biāo)。此外,可溶性糖等非結(jié)構(gòu)碳水化合物還與植物的抗逆性有關(guān),可作為后續(xù)篩選高抗逆性品種的指標(biāo)。
開展種質(zhì)資源評價是種質(zhì)資源篩選的主要環(huán)節(jié),優(yōu)良種質(zhì)是大量種質(zhì)資源篩選的結(jié)果。在資源篩選方面,生化成分的主成分分析即因子分析法是比較常用的方法。本研究首次采用等級評分法結(jié)合因子分析法評價老鷹茶種質(zhì)資源,綜合考慮了同行專家對研究領(lǐng)域的認(rèn)知和因降維突出的某些生化指標(biāo)特性。可以看出,因側(cè)重點(diǎn)不同,2種評價方法的結(jié)果不一致。而2種方法的結(jié)合,降低了單一方法的局限性,使評價結(jié)果更具有可信度,更適合大樣本的評價與篩選。本研究中,綜合評價得分前5名為WX18、WX22、WX20、WL40、WX21,可作為老鷹茶優(yōu)良種質(zhì)資源的備選。WX18和WX22的新芽為紫紅色,WX20和WX21的新芽為粉色,WL40的新芽為黃綠色,可作為特異性表型性狀的優(yōu)良種質(zhì)。但在后續(xù)品種或優(yōu)良無性系選育進(jìn)程中,還需進(jìn)行抗逆性、產(chǎn)量穩(wěn)定性等的持續(xù)觀測。
本研究在重慶境內(nèi)調(diào)查了123份老鷹茶種質(zhì)資源,綜合生長勢、春季發(fā)芽密度等指標(biāo)挑選出27份進(jìn)行常規(guī)生化成分測定。這27份老鷹茶種質(zhì)資源的水浸出物、茶多酚、總黃酮、游離氨基酸、可溶性糖含量存在明顯差異,可作為老鷹茶種質(zhì)評價的初選指標(biāo)。首次采用等級評分法和因子分析法對老鷹茶樹資源進(jìn)行綜合評價,得出排名前5的依次是WX18、WX22、WX20、WL40、WX21。其中,WX18和WX22為紫紅色新芽種質(zhì),WX20和WX21為粉色新芽種質(zhì),WL40為黃綠色新芽種質(zhì)。這些資源為后續(xù)的優(yōu)良品種篩選奠定了基礎(chǔ)。
本研究在試驗(yàn)過程中得到了曾亮教授及其課題組給予的無私幫助,特此致謝。