我国茶树特异资源研究进展.pdf
我国是茶树的发源地,种质资源十分丰富,但是随着科学技术和育种方法的发展,常规种质资源在一定程度上难以满足育种多样性和定向性目标的需要,因此发现和创新符合育种和科学研究需要的优异种质,特别是特异资源尤为重要。
所谓特异种质资源,是指可用于遗传育种研究、具特异性状的遗传材料,包括抗病虫、抗逆等性状的品种(系)、突变体、近等基因系(NIL)、重组近交家系群体(RIL)、加倍单倍体群体(DH)、同核异质系、野生种质渐渗系、基因聚合系、染色体变异体等,是长期以来在遗传研究中人工创造或自然突变而获得的创新种质。
1茶树特异资源的研究意义
1.1茶树特异种质资源是遗传育种重要的基础材料,优良的种质是遗传技术研究和品种创新重要的物质基础,特别是特异种质资源的发现、收集和利用甚至可以带来育种史上的革命。从湖北省恩施市巴蕉乡灯笼坝村当地早生茶树品种"恩苔早"中经系统选育出的"灯早l、2,3号"是3个特早生品系,此品系不仅对各地区的自然生态具有较好的适应能力,而且更提高了茶叶的经济效益1957-1971年福建省农业科学院茶叶研究所从福鼎大白茶与云南大叶茶自然杂交后代中采用单株育种法成功育出了福云6号,其亩产高达200-300kg,是目前全国茶树推广面积较大的无性系良种。说明了发现、收集茶树特异种质资源,一方面可作为新株系,大量繁殖后直接应用于生产,另一方面,可作为茶树遗传改良的重要原始材料。
1.2茶树特异种质资源是高附加值产品的重要材料来源茶叶是一种天然健康饮品,在世界饮料史上具有举足轻重的地位,不仅是因为其独特的风味,其丰富的营养价值更为人们所喜爱。近年来的研究表明,茶叶中的主要生化成分茶多酚,具有抗氧化和清除自由基、抗炎、抑制肿瘤细胞生长等多种生理活性j茶氨酸具有促进大脑功能和神经的生长、抗肿瘤、降压安神等功效;决定茶叶品质的三大主要成分之一的咖啡碱,也具有消食、少睡、利尿、益思等保健功能,但由于其高度的兴奋作用,会引起焦燥不安、失眠、易醒、腹泻、头痛、心悸等症状,不适于儿童、妇女、老人及神经衰弱等疾病患者饮用。目前已经从茶叶中单独提取茶多酚、氨基酸和咖啡碱等成分加以利用,是保健品的重要组成成分。另一方面,随着生活水平的不断提高及茶中生化成分药理功能研究的不断深入,寻找低酚氨比、低咖啡碱含量等功能性饮用茶的呼声也日益加大。因此,高茶氨酸、高茶多酚、低咖啡碱等含量特异的茶树种质资源具有广阔的应用前景。
2茶树特异资源的研究进展
2.1高香、早生、优质茶树种质资源的研究
2.1.1高香茶树品种的选育
香气是评定茶叶品质好坏的重要指标之一,被喻为"茶之生命",如何提高茶叶香气是备受茶学界关注的重点之一。早在1994年游小清、王华夫等就利用我国茶树种质资源极为丰富的优势,成功选育了具有高香型优质的茶树良种。据报道,祁门槠叶群体种中萜烯醇类化合物键合态前驱体含量高于游离态含量,其中芳樟醇、芳梓醇氧化物II香醇的键合态香气/游离态香气的比值(b/f)分别高达10.32、l2.33、l6.83,这一结果预示着祁门槠叶群体种具有极大的释放香气的潜力她l。近年来,在我国福建、云南等省相继报道了成功选育出适制不同茶类的高香型优质茶树新品种,福建茶叶研究所从大红袍、铁观音、肉桂、黄木炎等珍贵的乌龙茶品种自然杂交后代中选育出丹桂、九龙袍、春兰、瑞香4个高香优质乌龙茶与绿茶兼制新品种。2003年云南选育出佛香1号,佛香2号佛香3号等适制绿茶的高香优质茶树品种。
2.1.2早生、优质的茶树品种的筛选"八五"至"九五"期间,安徽省育种工作者育成了早生优质的仙寓早、石佛翠和石佛香3个省级良种;1991年安徽农业大学杨维时从云南风庆大叶种经两次天然杂交的有性后代中选出的三交杂种"农抗早",具有生长快、长势旺,发芽特早、抗寒力强等优良性状,适宜在中国北部茶区的皖北、山东、河南等省北纬35度以南地区推广。杨亚军等人对国家种质杭州茶树圃中的200份种质资源进行评价测定,结果表明了长叶白毫与福鼎大白茶人工授粉的后代86-12-7、86.一9-12是特早生的优良茶树品种。王会等对12份茶树种质资源的发芽期和生化成分进行比较鉴定并进行RAPD分析,筛选出发芽早、茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量较高的JP21、JP23、J22及J23,可以作为进一步开发研究早生、优质茶树品种的育种材料。
2.2高抗性茶树种质资源的发掘
2.2.1抗逆性强的茶树资源研究
茶树抗逆性的强弱是不同品种茶树的性状在一定条件下表现的必然结果,因此根据茶树的某个或某些性状的表现及生化成分的不同,可以间接鉴定茶树的抗逆性。早在解放初期,选育抗寒性强的特异茶树品种就已成为关注的重点,虞富莲等筛选出了抗寒性较强的8份资源。前苏联培育的格鲁吉亚系7、8、12号,可以在零下20℃的严寒地区栽培过冬。杨亚军等对国家种质杭州茶树圃中的200份种质资源的农艺性状、生化成分抗寒性进行评价测定,结果表明:原产浙江省绍兴的日铸茶、广西桂林的云桂大叶、福安的金牡丹、黄玫瑰等品种的抗寒性较强,皆可耐零下9~C的低温。近年来,由于温室效应的影响,全球的气温不断升高,干旱也成为是茶叶产量制约的因素之一,因此选育、创造抗旱强的优异茶树品种也是迫不及待的任务。据田永辉等对黔湄茶树品种(系)进行耐早性鉴定,研究表明黔湄809、101、419为高耐早茶树品种(系),可作为茶树抗旱育种的亲本。
2.2.3抗病虫害茶树品种的研究状况
我国地域辽阔,气候复杂多变,病虫害对茶树生长的危害也比较大,因此对茶树抗病虫性的研究也是早期育种的一大部分。茶树的抗病虫性是指茶树能够抵抗或耐受病虫危害的特性,它是品种的一种遗传特性,也是茶树与病虫在进化过程中,相互适应,互为选择的结果。江昌俊曾利用N离子注入到7个茶树优良品种种子中进行诱变试验和新品种的选育研究,获得了6个具有较好的抗病虫能力的优良品系。朱俊庆对杭州42份茶树品种资源进行假眼小绿叶蝉的抗性调查,明确了15份抗性品种资源,并对其抗性机制进行了初步分析。同期,吕文明、罗亨文等对杭州、云南、四川的105份茶树种质资源进行了抗性鉴定,鉴定出强抗品种l3份。之后张觉晚等在对湖南210个茶树品种资源的抗性鉴定中筛选出2个抗性品种资源。洪北边等以笼内产卵量为标准,对杭州的30份茶树种质资源材料进行鉴定,筛选出了抗性材料8份。曾莉等人在云南通过笼内产卵量、田间产卵选择性和田间种群密度调查等试验,对30份资源材料进行了抗性鉴定,筛选出抗性材料4份,而且证明了这些材料的抗性是受遗传特性所控制,具有相对的稳定性。洪北边等进行了165份资源对假眼小绿叶蝉、茶尺蠖、茶橙瘿螨、咖啡小爪螨、茶跗线螨、茶云纹叶枯病、茶轮斑病、茶苗根结线虫病等的抗性鉴定,共鉴定出高抗假眼小绿叶蝉资源2l份,高抗茶尺蠖资源11份,高抗螨类资源l5份,高抗茶云纹叶枯病资源6份,高抗茶轮斑病的资源l0份,高抗茶苗根结线虫病的5份,并建立了相应的鉴定指标。石和芹、汪荣灶对26个茶树品种抗茶芽粗腿象进行测定,发现浙农l2、奇曲等品种的具有较强的抗性。
2.3功能性化学成分茶树品种的选育
2.3.1超常规茶多酚、氨基酸、咖啡碱茶树品种的筛选茶多酚、氨基酸、咖啡碱是茶叶保健功能的重要组成成分,高茶多酚、高咖啡碱、高氨基酸韵特异茶树品种的选育有利于茶叶的综合利用。据我国"七五"、"八五"、"九五"三次种质资源筛选的资料表明:茶多酚含量高34%者,可视为超常规水平的品种或株系,虞富莲等对l4个省区的200份茶树资源综合评价时,筛选出高茶多酚资源9份、高氨基酸4份、高咖啡碱7份、高水浸出物的1l份n。杨亚军等对200份种质资源的农艺性状、加工品质、生化成分、抗寒性等进行评价,发现了弄岛野茶、河头白毛尖、邦外黑茶、清水3号4份高茶多酚资源高咖啡碱资源6份。齐桂年等研究四川栽培的十个茶树品种的功能性化学成分含量时发现,英红1号的茶多酚含量高达40.57%,是提取茶多酚和高含量茶多酚茶树育种的特异资源;蒙山23的氨基酸含量达4.63%,适宜作为高含量氨基酸茶树的育种材料;槠叶齐咖啡碱含量最高,可作为高含量咖啡碱茶树的育种材料。龚志华等人对品质上具有一定优异性的l9个茶树品种的春茶进行分析,结果表明。,碧香早,37-2,福安大自茶具有高茶多酚特性,苹云具有高氨基酸特性,很有可能是提取茶,氧酸的优异资源;覃士才选育的五峰310茶树氨基酸高达7.0%,是良好的高氨基酸茶树。白毫早,福安大白茶,水仙84-1具有高表没食子儿茶素没食子酸酯特性,是加工优良品质红茶产品的特异鲜叶,同时在茶叶深加工中可作为提取EGCG的优异资源;水仙84-1具有高咖啡碱特性,是提取咖啡碱的优异资源引。林金科等以福建省茶树品种园780份资源为试验材料,筛选出了5个品种或一株系,其春、夏、秋三季,酯型儿茶素平均含量高于19%,为超常规水平的高酯型儿茶素茶树特异资源,可作为品质遗传改良或直接应用于提取酯型儿茶素的重要材料,8个品种或株系新梢酯型儿茶素含量在儿茶素总量中所占比例高达80%以上(一般品种为68%),可作为提取茶多酚、儿茶素的特种材料。吕海鹏等在200份高多酚茶树种质中筛选出了6份高EGCG含量的茶树种质n引。
2.3.2低咖啡碱、低酚氨比茶树资源研究
.选育推广低咖啡碱茶树良种是适应时代所需的茶叶产品,不仅可以吸引更多消费者以拓宽茶叶销售市场,增加茶叶收入,也让我们更好的体会大自然带给人类的巨大享受。在这方面我国的研究工作起步较晚,2003年杨亚军等筛选出品质超过国家品种的低咖啡碱的资源2份,其含量<1.0%15]。据据贵州叶科学研究所报道,贵州茶树品种中有1%的低咖啡碱品种,为开发茶叶功能性产品,提供良好的物质基础引。林金科等在筛选高酯型儿茶素品种的研究中发现,147株系的新梢酯型儿茶素含量为2.89%一5.21%,检测不出ECG,儿茶素总量仅9.87%一14.71%,咖啡碱%,为低酯型儿茶素、低咖啡碱的特异资源。龚志华等人指出福鼎大毫,茗丰,黄叶早,苹云等品种的酚氨比值小,在育种上可考虑作为加工名优绿茶的优异品种资源。
2.4.其他特殊性状的优质茶树资源的研究
2.4.1野生茶树、苦茶种质资源的利用。
野生茶树资源和苦茶资源是育种和茶叶深加工可利用的有潜力特异材料之一,特别是苦茶,是我国特有的资源。对苦茶资源进行系统的调查研究中,发现部分苦茶含有茶树所有的咖啡碱、茶氨酸以及儿茶素,且部分品种的含量较高。中国科学院昆明植物所也曾用低咖啡碱含量的厚轴茶开发出含量不超过1%的低咖啡碱茶;云南省茶叶研究所用南糯山群体中的紫芽茶研制出可降血脂的紫绢茶等。
2.4.2叶色变异的特殊茶树品种
叶色变异目前发现的主要有白化变异和红色变异两种。茶树叶色变异是指茶树的叶片由于某些原因造成叶片叶绿素的缺失或含量较少的一种特殊的茶树种质资源。王开荣认为白化变异的茶树亦可称白茶,主要有温度敏感型、光温不敏型、光照敏感型三种,部分品种是具有高氨基酸、高酚氨比的优异茶树品种,是茶叶提取生化成分和育种的重要的物质基础。
2.4.3低农药残留的茶树品种的筛选
21世纪是一个以绿色为口号的时代,农药残留是制约食品贸易的瓶颈严重影响我国茶叶贸易的进行,因此筛选低农药残留的特异优质茶树品种有着异常重要的意义。林金科等以福建省武夷山茶叶科学研究所乌龙茶种质资源圃120份资源为试验材料,初步。筛选出31份比较有希望的品种(系),对3l份乌龙茶品种与联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯和噻嗪酮4种农药的残留量关系进行研究,筛选出低联苯菊酯的乌龙茶特异资源各5份、低甲氰菊酯4份、低氯氰菊酯3份和低噻嗪酮残留量7份。
3展望
3.1加强茶树种质资源特别是特异种质资源的发掘和创新以及资料的整理,有利于完善交流平台,实现部分种质资源信息的共享,开展对野生资源、稀有资源等的基础调查工作,从已有的种质资源中筛选具有某些特殊性状的优良品种,以满足育种和生产对种质资源不断变化的需求。
3.2以常规技术为基础,充分利用远缘杂交、分子工程、基因工程、转基因等先进的生物技术,挖掘出优异的基因源,创制出具有突出的优异性状中间材料或优异种质。特别是RAPD、基因工程和转基因技术在茶树育种和茶叶深加工的应用日益频繁,在高茶多酚、高咖啡碱等特异茶树资源中导入低咖啡碱基因源等目标基因的工作有待进一步深入。
3.3叶色白化和红变的变异是不是能作为优异茶树资源的育种方向,还有待于进一步研究。