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我国茶树种质资源研究40年(一)

2019-11-22  作者: admin  来源: 未知  已阅读

茶树的起源中心在中国云南省。茶树的生长范围已遍及四大洲的50多个国家及地区。由于茶树的异花授粉和人类的变异选择,使茶树种质资源具有非常丰富的遗传多样性。茶树种质资源是茶树品种改良的物质基础,是保障种业安全的战略性资源。改革开放40年来,我国茶树种质资源研究取得了重要成就,为推动茶产业的发展作出了重要贡献。
 

 

 

一、收集

 

 
 
 
我国茶区辽阔,生态条件多样,种质资源十分丰富。自20世纪80年代起,我国就开始全面系统地考察和收集茶树种质资源,主要包括4次大规模的茶树种质资源考察收集。1981—1984年,在云南省61个县市考察收集410份各类资源;1985—1989年,在神农架及长江三峡地区的17个县市和海南省的8个县考察收集到160份资源;1991—1994年,在川陕黔桂4个省区共63个县考察收集400份资源;1996—1997年,因长江三峡大坝建设而在渝东南黔东北共14个县抢救性考察,补充收集了80份资源。此外,还对云南、福建、浙江、江西、安徽等主要产茶区持续开展茶树种质的收集。同时,通过国际合作从韩国、日本、缅甸、越南等地引进部分国外种质资源。
 
 
 

 

 

中国农业科学院茶叶研究所内的国家种质杭州茶树圃(陈亮 摄

 

 

 

二、保存

 

茶树是一种多年生木本植物,现在主要采用建立资源圃和原生境保护两种方式来保存茶树种质资源。资源圃保存既能完整保存活体,便于鉴定评价,又可以集中管理,方便比较。1990年,在浙江和云南分别建立了“国家种质杭州茶树圃”和“国家种质勐海茶树分圃”,用于保存中小叶茶和大叶茶资源,是世界上保存茶树资源类型最多、遗传多样性水平最丰富的茶树种质资源平台。杭州茶树圃累计保存茶树种质资源2296份,包括山茶科山茶属茶组植物的5个种(厚轴茶、大厂茶、大理茶、秃房茶、茶) 和2个变种(白毛茶、阿萨姆茶),此外还保存了24份山茶属近缘植物。勐海茶树分圃累计保存了1199份茶树资源,包括野生资源244份,栽培资源953份,过渡型资源2 份,此外还保存了27份山茶属近缘植物和4份远缘植物。除国家级茶树种质资源圃外,我国还建有许多地方资源圃,主要位于福建、湖南、广西、贵州、广东、江西、重庆、江苏等省(市、区)。
多年生的茶树长期异地保存,表型会出现变异,遗传性也可能发生改变。有些保守性强的茶树资源,异地就无法生存下来,所以必须原生境保护。近年来,茶树资源的原生境保护也逐渐受到了各级地方政府的关注和重视。2009年,福建省启动了地方品种资源保护项目,浙江省启动了西湖龙井茶群体种和鸠坑种茶树资源的原生境保护项目;2010年以来,云南澜沧、双江、西双版纳、普洱等地先后出台了古茶树保护条例,对野生茶树进行原生境保护;2013年,农业部批准了广西融水县元宝山野生茶种质原生境保护点建设项目;2017年,贵州省政府制定了《贵州省古茶树保护条例》。

 

 

 

 

 

 

 

三、分类、描述规范及编目

 

科学的分类、统一的描述规范和编目,是茶树种质资源深入挖掘和利用的基础,同时也是茶树种质资源科学管理和共享利用的前提。1958年,Sealy将茶组分为茶C. sinensis (L.) O. Kuntze (包括C. sinensis var. sinensis、阿萨姆茶C. sinensis var. assamica (Masters) Kitamura 2个变种),滇缅茶C. irrawadiensis Barua,大理茶C. taliensis (W. W. Smith) Melchior,细柄茶C. gracilipes Merrill ex Sealy 和毛肋茶C. pubicosta Merrill 5种2变种。改革开放以来,随着鉴定技术的快速发展,庄晚芳、张宏达、闵天禄和陈亮等先后提出了不同茶组植物分类系统。陈亮等既充分考虑到茶树种间形态(主要是花器官)上的差异,又兼顾分类学和生物学种的特点,将茶组植物分为大厂茶C. tachangensis F.C. Zhang、厚轴茶C. crassicolumna Chang、大理茶C. taliensis (W. W. Smith) Melchior、秃房茶C. gymnogyna Chang 和茶C. sinensis (L.) O. Kuntze 5个种,其中茶又包含阿萨姆茶C. sinensis var.assamica (Masters)Kitamura和白毛茶C. sinensis var. pubilimba Chang 2个变种。野生大茶树主要属于大厂茶、厚轴茶、大理茶和秃房茶;栽培型茶树主要属于茶、阿萨姆茶、白毛茶等。
长期以来,茶树资源的鉴定评价缺乏统一的描述规范,不同单位采用的性状描述、鉴定技术方法和评价标准各异,使鉴定数据缺乏可比性,影响了国内不同单位之间资源数据信息的共享。从2005年开始,我国陆续制定了一系列茶树种质保存、鉴定和评价的描述术语规范和茶树重要性状的鉴定方法及评价指标,包括《茶树种质资源描述规范和数据标准》《农作物种质资源鉴定技术规程   茶树》和《农作物优异种质资源评价规范   茶树》等。
此外,农业部植物新品种保护办公室在2013年发布了《植物新品种特异性、一致性与稳定性测试指南   茶树》,为茶树种质创新提供了知识产权保护。同时,中国农业科学院茶叶研究所和云南省农业科学院茶叶研究所分别对国家种质杭州茶树圃和勐海茶树分圃中的3000多份茶树资源,按29个不同性状进行编目,建立超过10万数据值的茶树种质资源数据库系统,为茶树种质资源的共享利用提供坚实的基础。
 
 

 

 

 

 

四、遗传多样性

 

 
 
 
茶树一般自交不亲和,世代的异花授粉促使我国茶树资源具有丰富的遗传多样性。深入彻底地了解我国茶树资源的变异程度和遗传多样性是开展茶树育种的基础。近年来,随着分子遗传学和分子生物学的快速发展,遗传多样性的检测方法也发生了巨大变化,从形态和生化成分水平逐渐发展到DNA分子水平。
形态的变异是最容易观察的一种表型变异。周炎花对浙江、福建、安徽等14个主要产茶省区共406份材料的5个叶片表型性状调查发现,西南和华南地区的茶树资源叶片表型变异相对更为丰富;通过资源类型比较发现选育品种的变异程度比野生资源和地方品种的要小,说明人为选择降低了资源的变异程度。叶乃兴等对中国和日本的栽培茶树花的形态性状进行分析,发现茶树花性状品种间变异大,但品种内的变异相对稳定,中国的茶树多样性比日本更为丰富;同时,对茶树花的生化成分也进行了分析,发现茶多酚和水溶性糖的变异系数较大,而水浸出物和咖啡碱含量的变异系数较小。Jin 等采用HPLC对403份代表性的茶树核心资源进行鉴定分析,发现广东、广西和云南等南部茶区春茶一芽二叶的儿茶素含量和变异系数最高。
利用形态和生化成分来考察茶树的遗传变异、物种亲缘关系和系统演化还比较困难,而DNA分子标记是研究茶树遗传多样性和遗传演化的有效工具。Meegahakumbura等利用23个SSR标记对来自中国和印度的392份资源进行鉴定,发现中国和印度的茶树种质资源都具有丰富的遗传多样性,而且中国的茶、中国的阿萨姆茶和印度的阿萨姆茶都是独立驯化的。Fang等对185份茶树资源进行SSR 多态性分析,发现适制红茶的茶树资源遗传多样性明显高于乌龙茶。Xin等基于AFLP分子标记对云南5个地区(昆明、大理、丽江、腾冲和楚雄) 共190份云南茶鉴定分析,发现地区内的茶树遗传多样性高于地区间的多样性,同时也观察到这些茶树具有丰富的遗传多样性。Zhao等通过587份资源的分子标记鉴定,检测到野生资源内的遗传多样性和基因漂移都相对高于近期人工驯化的品种,说明人工选择驯化使得茶树资源的遗传多样性逐渐变窄。Yao等利用96对EST-SSR分子标记对来自中国14个茶区的450份资源进行研究,发现来自广西、云南和贵州的茶树遗传多样性最高,随着远离这些区域,茶树遗传多样性逐渐降低,根据这个规律可以推测茶树的传播途径。
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