基于灰色关联分析方法的陕南老茶树资源早期鉴定

郭明星 席彦军 郝兴顺 吴军舰 李秀峰 李佼 王思梅

摘 要：开展陕南老茶树资源的早期鉴定，其目的在于挑选优良茶树资源。以55份陕南地区老茶树资源为试验材料，采用次数分布统计分析和灰色关联分析方法开展研究。结果表明，出圃率与最长根长、根数、茎粗、株高、叶片数的关联度较大。最长根长与根数、茎粗、株高的关联度也比较大，可同时改良这几个性状。所收集的老茶树资源中有一批茶苗的新梢长、分枝数、出圃率、最长根长、根数和茎粗长势较强，其中以B14-39、B14-38、B14-34、B14-42、B14-9、X13-16、X14-37、Z14-2、Z14-5和Q13-2与理想品种较接近。有17份材料的关联度较对照大。灰色关联分析方法能较准确分析性状间的关联度以及挑选优异材料，能为今后茶树育种提供科学依据。

关键词：陕南;老茶树;表型性状;次数分布;灰色关联分析

中图分类号 S571.1文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）13-0070-06

Abstract： The main goal is to develop early identification of old tea resources for screening excellent resources.55 old tea resources in Southern Shaanxi were conducted by using statistical analysis and grey relational analysis method in this paper. The result showed that correlation degree between rate of nursery coming out and maximum root length， root length， root number， stem diameter， plant height， number of leaves were great. The correlation degree between maximum root length and root number， stem diameter， plant height is great， which can improve these traits at the same time. Some of old tea resources were stronger in new shoot length， branch number， rate of nursery coming out， maximum root length， root number and stem diameter， which B14-39， B14-38， B14-34 ， B14-42， B14-9， X13-16， X14-37， Z14-2， Z14-5 and Q13-2 were closer to the ideal varieties. The correlation degree of 17 materials were greater compared with CK. It can accurately reveal the correlation degree between the traits and breed elite material with Grey relational analysis method. It can provide the basis for tea breeding.

Key words： Southern Shaanxi; Old tea; Phenotypic traits; Frequency distribution; Rey relational analysis

陜南位于陕西省南部，是我国最北缘的茶树适生区，素有“种质资源库”之称，约有3000多年的茶树种植史[1-3]，因此，陕南茶区历史遗留茶树种质资源相当丰富。本课题组于2013—2015年深入南郑县碑坝福成乡干龙洞、勉县漆树坝、西乡大河坝、宁强青木川老茶区和云峰寺等山区调查、收集老茶树资源，经过3年的努力获得一批老茶树扦插茶苗。对这批老茶树扦插茶苗开展早期鉴定是本课题组目前的紧迫任务。茶树早期鉴定能缩短育种年限，减少育种盲目性，因此，加强茶树资源早期研究对茶树育种具有重要的意义。

作为多年生经济作物，育成一个茶树新品种约需20年左右的时间。为了加快育种进程，育种者十分注重品种选育中的早期鉴定技术研究[4]。李赛君等[5]研究表明，用株高、茎粗、分枝数3个数量性状来选择优良单株效果比较好。郭吉春等[6]研究表明，3龄期自然生长茶树主干直径、分枝数、着叶数、定剪枝叶量，4龄期定剪枝叶量、春梢数、5龄期产量等7个性状可以作为乌龙茶产量早期鉴定与选择的目标性状。王小萍等[7]、唐一春等[8]和杨亚军等[9-11]的研究揭示了鲜叶的主要生化组分与红茶品质的关系。以上研究虽然能为茶树育种提供一些理论依据，但多是基于某些性状，缺乏品种综合评价和定量分析。灰色关联分析比传统的方差分析方法的优势在于，其可以使众多因素处于同一系统中，且能将不同单位、不同数值的数据通过无纲量化一次性处理后再相互比较，是较科学、合理、综合性强的分析方法[12]，已被大量应用于农作物综合评判及选育中，并取得了良好的效果[13]。

前人虽然系统地开展了茶树资源早期研究，但目前尚未见陕南地区老茶树资源的早期研究。陕南地区具有丰富的老茶树资源，遗传基础丰富，能为选育优良茶树品种提供优异种质资源。因此，系统开展陕南地区老茶树资源早期研究具有重要意义。本研究应用灰色关联分析方法开展了陕南地区不同来源的老茶树资源早期研究，旨在为后续的茶树育种提供优异资源。

1 材料與方法

1.1 试验材料 供试材料分别来自南郑碑坝（编号为B）、西乡大河坝（编号为X）、宁强青木川老茶区（编号为Q）和镇巴兴隆（编号为Z），对照为来自福建福鼎大白茶。试验材料共55份，其中来自南郑碑坝21份，西乡大河坝17份，宁强青木川8份和镇巴兴隆8份。材料来源见表1。

1.2 试验地点 2014年，将收集的老茶树枝条采用短穗扦插于汉中市农科所茶叶综合试验基地茶叶繁育大棚。试验地位于汉中市南约35km的大巴山区。该区属北亚热带季风气候，年平均气温为14.3℃，≥10℃积温4455℃，≥10℃的持续期223d，海拔高度650～750m，土壤为沙质棕壤（pH值5.0～6.5），年平均降水970.4mm，灌溉条件便利[1，14]。

1.3 试验方法 在育苗前对试验用地全面深翻30cm左右，并且以油渣、磷肥、土壤调理剂与畜粪（用量分别为1500kg/hm2、300kg/hm2、750kg/hm2、7500kg/hm2）等混合，待腐熟后结合做畦时施入。苗床东西朝向，畦宽1.2m，畦高15cm，畦沟宽30cm，插穗选取当年新梢上呈红棕色并已木质化的枝条，用于扦插的短穗要求是“一个腋芽、一片完整叶和一个长度为3～4cm长的短茎”[1]。插穗行距12cm×株距4cm。材料随机排列。各小区田间管理保持一致，以福鼎大白为对照。于2015年5月22日调查茶苗新梢长度和叶片数，7月24日调查茶苗株高和分枝数，9月20日调查茶苗出圃率、最长根长、根数和茎粗，每份材料调查10株。

1.4 统计分析 应用灰色综合评判法对茶树优良株系进行产量早期鉴定。即选择每一指标在各个株系中的最大值为最优指标，以此确定理想品种。以理想品种为参考序列，各个株系的各个指标值构成比较序列，进行灰色关联度分析。采用Excel软件对所有数据求平均值。并采用DPS V7.05统计分析软件进行次数分布和灰色关联度分析，取分辨系数为0.5。

2 结果与分析

2.1 老茶树茶苗性状次数分布 根据老茶树茶苗间表型性状差异，将叶片数、新捎长、分枝数、株高、出圃率、最长根长和根数性状分别划分为5个区间（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区间），并统计这些老茶树茶苗在5个区间内的数量分布状况（见表2）。从叶片数性状来看：大部分老茶树茶苗（83.64%）分布在组中值为6.86片和8.93片2个区间，对照亦处于这个区间。仅有16.36%的老茶树茶苗分布在组中值为9.09片和1.82片2个区间。在这2个区间的茶苗品系代号为4、5、6、18、53、16、19、49和17。除极少数的几个老茶树茶苗外（代号13、19、18、1和17），陕南地区老茶树茶苗的新捎长多集中在组中值为13.89cm和22.42cm2个区间，对照亦处于此区间。此区间的老茶树茶苗的新捎长普遍较短，在今后的育种中需要进一步加以改良。从分枝数性状来看：有81.82%的老茶树茶苗品系分布在组中值为0.47个区间，对照亦处于区间。34.55%分布在组中值为1.40个区间，仅7.27%的老茶树茶苗的分枝数分布在组中值为2.34个和4.20个2个区间，在这2个区间的茶苗品系代号为15、46、49和17。从上述分析来看所收集的老茶树资源的分枝数长势普遍较对照好，在今后育种中可加以利用。从株高的数量分布来看，有65.46%的老茶树茶苗的株高分布在组中值为38.63cm和49.15cm2个区间，对照亦处于此区间。剩余的茶苗（34.54%）株高长势较对照强。特别是有12.73%的老茶树茶苗的分枝数分布在组中值为70.19cm和80.71cm2个区间，在这2个区间的茶苗的株高长势最强，在这2个区间的茶苗品系代号为1、19、4、13、11、3和17。在今后育种中可加以利用。

从出圃率来看：大部分老茶树茶苗（89.09%）分布在组中值为93.48%和98.70%2个区间，对照亦处于这个区间。说明所收集的老茶树茶苗的出圃率较高。从最长根长性状来看：25.45%老茶树茶苗的最长根长分布在组中值为16.14cm，对照亦处于此区间。大部分老茶树茶苗（74.55%）的最长根长表现较对照强，特别是代号为11、26、13、43和44的茶苗表现最好。从根数性状来看：40.00%老茶树茶苗处于组中值为5.92根区间，对照亦处于此区间。有40.00%的老茶树茶苗长势较对照弱，有20.00%的老茶树茶苗的根数分布在组中值为13.84根和16.48根2个区间，长势较对照强。在这2个区间的茶苗品系代号为18、23、14、4、6、50、7、28、44、13和29。从茎粗性状来看：27.27%老茶树茶苗处于组中值为4.45cm区间， 对照亦处于此区间。有7.27%的老茶树茶苗长势较对照弱，有65.45%的老茶树茶苗茎粗分布在组中值为4.96cm、5.47cm和5.98cm3个区间，长势较对照强。特别是处于5.47cm和5.98cm2个区间长势最好，在这2个区间的茶苗品系代号为18、23、14、4、6、50、7、28、44、13和29。这17份材料中，9份来自南郑碑坝，5份来自镇巴兴隆，2份来自西乡大河坝，1份来自宁强青木川老茶区。

从表3可知，来自南郑碑坝的材料在叶片数、新枝总长、分枝数、株高、出圃率、最长根长、根数和茎粗8个性状长势均具有较强优势。来自西乡大河坝的材料特点是叶片数、株高、出圃率、最长根长长势较强，而新枝长、分枝数、根数和茎粗较弱。镇巴兴隆的材料特点是分枝数和出圃率长势较强，其余性状较弱。宁强青木川老茶区的材料的根数长势较强，其余性状较弱。

通过以上分析可得出，来自南郑碑坝代号为17（品系编号B14-39）在新叶片数、新枝总长、分枝数、株高、出圃率和茎粗6个性状长势均具有较强优势。来自南郑碑坝代号为19（品系编号B14-9）和代号为18（品系编号B14-42）在新叶片数、新枝总长、分枝数、出圃率和茎粗5个性状长势均具有较强优势。由此可见，可结合生育期和生化指标用于优良茶树品种的创制。

2.2 茶苗性状灰色关联度 利用关联度大的性状进行间接选择，可以同时改良相关性状，取得了更好的育种效果。由表3可知，出圃率与最长根长、根数、茎粗、株高、叶片数的关联度较大，大部分在0.8以上（除了与分枝数和新捎长外）。出圃率高的材料往往最长根长、根数、茎粗、株高、叶片数亦长势强。最长根长与根数、茎粗、株高的关联度比较大，均值在0.8以上，可同时改良这几个性状。叶片数与茎粗、株高的关联度较大，育种时选叶片数较多的材料往往更容易同时获得茎粗的性状。分枝数与其他性状关联度均较小，同时改良难度较大。

2.3 老茶树材料的灰色关联度 按照灰色理论关联分析原理，关联度大的品系与理想品种最为接近。由表4可知，所有材料与理想品种的关联度均大于0.7，全部材料的关联度平均值0.8，其中29份材料的关联度大于0.8，剩余的26份材料的关联度在0.7473～0.7912。说明老茶树资源的关联度较大，与理想品种较接近。排在前10位的老茶树品系分别为B14-39、B14-38、B14-34、B14-42、B14-9、X13-16、X14-37、Z14-2、Z14-5和Q13-2，关联度分别为0.8970、0.8507、0.8499、0.8497、0.8436、0.8434、0.8414、0.8404、0.8392和0.8381，关联度均大于0.8，与理想品种最为接近，此结果与2.1老茶树茶苗性状次数分布分析结果一致。从表2中也可以看出，排在前10名的品系除了个别性状表现较差外，大多性状表现突出，长势较强，综合表现较好，适宜在今后的育种中重点利用。

从表4可知，老茶树资源中有17份材料的关联度较对照大。17份材料中，9份来自南郑碑坝，5份来自镇巴兴隆，2份来自西乡大河坝，1份来自宁强青木川老茶区。排在前5位的材料均来自南郑碑坝，说明在4个地区中来自南郑的材料的长势更好。排名19～40的材料中，来自南郑碑坝有10份，来自西乡大河坝有8份，来自宁强青木川老茶区有4份。排名40～55的材料中除了B2013-5外，其余均不是来自南郑碑坝。以上分析再次说明南郑碑坝的材料整体上较其他地区好。

3 讨论

陕南位于陕西省南部，北倚秦岭，南屏巴山。属北亚热带气候特点，气候温和，雨量充沛，物种丰富[1-3]。具有悠久的茶树种植史，因而历史遗留丰富的茶树种质资源。前人的研究表明，陕西茶树品种不仅具有丰富的遗传多样性[15]，而且茶叶品种的品质抗寒性指标明显优于外地引进品种[16-17]。因此，如何挖掘老茶树资源中的优质资源并加以利用，已成为陕西省当前茶叶育种刻不容缓的工作。灰色综合评判法的出现为开展老茶树资源的早期鉴定和筛选优异资源提供了可靠的方法。灰色关联分析比传统的方差分析方法有优势的地方在于，其可以使众多因素处于同一系统中，且能将不同单位、不同数值的数据通过无纲量化一次性处理后再相互比较，是一种较科学、合理、综合性强的分析方法[12-13]。

本研究在陕南气候条件下对来自南郑碑坝、西乡大河坝、宁强青木川老茶区和镇巴兴隆的老茶树资源开展了早期鉴定研究，能为本地区育种提供适宜的老茶树资源。研究结果说明所收集的老茶树资源中有一批茶苗的新梢长、分枝数、出圃率、最长根长、根数和茎粗长势较强，为进一步选育优良茶树品种提供了较好的资源。特别是老茶树品系B14-39、B14-38、B14-34、B14-42、B14-9、X13-16、X14-37、Z14-2、Z14-5和Q13-2，与理想品种最为接近。以上品系除了个别性状表现较差外，大多性状表现突出，长势较强，综合表现较好，适宜在今后的育种中重点利用，可结合生育期和生化指标用于优良茶树品种的创制。此外，老茶树资源中有17份材料的关联度较对照大，其中9份来自南郑碑坝，排在前5位的材料均来自南郑碑坝，排名靠后的材料中（排名40～55）除了B2013-5外，其余均不是来自南郑碑壩。以上分析说明，在4个地区中南郑碑坝的材料整体上较其他地区好，这可能与本试验开展的地点在南郑有关，而来自其他地区的老茶树资源也有8份（5份来自镇巴兴隆，2份来自西乡大河坝，1份来自宁强青木川老茶区）表现优势强，证明来自其他地区的老茶树资源中有适应性好的资源，说明广泛收集茶叶资源的重要性。

陕西茶树品种由于茶区地形复杂，交通闭塞，长期以来缺乏区域间引种和人工改良，形成了显著的地域性种群结构特点和众多的优良类型与单株。本研究通过调查陕南不同来源的老茶树资源，发现来自南郑碑坝的老茶树材料在叶片数、新枝总长、分枝数、株高、出圃率、最长根长、根数和茎粗8个性状长势均具有较强优势。西乡大河坝的老茶树材料特点是叶片数、株高、出圃率和最长根长长势较强，而新枝长、分枝数、根数和茎粗较弱。镇巴兴隆的老茶树材料特点是分枝数和出圃率长势较强，其余性状较弱。宁强青木川老茶区的老茶树材料的根数长势较强，其余性状较弱。上述研究初步探明了陕南老茶树资源的特点，今后可根据育种需要加以利用各茶区的材料优点，克服其缺点。

要获得理想的茶树育种材料，需要协调好茶苗相关性状间矛盾。研究发现出圃率与最长根长、根数、茎粗、株高、叶片数的关联度较大，大部分在0.8以上（除了与分枝数和新捎长外）。出圃率高的材料往往最长根长、根数、茎粗、株高、叶片数亦长势强。最长根长与根数、茎粗、株高的关联度也比较大，均值在0.8以上，可同时改良这几个性状。叶片数与茎粗、株高的关联度比较大，育种时选叶片数较多的材料往往更容易同时获得茎粗的性状。分枝数与其他性状关联度均较小，同时改良难度较大。

本研究虽然对一批老茶树资源进行了次数分布统计分析和灰色关联分析，为茶树育种提供一些信息和资源，但是所开展的试验仅基于表型性状。为了更全面了解老茶树资源，应继续开展生理生化检测以及分子水平研究，只有这样才能真正探索出适合试制不同茶类型的资源。

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（责编：张宏民）