茶學學科發(fā)展報告

1、茶樹種質資源討論進展一、引言種質資源是開展茶樹種質創(chuàng)新、育種和新產(chǎn)品開發(fā)的重要基礎，茶葉科技創(chuàng) 新和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)進展離不開豐富多樣的種質資源。茶樹種質資源是茶學學科的重 要組成之一。茶原產(chǎn)中國，在簡單的生態(tài)環(huán)境條件下，經(jīng)過長期演化和選擇形成了豐富多 樣的茶樹種質資源，包括野生茶樹、地方品種、選育品種、品系和遺傳材料等。 我們我國高度重視茶樹種質資源的收集、保存和保護工作，特地建立了我國種質 杭州茶樹圃和勖海分圃，作為茶樹資源的永久保存基地。近年來，茶樹種質資源 存量不斷增加，資源管理基本實現(xiàn)了信息化，資源鑒定評價逐步從表型深化到分 子水平，討論水平不斷提高。二、學科式呈現(xiàn)狀和進展（一）進呈現(xiàn)狀與

2、動態(tài).茶樹資源的收集、保存與保護我們我國茶樹種質資源的收集起始于2 0世紀5 0年月，但有組織、有方案、 大規(guī)模的收集工作集中在2 0世紀8 0-9 0年月，當時曾對從云南、四川、貴州、 廣西、廣東、湖南、福建和海南等茶葉主產(chǎn)區(qū)的野生資源和地方品種等進行了較 全面的考察收集1 o近年來，茶樹資源的收集主要靠科研人員的自發(fā)需求，但 收集手段和方法有了較大改進，如全球衛(wèi)星定位儀（GP S ）、數(shù)碼照相機、數(shù)碼 攝像機、便攜式電腦的應用使資源考察及信息的采集更加精確、牢靠。通過不間斷的收集，截至2 0 0 9年年底我國種質杭州茶樹圃和勤海分圃已收集 保存各類茶組植物資源近3 0 0 0份，其中，約1

3、0%為野生資源、6 0 %為地方 品種、3 0 %為選育品種和育種材料。此外，在各省市茶葉討論所分散保存的茶 樹種質資源約有4000份（含局部重復保存的資源）。茶樹資源以遷地保存和保護為主。在保存方式上，除植株形式外，還有室內 養(yǎng)分體保存、DNA庫等幫助保存形式。中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉討論所采用組培技 術在室內保存了 200余份野生及瀕危茶樹資源，采用超低溫冷藏方式保存了 600余份各地茶樹資源的DNA樣本。近年來，各級地方政府漸漸開頭關注茶 樹原生境保護的問題。2005年，云南省人民政府辦公廳下發(fā)了關于加強古 茶樹資源保護管理的通知(云政辦發(fā)2005 J94號)，從政策上對野生茶樹原 生境保護賜

4、予了支持。2022年，福建省啟動了茶樹品種資源保護工程，浙江 省啟動了龍井群體種和媽坑種的原生境保護工程，這些工程的實施對促進地方資 源的遺傳多樣性保護具有重要意義。.茶樹資源的鑒定與評價(1)茶樹種質資源的分類演化。中國是茶樹的原產(chǎn)地，野生資源豐富多樣。 對這些資源進行分類是開展資源鑒定和編目的基礎。在茶樹分類學討論中，早期 主要以葉、花、果等形態(tài)學性狀為依據(jù)，隨著科學技術的不斷進展，生物化學分 析、染色體核型分析、子包粉顯微形態(tài)分析和DNA分子標記技術等逐步得到應 用2,為茶組植物種的分類供應了更充分的依據(jù)，茶組植物的種通過歸并逐步 得到簡化，從原有的40多種和變種歸并為1 2種6變種飛再

5、到5種和2變種4 o 目前，茶樹的分類學討論已呈現(xiàn)出形態(tài)學、生物化學、細胞學和分子系統(tǒng)學等多 學科交叉的現(xiàn)象。茶樹的形態(tài)演化和時空演化規(guī)律是茶樹種質資源學科的重要問題。通過對大 量野生資源和栽培茶樹的形態(tài)學觀看，關于形態(tài)演化基本形成了如下共識，即存 在樹型從喬木型到灌木型、花冠從大到小、子房從5室到3室、果實從大到小的 演化規(guī)律3 , 4。但關于茶樹的起源中心和演化路徑還缺乏明確的熟悉。20 世紀8090年月，依據(jù)資源考察的結果，曾提出滇東南5J或滇、桂、黔毗鄰地 區(qū)3J為茶樹的起源中心。在地理演化上，依據(jù)地區(qū)間暗烯指數(shù)的多樣性分布， 推想出四條可能的地理演化途徑6,但由于地區(qū)間樣本數(shù)量不平衡

6、，樣本代表 性缺乏等問題，結論難以令人信服。最近，依據(jù)E ST- S SR分子標記對國內 各地區(qū)資源的遺傳多樣性分析結果，推想茶樹在中國沿海路或水路傳播的可能 性較大7 。由于茶樹起源演化屬于基礎討論，目前這方面的討論投入缺乏， 因此進展緩慢。(2)鑒定評價方法和技術。茶樹種質資源的鑒定評價是優(yōu)異資源開掘和采 用的基礎。形態(tài)學、生理生化、細胞學、解剖學和分子生物學等多種技術手段在 茶樹種質鑒定中均得到了應用1 。近年來，為了提高種質鑒定評價的效果和 效率，在鑒定評價方法的標準化、核心種質構建和分子標記技術的應用討論上取 得了較大的進展。1）鑒定評價方法和技術的標準化。長期以來，茶樹資源的鑒定評

7、價缺乏 統(tǒng)一的描述性狀、鑒定方法和評價標準，不同單位采納的性狀描述、鑒定技術方 法和評價標準各異，使鑒定數(shù)據(jù)缺乏可比性，影響了國內不同單位之間資源數(shù)據(jù) 信息的共享。2005年，農(nóng)作物種質資源技術法律規(guī)范叢書茶樹種質資源描 述法律規(guī)范和數(shù)據(jù)標準町的出版以及農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/ T 1 3 1 2 - 2 0 0 7農(nóng) 作物種質資源鑒定技術規(guī)程茶樹 9 J的發(fā)布對我們我國茶樹種質資源的鑒定 評價具有指導和法律規(guī)范作用。（茶樹種質資源描述法律規(guī)范和數(shù)據(jù)標準對 茶樹種質保存、鑒定和評價的1 10個描述術語進行了定義，制定了數(shù)據(jù)標準、 性狀鑒定的質量掌握方法和性狀分級標準；NY/T 1 3 1 2-200

8、7農(nóng)作物種 質資源鑒定技術規(guī)程茶樹那么對茶樹的64個重要性狀的鑒定方法進行了法律規(guī) 范。2）核心種質構建。建立茶樹核心種質庫是提高資源鑒定和開掘效率的重要 策略。中國農(nóng)科院茶葉討論所對茶樹初級核心種質構建的最正確取樣策略開展了 討論，確定了以茶區(qū)一對數(shù)比例一聚類取樣的初級核心種質的取樣策略10 , I 1,采納該取樣策略構建了中國茶樹初級核心種質，共5 3 2份資源，占全部資 源的20% ,涵蓋了 9 9.7 %的表型變異類型。通過分子標記對其中4 14份資 源的鑒定和篩選，初步構建了含有3 6 0份資源的中國茶樹核心種質庫1 1 o 茶樹核心種質庫的構建有助于加快優(yōu)異種質和基因的開掘，便于優(yōu)

9、異資源的育種 采用。3）分子標記成為鑒定評價的重要工具。分子標記技術已成為茶樹資源鑒 別、遺傳多樣性、親緣關系、分子系統(tǒng)學等討論的重要工具12 o在茶樹上應 用的標記類型逐步由原來的隨機顯性標記RAP D、AF LP和I S SR等開頭向錨 定的共顯性標記S SR技術轉變。近兩年S SR標記的開發(fā)和采用已成為討論重點， 特殊是隨著公共核酸數(shù)據(jù)庫中茶樹eDNA序列的不斷增加，茶樹EST-SSR標 記的開發(fā)成為討論熱點1 3 1 6,公開發(fā)表的ESTSSR引物有100對以上，但 遠遠還不能滿意茶樹遺傳分析的需要。在國內，中國農(nóng)科院茶葉討論所基于茶 樹新梢和幼根eDNA文庫的自行測序結果17-18與

10、公共數(shù)據(jù)庫資源，開發(fā)了 E ST-SSR標記3 5 0余對，已應用于不同省區(qū)茶樹遺傳多樣性的比擬分析1 9-2 1 ,今后將采用這些自主開發(fā)的標記重點開展茶樹資源遺傳多樣性、遺傳演化、 關聯(lián)分析等討論。茶樹基因芯片研制勝利為今后高通量地開展茶樹基因鑒定供應 了技術支持2飛將促使茶樹優(yōu)異資源開掘由表型轉入到基因型時代。（3）茶樹資源的共享與采用。如何發(fā)揮我們我國茶樹資源的優(yōu)勢，促進其 在茶樹育種、新產(chǎn)品開發(fā)及基礎討論等領域的應用，提高采用效率，是近年來資 源、工作的重要內容。1）標準化網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的建立。依據(jù)“植物種質資源共性描述法律規(guī)范”川 和茶樹種質資源描述法律規(guī)范和數(shù)據(jù)標準,依據(jù)統(tǒng)一法律規(guī)范

11、的性狀描述方 法、鑒定評價方法和質量掌握方法，開展種質資源、信息的整理和整合，建立了 基于網(wǎng)絡查詢的茶樹種質資源數(shù)據(jù)庫，包括編目數(shù)據(jù)庫、共性數(shù)據(jù)庫、特性數(shù)據(jù) 庫和圖像數(shù)據(jù)庫。2）茶樹種質資源共享平臺的初步建立。2022年，由我國種質杭州茶樹圃 牽頭，聯(lián)合云南、廣東、廣西、重慶和貴州等省（市、區(qū)）級茶樹資源保存單位, 開展了茶樹種質資源共享平臺建設。通過平臺建設，各參加單位依據(jù)統(tǒng)一的資源 描述符和鑒定評價標準開展資源數(shù)據(jù)信息的整理，通過整合將數(shù)據(jù)導入統(tǒng)一的數(shù) 據(jù)庫，促進資源信息的整合和共享。通過平臺的有效運作，將有更多的單位參加, 進而可整合全國的茶樹資源人才隊伍，建立全國茶樹資源考察收集、保存

12、、保護 和鑒定協(xié)作網(wǎng)，為進一步深化茶樹資源討論制造了有利條件。（二）重大進展.我們我國茶樹資源存量不斷增加，資源保護得到重視“九五至“十一五”期間我國科技部基礎性工作專項、植物種質資源共享平臺 建設及農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物種質資源、保護工程的實施，為我國種質杭州茶樹圃及副海 茶樹分圃的茶樹種質資源收集、保存供應了資金保障。15年間共收集各類茶樹 資源近千份，引進國外資源上百份，我國圃的資源保存量到達了近3 0 0 0份。 在地方政府的支持下，省級茶葉討論機構如廣東省農(nóng)科院茶葉討論所、福建省農(nóng) 科院茶葉討論所等省級資源圃的保存量均超過了 1 000份。.資源鑒定評價逐步深化到分子水平除形態(tài)學、農(nóng)藝學等表型

13、鑒定外，分子標記已成為種質鑒定的重要工具?；?于我們我國茶樹核心種質，借助E ST- S SR分子標記對我們我國不同地區(qū)和類型 的茶樹遺傳多樣性進行分析飛初步探明白我們我國茶樹資源遺傳多樣性空間分 布的特點，即遺傳多樣性從茶樹原產(chǎn)地云南由南向北、由西向東遞減，這為深化 討論我們我國茶樹遺傳演化的地理路徑供應了參考依據(jù)。不同類型茶樹資源的遺 傳多樣性比擬顯示，野生茶樹的遺傳多樣性高于地方品種和選育品種，這說明在 栽培馴化和人工選擇壓力下，栽培茶樹的遺傳多樣性水平有所下降。討論還說明 7,中國茶樹資源存在明顯的遺傳結構，茶樹的遺傳多樣性主要源于茶樹群體 內的遺傳差異，群體間的遺傳差異對整體遺傳多樣

14、性的貢獻較少，這對今后茶樹 資源的收集保存工作具有理論指導意義。通過資源鑒定評價，近年來開掘了一批優(yōu)異基因資源，如具低咖啡堿、高茶 氨酸、高EGCG24、高EGCG3Me25、抗茶橙瘦螭26、抗黑刺粉虱27 等 性狀的茶樹種質，這些資源是今后開展茶樹育種的重要材料。除優(yōu)異資源開掘 外，近期更借助關聯(lián)分析技術，開展重要性狀相關的等位基因位點鑒定28。初 步討論說明，茶樹自然群體中存在較廣泛的位點連鎖不平衡現(xiàn)象，因此基于自然 群體，開展分子標記與茶樹重要性狀的關聯(lián)分析具有可行性。通過對選育品種的 EST-SSR基因分型，在位點連鎖不平衡和群體結構分析的基礎上，初步鑒定出 了與葉片長度、咖啡堿含量顯

15、著關聯(lián)的DNA分子標記7,該討論結果有利于促 進今后茶樹資源優(yōu)異等位基因的鑒定、開掘和育種采用。.資源管理基本實現(xiàn)了信息化、網(wǎng)絡化依據(jù)植物種質資源共性描述法律規(guī)范”和茶樹種質資源描述法律規(guī)范和數(shù) 據(jù)標準規(guī)定的描述符和數(shù)據(jù)標準，建立了茶樹種質資源共性數(shù)據(jù)庫和特性數(shù)據(jù) 庫。截至2 00 9年年底，共性數(shù)據(jù)庫共包含了 2 2 0 0份茶樹資源的收集、保存 和基本特性等描述信息，特性數(shù)據(jù)庫共包含了 1 5 0 0份茶樹資源的形態(tài)、品質、 抗性等100多個描述符的數(shù)據(jù)信息。止匕外，還建立了茶樹資源圖像數(shù)據(jù)庫，日 前有6 0 0余份資源的圖像資料。這些數(shù)據(jù)庫局部已在多年生和無性繁殖作物種 質資源信息網(wǎng)(h

16、 11 p : / / www . z i y u a n p u . n e t. en)運行，并與中國作物種 質資源信息系統(tǒng)( : / /iegr. eaas. net. en/)鏈接。.茶樹特異種質的采用產(chǎn)生了較大的社會和經(jīng)濟效益國種質杭州茶樹圃每年向全國科研、教育和生產(chǎn)單位分發(fā)資源保持在1 0 0份左右，這些資源被廣泛用于育種、基礎討論和產(chǎn)品開發(fā)，有力地促進了我國 和省部級重點科研工程的實施，支持了茶產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進展。特異資源的開發(fā)和采 用已成為當前促進茶產(chǎn)業(yè)進展的重要內容。云南“紫娟”茶的開發(fā)就是一個勝利的 例子。紫娟作為一種紫芽茶資源，紫芽、紫葉、紫莖，茶湯水色亦為紫色， 香氣郁香獨

17、特，花青素量含約為一般紅芽茶的3倍，其降壓效果優(yōu)于云南大葉種 茶29,并已獲得了植物新品種權保護。用“紫娟”茶葉制作的普再茶風味獨特， 其市場價值是一般普再茶的數(shù)倍，已呈現(xiàn)出巨大的市場潛力。浙江黃金芽等新 梢黃化（白化）特異茶樹品種的開發(fā)也很勝利。該茶樹的新梢金黃或白化、氨基酸 含量甚高叫，市場潛力巨大，加工的茶葉頗受消費者歡迎。湖南地方品種保靖 黃金茶”的育種采用和生產(chǎn)開發(fā)同樣產(chǎn)生了較好的社會和經(jīng)濟效益3 1,采用該 地方群體資源選育出一批優(yōu)異的新品系，創(chuàng)制的“黃金茶”產(chǎn)品獲得了我國地理標 志農(nóng)產(chǎn)品，茶農(nóng)的畝產(chǎn)值上萬元。同時，低咖啡堿、高E GCG、高茶氨酸、花 香型等特異資源的開發(fā)采用也是

18、日前茶樹資源采用的討論重點。（三）國內外比擬分析.茶樹收集與保存中國是茶樹的原產(chǎn)國，茶樹種質資源豐富多樣，特殊是野生資源，類型多、 分布廣，遺傳多樣性水平明顯高于其他產(chǎn)茶國。中國保存的茶樹資源數(shù)量多，類 型最豐富，但從國外引進的資源較少。日本比擬重視國外資源的引進，從中國、 印度、越南、斯里蘭卡等產(chǎn)茶我國引進了大量的茶樹資源，提供的資源已超過了 6 8 0 0份。近年來，印度、肯尼亞、斯里蘭卡等產(chǎn)茶國也開頭注意國外種質（特 殊是中國茶樹）的引進，以擴充本國茶樹資源的遺傳基礎。與國外相比，我們我 國在茶樹種質資源基因多樣性上占有明顯優(yōu)勢，但收集其他我國的茶樹種質較 少。.茶樹種質鑒定與開掘在鑒定

19、技術上，除更注意精確牢靠的表型鑒定技術和方法外，分子標記技術的開發(fā)和應用在國內外均比擬普遍。除中國外，日本和印度在微衛(wèi)星 標記的開發(fā)和采用方面也取得了重要進展。日本科學家從茶樹新梢eDNA文庫 中已開發(fā)3 40多對S SR引物序列；而印度那么通過公共核酸數(shù)據(jù)庫中eDNA序列 的搜尋和鑒定，從中開發(fā)出6 1對S SR引物序列1 6 J0SSR標記的開發(fā)對今后 開展茶樹資源鑒別、遺傳多樣性、系統(tǒng)分類、遺傳作用和優(yōu)異基因等位點的鑒定 等討論具有重要意義。優(yōu)異種質的開掘主要集中在抗逆性、抗病蟲、功能成分等一些與育種和生產(chǎn) 相關的重要性狀上。但不同我國針對種質的特殊需求，在種質開掘的重點上有所 區(qū)分。日本重點鑒定和開掘抗寒、抗灰疫病、抗桑盾階、高氮素采用效率、低咖 啡堿、高稀有兒茶素CEGCG-3-3-o-methyl）及花香型資源；印度重點開展抗茶 餅病、抗蝸、抗霜凍、耐水淹資源的鑒定和開掘；肯尼亞重點開展抗旱種質的篩 選。而我們我國那么主要針對早生、高香型、耐寒、抗病蟲茶樹開展鑒定和開掘。三、學科展望（一）加強茶樹資源收集和保護的基礎理論討論要樂觀開展國外茶樹資源的收集和引進工作，確保