沧源佤族自治县古茶树资源多样性分析.pdf

农学学报2023,13(9):67-73Journal ofAgriculture沧源佤族自治县古茶树资源多样性分析唐 杰1，杨煊禹1，李绍华1，刘晓慧2，梁名志3，刘丹丹1（1云南大学农学院，昆明 650091；2云南农业大学龙润普洱茶学院，昆明 650091；3云南省农业科学院茶叶研究所，云南勐海 666200）摘 要：为有效合理利用古茶树资源，对云南省沧源佤族自治县内古茶树资源进行形态学及遗传多样性分析。634 株古茶树单株的调查结果表明，沧源佤族自治县内古茶树种质主要为大理茶(Camelliataliensis)和普洱茶(C.assamica)；古茶树平均地径为26.729 cm，平均胸径为18.816 cm，主干高度平均为1.184 m，树高平均为5.655 m，冠幅平均为2.931 m；树势按照生长势强弱分为强、中、弱3级，大部分古茶树长势一般；500 a以上树龄古茶树遗传变异系数平均值为46.505%，Shannon-Wiener指数(H)变幅为0.8731.858，表明古茶树遗传多样性较为丰富，在优异资源选育过程中可利用性高；聚类分析将42个调查点平均性状分为3类，各性状的遗传地域性特征不显著。沧源佤族自治县古茶树以大理茶和普洱茶为主，古茶树单株总体呈小聚落状分布，单株间表型性状存在较大的遗传多样性，该结果可以为茶树育种提供参考，助力古茶树资源保护利用。关键词：沧源佤族自治县；古茶树；资源调查；遗传多样性；保护利用中图分类号：S321文献标志码：A论文编号：cjas2022-0132Diversity Analysis of Ancient Tea Trees in Wa Autonomous County of CangyuanTANG Jie1,YANG Xuanyu1,LI Shaohua1,LIU Xiaohui2,LIANG Mingzhi3,LIU Dandan1(1School of Agriculture,Yunnan University,Kunming 650091,Yunnan,China;2College of Longrun Pu-erh Tea,Yunnan Agricultural University,Kunming 650091,Yunnan,China;3Institute of Tea,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Menghai 666200,Yunnan,China)Abstract:To effectively and rationally utilize the ancient tea tree resources,the morphological and geneticdiversity of the ancient tea tree resources in Wa Autonomous County of Cangyuan in Yunnan Province wereanalyzed.Based on the individual investigation and analysis of 634 ancient tea trees,the results show that themain germplasms of ancient tea trees in Cangyuan are Dali tea(Camellia taliensis)and Pu-erh tea(C.assamica).The average ground diameter of ancient tea trees is 26.729 cm,the average diameter at breast heightis 18.816 cm,the average trunk height is 1.184 m,the average tree height is 5.655 m,and the average crownwidth is 2.931 m,respectively.According to the strength of the growth potential,the trees are divided into threegroups:strong,medium and weak,and the growth of most ancient tea trees is of medium level.For tea trees of500-year-old or above,the average genetic variation coefficient is 46.505%,and the Shannon-Wiener index(H)ranges from 0.873 to 1.858,indicating that the genetic diversity of ancient tea trees is rich,and theavailability of ancient tea trees is high in the selection of excellent resources.The average traits of 42investigation sites were divided into three categories by cluster analysis,and the genetic regional characteristic基金项目：云南省茶学重点实验室开放基金“紫娟幼叶花青素积累的分子机理研究”(2021YNCX002)；云南省万人计划青年拔尖人才专项(YNWR-QNBJ-2019-058)；云南大学“双一流”建设项目“茶叶产品质量安全控制技术及健康功能产品研发”(C176280106)。第一作者简介：唐杰，男，1997年出生，甘肃天水人，硕士研究生，研究方向：茶树育种与栽培。通信地址：650500 云南省昆明市呈贡区大学城东外环南路 云南大学资源植物研究院/农学院，E-mail：O。通信作者：刘丹丹，女，1985年出生，山东兖州人，副教授，研究方向：园艺学。通信地址：650500 云南省昆明市呈贡区大学城东外环南路 云南大学资源植物研究院/农学院，E-mail：；梁名志，男，1969年出生，云南景东人，研究员，研究方向：茶树遗传育种。通信地址：666201 云南省西双版纳州勐海县勐海镇 云南省农业科学院茶叶研究所，E-mail：。收稿日期：2022-09-16，修回日期：2023-03-03。0 引言古茶树指分布于天然林中的野生古茶树及其群落、半驯化的人工栽培的野生茶树和人工栽培的百年以上的古茶树群落1。云南是古茶树的发源地，临沧作为云南第二大茶叶产区，古茶树资源储量丰富2-3，沧源佤族自治县是古茶树原产地之一4。对古茶树资源进行精确测量，建立古茶树资源档案库逐渐成为热点研究方向。刘亚军等5指出，古茶树是未来茶树育种与开发新产品的重要基因资源，同时茶树在长期生长发育过程中产生了许多亚种和变种，需要对各类茶树品种进行大范围准确调查统计6。2010年云南省古茶树资源调查工作正式启动，多位学者对云南省西双版纳州7、普洱市8、德宏州9-10、临沧市云县11-12、楚雄州13-14、文山州15等地古茶树资源调查结果进行详细描述，根据调查所得质量性状、表型性状数据对古茶树资源进行遗传系数与变异系数等分析，为古茶树资源保护利用提供了参考。临沧茶区近年来茶叶生产面积与产值稳居全省第一，而沧源佤族自治县作为临沧市重要的产茶县之一，具有重要生产地位16。但是目前对沧源佤族自治县古茶树资源情况的调查仅有简单提及，需要对沧源佤族自治县古茶树性状以及保护利用状况进行系统调查。笔者以沧源佤族自治县42个调查点古茶树单株为研究内容，利用实地调查方法对古茶树资源遗传多样性进行分析，以期为古茶树资源保护提供新思路，助力茶树种质资源创新，促进古茶树资源充分合理利用。1 材料与方法1.1 调查时间与材料2019年11月对沧源佤族自治县内糯良村、单甲乡、勐省镇、芒卡镇、班洪乡、勐董镇、勐角乡、岩帅镇、班老乡以及勐来乡范围内共42个调查点内的634株古茶树单株进行调查。1.2 古茶树测定方法利用实地调查的方法对古茶树地径、胸径、主干高、树高、南北冠幅、东西冠幅进行测定记录。利用测高器测定古茶树树高、主干高，利用米尺测量古茶树单株离地面30、130 cm处径围后换算成地径、胸径进行记录，通过米尺多次测量正午时分古茶树单株阳光投影面积，取平均值后确定古茶树的南北、东西冠幅。通过数码相机记录茶树形态特征并加以整理，生长状况以目测方法确定。参考20102017年云南省古茶树资源普查数据，确定古茶树单株树龄。1.3 遗传多样性分析方法利用SPSS 22软件根据离差平方和法完成古茶树单株表型性状聚类分析，利用Excel完成平均值、变异系数计算、单株平均性状值统计、17株典型古茶树单株分布位置与保护情况统计。根据张倩男等17的方法，计算Shannon-Wiener指数，如式(1)。H=-PilnPi(1)式中，Pi是某性状第i个级别材料数占总材料数的百分比。1.4 数据处理利用Excel软件统计结果分析古茶树单株性状平均状况和17株古茶树变异系数及绘制各乡镇古茶树单株数量图，ArcMap10.2软件标注古茶树单株地理位置分布。2 结果与分析2.1 古茶树分布及树体形态特征2.1.1 分布特点 沧源佤族自治县内634株古茶树主要分布在林地与耕地之中，分布海拔范围为7372484 m之间，平均分布海拔为1625 m。96株单株分布在南坡，14株分布在西南坡，14株分布在东南坡，阳坡分布株数占比为19.6%。以地理位置划分，2种古茶树总体上呈小聚落形态分布，大理茶集中于中部地区，普洱茶品种在除西北部芒卡镇外的其余乡镇均有分布，主要分布在糯良乡、班老乡、勐来乡、单甲乡、勐角乡、班洪乡等乡镇，各地分布单株数分别占总株数的22.9%、19%、12.9%、11%、10.7%、10.4%（图1）。通过整合42个分布点的实地调查结果，绘制得出634株古茶树单株地理位置分布图（图2）。2.1.2 形态特征 根据张宏达所用茶组植物分类方法18-19，将沧源佤族自治县古茶树种类分为大理茶(C.taliensis)与普洱茶(C.assamica)2 种。大理茶树姿开张、分枝密、叶型呈长椭圆形、叶质硬、叶背绒毛较少、花柱多为5裂；而普洱茶树姿直立、分枝稀、叶型呈长椭圆形、叶质硬、叶背绒毛较少、花柱多为3裂（图3）。of each trait is not significant.The ancient tea trees in Cangyuan are Dali tea and Pu-erh tea.The individualplants of ancient tea trees are distributed in the shape of small settlements,and there is a large genetic diversityof phenotypic traits among individual plants.The results can provide reference for tea tree breeding and helpthe conservation and utilization of ancient tea tree resources.Keywords:Wa Autonomous County of Cangyuan;ancient tea trees;resource investigation;genetic diversity;protection and utilization唐 杰等：沧源佤族自治县古茶树资源多样性分析68古茶树单株生长范围内土壤类型以红壤和赤红壤为主，土层深厚。634株调查样本中，有137株生长势较强、455 株生长势中等、42 株生长势弱，分别占比21.6%、71.8%、6.6%。2.2 古茶树遗传多样性分析本次调查范围内所统计到的沧源佤族自治县古茶树单株根据来源划分可分为野生型与栽培型，野生型有84株，栽培型550株。42个调查点采集的样本中班老乡帕浪村古茶树资源最为丰富，储量达到100株。县内有200 a树龄以上单株57株，300 a树龄及以上有38株，400 a树龄及以上有24株，500 a树龄及以上有17株。42个分布点古茶树资源单株性状差异较大，地径范围在15.78660.000 cm之间，平均地径26.729 cm；胸径范围为2.88041.000 cm，平均胸径18.816 cm；平均主干高1.184 m，平均树高5.655 m，平均冠幅2.931 m（表1）。对17株500 a以上树龄的典型单株进行进一步分析，其 6 个表型性状变异系数的平均值为46.505%，其中主干高变异系数最大，为81.558%，南北冠幅变异系数最小，为29.730%。Shannon-Wiener指数(H)采用张倩男等17、刘珮君等20的方法进行计算，17株500 a以上树龄古茶树单株性状Shannon-Wiener指数在0.8731.858之间，平均值为1.424，H1的性状有地径、胸径、主干高、南北冠幅、东西冠幅，说明17株典型单株的性状存在较大的遗传多样性（表2）。根据牛素贞等21所用方法对42个调查点古茶树单株表型性状进行聚类分析，在欧氏距离15处42个调查点古茶树单株性状明显分为3类，第1类包括01、02、03、04、05、09、10、11、12、14、15、16、17、19、21、22、23、25、26、27、28、29、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42，沧源县辖区内四镇六乡皆有分布；第2类包括7、8、13、18、20、30、31，主要分布在单甲乡单甲村、单甲乡嘎多国有林、芒卡镇湖广村、班洪乡富公国有林、勐董镇芒告大山国有林、岩帅镇东米村、岩帅镇建设村；第3类包括6、24，分布在单甲乡单甲国有林与勐董镇永和社区，各地区古茶树单株无明显地域特征（图4）。2.3 古茶树保护利用分析沧源佤族自治县古茶树资源总体保护程度一般，有74株保护完好、259株保护较好、279株破坏轻微、22株遭到严重破坏，分别占总数的11.7%、40.9%、44%、3.4%。220株单株并无管护措施，6株管护措施无效，111株单株的管护措施基本有效，其余297株管护措施良好。17株500 a以上树龄古茶树分布在18662451 m海拔范围之间，土壤类型多为红壤，总体长势良好，靠近居民生活区古茶树普遍得到较好保护，而国有林内3 7株1 1株9株6 8株6 6株7 0株1 4 5株8 2株1 2 1株2 5株勐省镇芒卡镇勐董镇岩帅镇班老乡勐来乡糯良乡单甲乡班洪乡勐角乡图1 沧源佤族自治县各乡镇古茶树单株数量图2 沧源佤族自治县古茶树单株地理位置分布图图3 沧源佤族自治县古茶树外貌与特征A为大理茶古茶树外貌图；B为大理茶分枝密集；C为普洱茶古茶树外貌图；D为普洱茶分枝稀疏69表1 沧源佤族自治县42个调查点古茶树资源单株性状编号010203040506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142调查地点糯良乡贺岭国有林糯良乡贺岭村糯良乡班考村糯良乡怕拍村单甲乡永武国有林单甲乡单甲国有林单甲乡单甲村单甲乡嘎多国有林单甲乡嘎多村单甲乡安也村勐省镇满坎村满坎小寨芒卡镇白岩村芒卡镇湖广村班洪乡富公村班洪乡南板村班洪乡班莫村班洪乡公坎村班洪乡富公国有林班洪乡南滚河国家级自然保护区（南板）勐董镇芒告大山国有林勐董镇芒摆村勐董镇永冷村勐董镇勐董社区勐董镇永和社区勐角乡糯掌国有林勐角乡糯掌村勐角乡控角村勐角乡控井村勐角乡勐卡村岩帅镇东米村岩帅镇建设村岩帅镇岩丙村岩帅镇昔勒村岩帅镇公曼村岩帅镇中贺勐村班老乡班搞村班老乡帕浪村勐来乡班列村勐来乡曼来村勐来乡民良村勐来乡勐来村勐来乡丁来村数量/株14282578218331251154201164196943201133041922128210211002714121118平均状况地径/cm25.35721.03625.00021.17922.50060.00030.87540.66725.25821.40022.45517.20041.25016.70017.18220.00018.00038.36819.83332.33327.00032.00018.70054.00026.61520.73324.00024.31623.00040.00038.00022.50029.25027.50027.30019.00018.19023.37015.78621.33328.09025.333胸径/cm20.85715.35716.96014.34620.00039.00025.75034.66716.58112.60013.54515.40034.75017.33024.1058.16726.44420.50021.33312.20041.00012.5389.8009.50011.47416.50038.00020.00021.50025.50017.50021.6008.8572.88016.3707.28610.83319.09013.722主干高/m1.6710.7860.8280.5641.0002.1001.2885.0000.5550.6841.2451.2203.3750.8200.4000.2500.2004.2051.4501.2891.4751.3001.2202.0000.5230.5101.0500.6051.4500.9501.2001.0001.0381.2001.2500.2800.2381.2890.6860.4080.7450.394树高/m9.1935.1545.1724.4018.90011.3009.06311.1334.9974.6164.2824.44012.0004.7153.0452.3501.62515.7323.50011.4784.3755.0674.3408.0003.4923.8705.3755.4213.9005.5503.2004.5004.7753.7005.0303.2571.8265.1634.7294.4585.3555.044南北冠幅/m2.6433.7144.1604.2052.0003.0002.7502.6672.1612.9603.4552.2002.5002.3502.2731.6671.2505.3162.1675.0002.2502.6673.3003.0002.8462.8673.7503.6842.5004.5003.0004.0003.1253.5003.7002.5242.1902.1482.5712.0002.2732.333东西冠幅/m3.3573.2864.1204.1672.0003.0003.0002.6672.1612.9603.0912.8002.2502.2502.1821.8331.0004.9471.1674.8892.2502.6673.1503.0002.5383.0333.7503.8422.5004.5002.0004.0004.0003.5004.6002.3331.9702.1483.1432.0832.3642.556注：“”所示性状特征未统计得到。唐 杰等：沧源佤族自治县古茶树资源多样性分析70古茶树资源缺乏专人看护导致出现一定程度的破坏（表3）。生产利用方面，沧源佤族自治县古茶树单株2019年茶叶总产量为2563.05kg，其中春茶产量为1364.25kg、夏茶产量为710.1kg、秋茶产量为488.7kg，茶叶总产值为125.97万元，平均每千克鲜叶产值491.5元。3 结论本研究通过实地调查方法，对云南省临沧市沧源佤族自治县古茶树资源分布状况、单株性状与保护利用现状进行调查。结果表明，沧源佤族自治县共有古茶树单株634株，班老乡怕浪村古茶树资源最为丰富，各地区古茶树单株无明显地域特征。17株500 a以上树龄古茶树单株的地径、胸径、主干高、树高、冠幅等表型性状变异系数平均值为46.505%，单株之间主干高度差异最大，南北冠幅差异最小，古茶树单株的遗传多样性丰富。4 讨论云南是古茶树王国，是全世界古茶园及野生茶树群落保存面积最大的地区之一22。云南省古茶树资源主要分布于临沧市、普洱市、西双版纳州等西南部地区23。本研究共调查统计得到临沧市沧源佤族自治县古茶树单株634株，其中野生型有84株、栽培型550株，野生型与栽培型比例约为1:6.5。蒋会兵等18调查认为，沧源县主要分布的古茶树种类为大理茶与大苞茶(C.grandibracteata)，与本研究结果略有差异。本调查中634株古茶树种类主要为普洱茶与大理茶，大理茶集中于中部地区，普洱茶品种在除西北部的其余地区均有分布。由于各样本单株之间存在差异，可能导表2 沧源佤族自治县17株古茶树变异系数与Shannon-Wiener指数性状地径胸径主干高树高南北冠幅东西冠幅最大值60.000 cm41.000 cm5.000 m15.732 m5.316 m4.947 m最小值15.786 cm2.880 cm0.200 m1.625 m1.250 m1.000 m平均值+标准差(26.7299.52)cm(13.8218.931)cm(1.1840.966)m(5.6552.987)m(2.9330.872)m(2.9300.933)m变异系数/%35.61847.46581.55852.81829.73031.838Shannon-Wiener指数(H)1.3101.6631.2940.8731.5451.858左侧材料编号与表1编号列对应图4 42个调查点古茶树单株表型性状聚类图NL001NL002NL003DJ0017006001000500糯良乡贺岭国有林糯良乡贺岭国有林糯良乡怕拍村单甲乡永武国有林99.36584299.36560799.37069399.37718023.18049823.18024923.31704423.1919122106208119942165大理茶大理茶普洱茶大理茶野生型野生型野生型野生型中中强中红壤红壤红壤红壤无无有效无轻微破坏轻微破坏完好轻微破坏编号树龄/a分布地点地理位置东经/北纬/海拔/m茶种起源生长势土壤类型管护措施保护程度表3 沧源佤族自治县17株500 a树龄以上典型古茶树单株分布位置与保护情况71致不同批次调查结果不同，具体情况还需要更为精确的探究。单株性状方面，各调查地区古茶树性状差异较为明显，地径范围为15.78660 cm，胸径范围为2.8841 cm，表型性状变异系数平均值为46.505%，树高与主干高变异幅度最大。Shannon-Wiener指数在0.8731.858之间，平均值为1.424，相对于陶萍等24、陈涛林等25对临沧市、文山市、普洱市、广西柳州九万山等地区古茶树遗传变异情况的研究结果，沧源县古茶树单株性状存在更大的遗传多样性。根据聚类分析结果可将42个调查点古茶树资源分为3类，表型特征地缘关系不显著，与遗传多样性分析结果一致。古茶树长势总体良好但保护程度一般，有6%的古茶树资源长势不佳，且受到破坏的古茶树资源约占总量的45.11%，当地古茶树资源保护措施实施仍不完善，茶农经常在春秋两季的深夜采摘古茶树，砍断树枝进行采摘的现象屡见不鲜。气温会影响茶树体内香气成分组成与含量水平。适度的低温条件下，茶树会产生更多的香气成分，且氨基酸成分分解较慢，更有利于提高茶叶产品的品质26，而夏季由于气温较高，茶树芽叶老化速度快，利用夏茶制成的茶叶产品具有较强的苦涩味，其产品品质和产值大大低于春茶、秋茶27-29。沧源佤族自治县古茶树资源利用方面，夏秋茶产量占比为46.8%，这可能导致茶叶产量增长并未与产值形成显著正向相关关系，夏秋季节茶树未获得适度休养而进行大量采摘，反而会降低利润价值更高的春茶产品品质，该生产利用模式不利于沧源佤族自治县古茶树资源利用长期发展。由于古茶树资源的稀缺性以及古茶树产品突出的营养保健属性，相对于普通茶树而言具有更高的市场开发价值30-31。通过走访调查发现沧源县古树茶生产开发销售市场较为混杂，茶叶生产销售并没有高效利用普洱茶发源地的优势，当地广泛存在野生老白茶、野生炭焙乌龙茶生产制作现象，部分从业者无法清楚区分野生型古树茶与栽培型古树茶、古树茶与台地茶的差别，仅以“野味”这一模糊概念区分，销售人员普遍缺乏专业知识积累。依据提出的以上问题，笔者提出3点保护建议：（1）明确设立保护区域。相关政府工作人员要深入古茶园区开展古茶树普查认定、挂牌保护、执法宣传等工作，在古茶树周围地区进行圈地保护，必要情况下建立防护网，提醒村民不可随意破坏。（2）提高科研投入。当地相关保护部门需要引入科学团队对其价值进行进一步研究，健全沧源佤族自治县古茶树档案，建立古茶树种质资源库、古茶树基因库等数据库32。（3）打造“互联网+古茶树保护”新概念。在互联网技术推动下，产业业态可以不断创新，产生新的产业形式33。基于古树茶环境监控、树体生长、数据分析等多个层面的大数据，辅助管理人员完成种植维护管理、数据智能分析、综合决策等工作。古茶树资源具有特殊的文化、科研、精神价值，是沧源县宝贵的物质财富，当地古茶树资源保护利用问题亟需有关部门采取更为有效的相关措施。参考文献1沈培平,郝春,刘学敏,等.云南省古茶树资源价值及保护对策研究DJ002DJ003DJ004MS001MS002MK001MK002MK003BH001BH002MD001MD002MD003500500500600600700800500500600500500500单甲乡单甲国有林单甲乡嘎多国有林单甲乡嘎多国有林勐省镇满坎村满坎小寨勐省镇满坎村满坎小寨芒卡镇湖广村甘河组芒卡镇湖广村甘河组芒卡镇湖广村甘河组班洪乡富公国有林班洪乡富公国有林勐董镇芒告大山国有林勐董镇芒告大山国有林勐董镇芒告大山国有林99.37962299.33527899.33524799.38219599.38320498.88383898.88387598.88331899.18742899.18741199.16581199.16616799.16664023.18692623.15264723.14701223.33904323.33449323.33703623.33702423.33694623.33276723.33251023.15486123.15457523.1415752081216921631866188324262420241624412451221422152012大理茶大理茶大理茶普洱茶普洱茶普洱茶大理茶大理茶大理茶大理茶大理茶大理茶大理茶野生型野生型野生型栽培型栽培型栽培型野生型野生型野生型野生型野生型野生型野生型中中中强强中中中强强中中中红壤红壤红壤红壤赤红壤黄壤黄壤黄壤黄棕壤黄棕壤黄壤黄壤黄壤无无无有效有效无无无有效有效无无无轻微破坏轻微破坏轻微破坏完好完好轻微破坏轻微破坏轻微破坏完好完好轻微破坏轻微破坏轻微破坏编号树龄/a分布地点地理位置东经/北纬/海拔/m茶种起源生长势土壤类型管护措施保护程度续表3唐 杰等：沧源佤族自治县古茶树资源多样性分析72J.中国流通经济,2007(6):23-26.2毛娟.云南临沧古茶树遗传多样性与遗传结构分析D.北京:中国农业科学院,2018:6-7.3许玫,王平盛,唐一春,等.中国云南古茶树群落的分布和多样性J.西南农业学报,2006(1):123-126.4王欣荣,杨金玲,邓锶涵,等.临沧茶区不同产地古树茶与台地茶品质比较J.中国茶叶加工,2021(2):41-47.5LIU Y J,ZHAO G F,XIAT,et al.Comparative analysis of phenoliccompound metabolism among tea plants in the section Thea of thegenus CamelliaJ.Food research international,2020,135:27-38.6TENGJ,YANCHY,ZENGW,etal.PurificationandcharacterizationoftheobrominesynthaseinaTheobromine-Enriched wild tea plant(Camellia gymnogyna Chang)from DayaoMountain,ChinaJ.Food 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