茶学学科发展报告茶树种质资源研究进展.docx

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1、茶树种质资源争论进展一、引言种质资源是开展茶树种质创、育种和产品开发的重要根底，茶叶科技创和产业可持续进展离不开丰富多样的种质资源。茶树种质资源是茶学学科的重要组成之一。茶原产中国，在简单的生态环境条件下，经过长期演化和选择形成了丰富多样的茶树种质资源，包括野生茶树、地方品种、选育品种、品系和遗传材料等。我国高度重视茶树种质资源的收集、保存和保护工作，特地建立了国家种质杭州茶树圃和勐海分圃，作为茶树资源的永久保存基地。近年来，茶树种质资源存量不断增加，资源治理根本实现了信息化，资源鉴定评价逐步从表型深入到分子水平，争论水平不断提高。二、学科式呈现状和进展(一)进呈现状与动态1. 茶树资源的收集

2、、保存与保护我国茶树种质资源的收集起始于 2 0 世纪 5 0 年月，但有组织、有打算、大规模的收集工作集中在 2 0 世纪 8 0-9 0 年月，当时曾对从云南、四川、贵州、广西、广东、湖南、福建和海南等茶叶主产区的野生资源和地方品种等进展了较全面的考察收集 l 。近年来，茶树资源的收集主要靠科研人员的自发需求，但收集手段和方法有了较大改进，如全球卫星定位仪( GP S )、数码照相机、数码摄像机、便携式电脑的应用使资源考察及信息的采集更加准确、牢靠。通过不连续的收集，截至 2 0 0 9 年年底国家种质杭州茶树圃和勤海分圃已收集保存各类茶组植物资源近 3 0 0 0 份，其中，约 1 0

3、%为野生资源、6 0 %为地方品种、3 0 % 为选育品种和育种材料。此外，在各省市茶叶争论所分散保存的茶树种质资源约有 4 0 0 0 份(含局部重复保存的资源)。茶树资源以迁地保存和保护为主。在保存方式上，除植株形式外，还有室内养分体保存、DNA 库等关心保存形式。中国农业科学院茶叶争论所利用组培技术在室内保存了 200 余份野生及濒危茶树资源， 利用超低温冷藏方式保存了600 余份各地茶树资源的 DNA 样本。 近年来， 各级地方政府渐渐开头关注茶树原生境保护的问题。 2023 年， 云南省人民政府办公厅下发了关于加强古茶树资源保护治理的通知 (云政办发 2 0 0 5 J 9 4 号)

4、 ，从政策上对野生茶树原生境保护赐予了支持。 2023 年， 福建省启动了茶树品种资源保护工程，浙江省启动了龙井群体种和妈坑种的原生境保护工程，这些工程的实施对促进地方资源的遗传多样性保护具有重要意义。2. 茶树资源的鉴定与评价(1) 茶树种质资源的分类演化。 中国是茶树的原产地， 野生资源丰富多样。对这些资源进展分类是开展资源鉴定和编目的根底。在茶树分类学争论中，早期主要以叶、花、果等形态学性状为依据，随着科学技术的不断进展，生物化学分析、染色体核型分析、子包粉显微形态分析和DNA 分子标记技术等逐步得到应用 2，为茶组植物种的分类供给了更充分的依据，茶组植物的种通过归并逐步得到简化，从原有

5、的40 多种和变种归并为1 2 种6 变种飞再到5 种和2 变种 4 。目前，茶树的分类学争论已呈现出形态学、生物化学、细胞学和分子系统学等多学科穿插的现象。茶树的形态演化和时空演化规律是茶树种质资源学科的重要问题。通过对大量野生资源和栽培茶树的形态学观看，关于形态演化根本形成了如下共识，即存在树型从乔木型到灌木型、花冠从大到小、子房从 5 室到 3 室、果实从大到小的演化规律 3 ， 4 。但关于茶树的起源中心和演化路径还缺乏明确的生疏。 20 世纪 8090 年月，依据资源考察的结果，曾提出滇东南 5J 或滇、桂、黔毗邻地区 3J 为茶树的起源中心。在地理演化上，依据地区间暗烯指数的多样性

6、分布， 推想出四条可能的地理演化途径 6，但由于地区间样本数量不平衡，样本代表性缺乏等问题，结论难以令人信服。 最近， 依据 E ST- S SR 分子标记对国内各地区资源的遗传多样性分析结果， 推想茶树在中国沿海路或水路传播的可能性较大 7 。由于茶树起源演化属于根底争论，目前这方面的争论投入缺乏， 因此进展缓慢。(2) 鉴定评价方法和技术。 茶树种质资源的鉴定评价是优异资源开掘和利用的根底。形态学、生理生化、细胞学、解剖学和分子生物学等多种技术手段在茶树种质鉴定中均得到了应用 1 。近年来，为了提高种质鉴定评价的效果和效率，在鉴定评价方法的标准化、核心种质构建和分子标记技术的应用争论上取得

7、了较大的进展。1) 鉴定评价方法和技术的标准化。 长期以来， 茶树资源的鉴定评价缺乏统一的描述性状、鉴定方法和评价标准，不同单位承受的性状描述、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。 2023 年， 农作物种质资源技术标准丛书茶树种质资源描述标准和数据标准町的出版以及农业行业标准NY/ T 1 3 1 2 - 2 0 0 7 农作物种质资源鉴定技术规程茶树 9 J 的公布对我国茶树种质资源的鉴定评价具有指导和标准作用。 ( 茶树种质资源描述标准和数据标准对茶树种质保存、鉴定和评价的 1 1 0 个描述术语进展了定义，制定了数据标准、性状鉴定

8、的质量掌握方法和性状分级标准；而( NY/ T 1 3 1 2 - 2 0 0 7 农作物种质资源鉴定技术规程茶树则对茶树的 64 个重要性状的鉴定方法进展了标准。2) 核心种质构建。 建立茶树核心种质库是提高资源鉴定和开掘效率的重要策略。 中国农科院茶叶争论所对茶树初级核心种质构建的最正确取样策略开展了争论，确定了以茶区一对数比例一聚类取样的初级核心种质的取样策略 1 0 ， I l，承受该取样策略构建了中国茶树初级核心种质，共 5 3 2 份资源，占全部资源的 2 0 % ，涵盖了 9 9 . 7 % 的表型变异类型。通过分子标记对其中 4 1 4 份资源的鉴定和筛选，初步构建了含有 3

9、6 0 份资源的中国茶树核心种质库 1 1 。茶树核心种质库的构建有助于加快优异种质和基因的开掘，便于优异资源的育种利用。3) 分子标记成为鉴定评价的重要工具。 分子标记技术已成为茶树资源鉴别、遗传多样性、亲缘关系、分子系统学等争论的重要工具 1 2 。在茶树上应用的标记类型逐步由原来的随机显性标记 RAP D、AF LP 和 I S SR 等开头向锚定的共显性标记S SR 技术转变。近两年S SR 标记的开发和利用已成为争论重点， 特别是随着公共核酸数据库中茶树 eDNA 序列的不断增加， 茶树 EST-SSR 标记的开发成为争论热点 1 3 1 6 ，公开发表的ESTSSR 引物有 100

10、 对以上，但远远还不能满足茶树遗传分析的需要。 在国内， 中国农科院茶叶争论所基于茶树梢和幼根 eDNA 文库的自行测序结果 17-18与公共数据库资源，开发了 E ST- S SR 标记 3 5 0 余对，已应用于不同省区茶树遗传多样性的比较分析 1 9- 2 1 ，今后将利用这些自主开发的标记重点开展茶树资源遗传多样性、遗传演化、关联分析等争论。茶树基因芯片研制成功为今后高通量地开展茶树基因鉴定供给了技术支持 2 飞将促使茶树优异资源开掘由表型转入到基因型时代。(3) 茶树资源的共享与利用。 如何发挥我国茶树资源的优势， 促进其在茶树育种、产品开发及根底争论等领域的应用，提高利用效率，是近

11、年来资源、工作的重要内容。1) 标准化网络数据库的建立。 依据“ 植物种质资源共性描述标准“川和茶树种质资源描述标准和数据标准，依据统一标准的性状描述方法、鉴定评价方法和质量掌握方法，开展种质资源、信息的整理和整合，建立了基于网络查询的茶树种质资源数据库，包括编目数据库、共性数据库、特性数据库和图像数据库。2) 茶树种质资源共享平台的初步建立。 2023 年， 由国家种质杭州茶树圃牵头， 联合云南、广东、广西、重庆和贵州等省(市、区)级茶树资源保存单位， 开展了茶树种质资源共享平台建设。通过平台建设，各参与单位依据统一的资源描述符和鉴定评价标准开展资源数据信息的整理，通过整合将数据导入统一的数

12、据库，促进资源信息的整合和共享。通过平台的有效运作，将有更多的单位参与， 进而可整合全国的茶树资源人才队伍，建立全国茶树资源考察收集、保存、保护和鉴定协作网，为进一步深入茶树资源争论制造了有利条件。(二)重大进展1. 我国茶树资源存量不断增加， 资源保护得到重视“九五“至“十一五“期间国家科技部根底性工作专项、植物种质资源共享平台建设及农业部农作物种质资源、保护工程的实施，为国家种质杭州茶树圃及副海茶树分圃的茶树种质资源收集、保存供给了资金保障。1 5 年间共收集各类茶树资源近千份，引进国外资源上百份，国家圃的资源保存量到达了近 3 0 0 0 份。在地方政府的支持下，省级茶叶争论机构如广东省

13、农科院茶叶争论所、福建省农科院茶叶争论所等省级资源圃的保存量均超过了 1 0 0 0 份。2. 资源鉴定评价逐步深入到分子水平除形态学、农艺学等表型鉴定外，分子标记已成为种质鉴定的重要工具。基于我国茶树核心种质，借助 E ST- S SR 分子标记对我国不同地区和类型的茶树遗传多样性进展分析飞初步探明白我国茶树资源遗传多样性空间分布的特点，即遗传多样性从茶树原产地云南由南向北、由西向东递减，这为深入争论我国茶树遗传演化的地理路径供给了参考依据。不同类型茶树资源的遗传多样性比较显 示，野生茶树的遗传多样性高于地方品种和选育品种，这说明在栽培驯化和人工选择压力下，栽培茶树的遗传多样性水平有所下降。

14、争论还说明 7，中国茶树资源存在明显的遗传构造，茶树的遗传多样性主要源于茶树群体内的遗传差异， 群体间的遗传差异对整体遗传多样性的奉献较少，这对今后茶树资源的收集保存工作具有理论指导意义。通过资源鉴定评价，近年来开掘了一批优异基因资源，如具低咖啡碱、高茶氨酸、高EGCG24、高 EGCG3“Me 25、抗茶橙瘿螨26、抗黑刺粉虱 27 等性状的茶树种质， 这些资源是今后开展茶树育种的重要材料。除优异资源开掘外，近期更借助关联分析技术，开展重要性状相关的等位基因位点鉴定28。初步争论说明，茶树自然群体中存在较广泛的位点连锁不平衡现象，因此基于自然群体，开展分子标记与茶树重要性状的关联分析具有可行

15、性。通过对选育品种的E S T- S SR 基因分型，在位点连锁不平衡和群体构造分析的根底上，初步鉴定出了与叶片长度、咖啡碱含量显著关联的 DNA 分子标记 7，该争论结果有利于促进今后茶树资源优异等位基因的鉴定、开掘和育种利用。3. 资源治理根本实现了信息化、网络化依据“植物种质资源共性描述标准“和茶树种质资源描述标准和数据标准规定的描述符和数据标准，建立了茶树种质资源共性数据库和特性数据库。截至2 0 0 9 年年底，共性数据库共包含了 2 2 0 0 份茶树资源的收集、保存和根本特性等描述信息，特性数据库共包含了 1 5 0 0 份茶树资源的形态、品质、抗性等 10 0 多个描述符的数据

16、信息。另外，还建立了茶树资源图像数据库，日前有6 0 0 余份资源的图像资料。这些数据库局部已在多年生和无性生殖作物种质资源信息网( h t t p : / / www . z i y u a n p u . n e t . en) 运行， 并与中国作物种质资源信息系统( : / /iegr. eaas. net. en/) 链接。4. 茶树特异种质的利用产生了较大的社会和经济效益国家种质杭州茶树圃每年向全国科研、教育和生产单位分发资源保持在 1 0 0 份左右，这些资源被广泛用于育种、根底争论和产品开发，有力地促进了国家和省部级重点科研工程的实施，支持了茶产业的持续进展。特异资源的开发和利用

17、已成为当前促进茶产业进展的重要内容。云南“紫娟“茶的开发就是一个成功的例子。 “紫娟“作为一种紫芽茶资源，紫芽、紫叶、紫茎，茶汤水色亦为紫色， 香气郁香独特，花青素量含约为一般红芽茶的 3 倍，其降压效果优于云南大叶种茶29，并已获得了植物品种权保护。用“紫娟“茶叶制作的普再茶风味独特， 其市场价值是一般普再茶的数倍，已呈现出巨大的市场潜力。浙江“黄金芽“等梢黄化(白化)特异茶树品种的开发也很成功。该茶树的梢金黄或白化、氨基酸含量甚高叫，市场潜力巨大，加工的茶叶颇受消费者欢送。湖南地方品种“保靖黄金茶“的育种利用和生产开发同样产生了较好的社会和经济效益3 1，利用该地方群体资源选育出一批优异的

18、品系，创制的“黄金茶“产品获得了国家地理标志农产品，茶农的亩产值上万元。同时，低咖啡碱、高 E GCG、高茶氨酸、花香型等特异资源的开发利用也是日前茶树资源利用的争论重点。(三)国内外比较分析1. 茶树收集与保存中国是茶树的原产国，茶树种质资源丰富多样，特别是野生资源，类型多、分布广，遗传多样性水平明显高于其他产茶国。中国保存的茶树资源数量多，类型最丰富，但从国外引进的资源较少。日本比较重视国外资源的引进，从中国、印度、越南、斯里兰卡等产茶国家引进了大量的茶树资源，收集的资源已超过了6 8 0 0 份。近年来，印度、肯尼亚、斯里兰卡等产茶国也开头留意国外种质(特别是中国茶树)的引进，以扩大本国

19、茶树资源的遗传根底。与国外相比，我国在茶树种质资源基因多样性上占有明显优势，但收集其他国家的茶树种质较少。2. 茶树种质鉴定与开掘在鉴定技术上，除更留意准确牢靠的表型鉴定技术和方法外，分子标记技术的开发和应用在国内外均比较普遍。除中国外，日本和印度在微卫星标记的开发和利用方面也取得了重要进展。日本科学家从茶树梢 eDNA 文库中已开发 3 40 多对S SR 引物序列；而印度则通过公共核酸数据库中 eDNA 序列的搜寻和鉴定， 从中开发出6 1 对S SR 引物序列 1 6 J 0 SSR 标记的开发对今后开展茶树资源鉴别、遗传多样性、系统分类、遗传作用和优异基因等位点的鉴定等争论具有重要意义

20、。优异种质的开掘主要集中在抗逆性、抗病虫、功能成分等一些与育种和生产相关的重要性状上。但不同国家针对种质的特别需求，在种质开掘的重点上有所区分。日本重点鉴定和开掘抗寒、抗灰疫病、抗桑盾阶、高氮素利用效率、低咖啡碱、高稀有儿茶素 CEGCG-3-3-o-methyl) 及花香型资源； 印度重点开展抗茶饼病、抗蜗、抗霜冻、耐水淹资源的鉴定和开掘；肯尼亚重点开展抗旱种质的筛选。而我国则主要针对早生、高香型、耐寒、抗病虫茶树开展鉴定和开掘。三、学科展望(一)加强茶树资源收集和保护的根底理论争论要乐观开展国外茶树资源的收集和引进工作，确保现有资源的基因多样性。在茶树资源的收集、保存和保护工作中，很多根本

21、理论问题需要进一步深入争论。在收集方面，野生资源的判别、群体取样的代表性、资源考察和收集信息的共享等都是需深入争论的重要课题，它有助于避开盲目和重复考察收集，提高和保证资源考察收集的效率与质量；在保存和保护方面，群体资源的遗传多样性保持、茶树种质的种性保持、生境转变对资源生存的影响、濒危野生资源的挽救和繁育技术等都是需要争论的课题。(二)加强茶树资源的深入鉴定评价和特异基因资源的开掘为了获得更牢靠的鉴定评价数据，应开展多年多点的精细化鉴定，提高优异资源的开掘效率。今后的争论重点应从表型鉴定渐渐转入到表型鉴定和分子鉴定相结合，促进优异等位基因位点的开掘，促进茶树重要农艺和品质性状关联的DNA 标记的开发和应用；进一步加强茶树基因组争论，通过建立茶树基因开掘技术平台，充分应用植物基因组学的争论成果，结合传统的基因鉴定手段，开掘我国茶树资源中隐藏的有重要经济或理论价值的基因，使我国的茶树基因资源优势转化为基因优势，使我国茶树种质资源的整体争论水平和地位得到不断提升。(三)促进全国茶树种质资源争论合作和共享进一步加强全国茶树种质资源共享平台建设，逐步扩大整合范围，促进全国的资源争论大协作，实现资源整合，信息共享，提高优异资源在育种、根底争论和产品开发中的利用效率和效果。稳定一支从事茶树资源争论的人才队伍，建立从资源收集、保存到鉴定评价等方面的协作网络，全面提升我国茶树资源的争论水平。