不同茶树种质资源花器矿质元素含量分析与综合评价

doi:10.13304/j.nykjdb.2022.0228

中国农业科技导报 ›› 2023, Vol. 25 ›› Issue (4): 178-188.DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0228

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不同茶树种质资源花器矿质元素含量分析与综合评价

郑淑琳¹^,²(), 石玉涛¹(), 王飞权¹, 吴邦强³, 李远华¹, 张渤¹, 叶乃兴²()

^1.武夷学院茶与食品学院，茶叶福建省高校工程研究中心，武夷学院茶叶科学研究所，福建武夷山 354300
^2.福建农林大学园艺学院，福州 350002
^3.福建省武夷山生物研究所，福建武夷山354300

收稿日期:2022-03-25 接受日期:2022-05-07 出版日期:2023-04-01 发布日期:2023-06-26
通讯作者: 石玉涛,叶乃兴
作者简介:郑淑琳 E-mail： zsl@wuyiu.edu.cn
基金资助:
福建省中青年教师教育科研项目(JAT200675);武夷学院科研基金项目(XL201801);茶学福建省高校重点实验室开放课题项目(KLTS2018003);福建省属公益类科研院所专项(2020R1008002);福建省科技厅科技创新平台项目(2018N2004);福建省一流本科专业（茶学）建设项目(SJZY201904)

Analysis and Comprehensive Evaluation of Content of Mineral Elements in Flowers of Different Tea Germplasm Resources

Shulin ZHENG¹^,²(), Yutao SHI¹(), Feiquan WANG¹, Bangqiang WU³, Yuanhua LI¹, Bo ZHANG¹, Naixing YE²()

^1.College of Tea and Food Sciences，Wuyi University； Tea Engineering Research Center of Fujian Higher Education； Tea Science Research Institute of Wuyi University，Fujian Wuyishan 354300，China
^2.College of Horticulture，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China
^3.Wuyi Mountains Biological Research Institute of Fujian Province，Fujian Wuyishan 354300，China

Received:2022-03-25 Accepted:2022-05-07 Online:2023-04-01 Published:2023-06-26
Contact: Yutao SHI,Naixing YE

摘要/Abstract

摘要：

为综合评价不同茶树种质资源花器的矿质营养品质差异，采用电感耦合等离子体发射光谱仪法测定了23份茶树种质资源花器中18种矿质元素含量，并对其进行相关性分析、聚类热图分析和主成分分析。结果表明，茶树种质资源花器中18种矿质元素含量具有较为丰富的多样性，变异系数为11.86%~48.96%，遗传多样性指数为1.19~2.19；钾、钙、镁、磷、硫、铝、硼、钡、铬、铜、铁、锰、钛13种元素含量呈正态分布，钠、钴、镍、锌4种元素含量呈正偏态分布，硒含量呈负偏态分布；聚类热图分析将23份茶树种质资源花器分为3个类群；经主成分分析，矿质营养品质综合得分排在前5位的茶树种质资源花器材料依次为‘平阳特早茶’‘巴渝特早’‘黄金芽’‘名山早311’和‘大红袍’，可作为优先开发利用的材料。研究结果可为茶树种质资源的创新利用和茶树花产品的开发提供科学依据。

关键词: 茶树, 种质资源, 花器, 矿质元素, 主成分分析, 聚类热图分析

Abstract:

In order to evaluate the differences in the mineral nutrient quality of the flowers of different tea germplasm resources comprehensively， the contents of 18 mineral elements in 23 tea flower samples were determined by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy （ICP-OES） and analyzed by correlation analysis， cluster heatmap analysis and principal component analysis. The results showed that there were abundant genetic variations among the 23 tea flower samples in the content of mineral elements. The coefficient of variation ranged from 11.86% to 48.96% and the genetic diversity index ranged from 1.19 to 2.19. Contents of K， Ca， Mg， P， S， Al， B， Ba， Cr， Cu， Fe， Mn， and Ti obeyed the normal distribution， contents of Na， Co， Ni and Zn obeyed positive skew distribution and content of Se obeyed negative skew distribution by W test. The 23 tea flower samples were divided into three groups by cluster heatmap analysis. According to the principal component analysis， the top five tea flower samples with higher comprehensive score of mineral nutrient quality were ‘Pingyangtezaocha’‘Bayutezao’ ‘Huangjinya’ ‘Mingshanzao 311’ and ‘Dahongpao’， which could be used as good materials for tea flower development and utilization. The results provided a scientific basis for the utilization of tea germplasms and product developing of tea flower.

Key words: tea plant, germplasm, flower, mineral element, principal component analysis, cluster heatmap analysis

中图分类号:

S571.1

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Shulin ZHENG, Yutao SHI, Feiquan WANG, Bangqiang WU, Yuanhua LI, Bo ZHANG, Naixing YE. Analysis and Comprehensive Evaluation of Content of Mineral Elements in Flowers of Different Tea Germplasm Resources[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2023, 25(4): 178-188.

图/表 7

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样品编号 Sample No.	种质名称 Germplasm name	来源地 Origin	样品编号 Sample No.	种质名称 Germplasm name	来源地 Origin
TF01	巴渝特早 Bayutezao	重庆Chongqing	TF13	名山白毫131 Mingshanbaihao 131	四川Sichuan
TF02	白鸡冠 Baijiguan	福建Fujian	TF14	名山早311 Mingshanzao 311	四川Sichuan
TF03	半天妖 Bantianyao	福建Fujian	TF15	平阳特早茶 Pingyangtezaocha	浙江Zhejiang
TF04	北斗 Beidou	福建Fujian	TF16	奇曲 Qiqu	福建Fujian
TF05	春闺 Chungui	福建Fujian	TF17	千年雪 Qiannianxue	浙江Zhejiang
TF06	大红袍 Dahongpao	福建Fujian	TF18	青心乌龙 Qingxinwulong	台湾Taiwan
TF07	丹桂 Dangui	福建Fujian	TF19	秋香 Qiuxiang	福建Fujian
TF08	黄金芽 Huangjinya	浙江Zhejiang	TF20	肉桂 Rougui	福建Fujian
TF09	金凤凰 Jinfenghuang	福建Fujian	TF21	玉麒麟 Yuqilin	福建Fujian
TF10	涟源奇曲 Lianyuanqiqu	湖南Hunan	TF22	紫红袍 Zihongpao	福建Fujian
TF11	龙井43 Longjing 43	浙江Zhejiang	TF23	紫娟 Zijuan	云南Yunnan
TF12	蒙山11号 Mengshan 11	四川Sichuan

样品编号 Sample No.	种质名称 Germplasm name	来源地 Origin	样品编号 Sample No.	种质名称 Germplasm name	来源地 Origin
TF01	巴渝特早 Bayutezao	重庆Chongqing	TF13	名山白毫131 Mingshanbaihao 131	四川Sichuan
TF02	白鸡冠 Baijiguan	福建Fujian	TF14	名山早311 Mingshanzao 311	四川Sichuan
TF03	半天妖 Bantianyao	福建Fujian	TF15	平阳特早茶 Pingyangtezaocha	浙江Zhejiang
TF04	北斗 Beidou	福建Fujian	TF16	奇曲 Qiqu	福建Fujian
TF05	春闺 Chungui	福建Fujian	TF17	千年雪 Qiannianxue	浙江Zhejiang
TF06	大红袍 Dahongpao	福建Fujian	TF18	青心乌龙 Qingxinwulong	台湾Taiwan
TF07	丹桂 Dangui	福建Fujian	TF19	秋香 Qiuxiang	福建Fujian
TF08	黄金芽 Huangjinya	浙江Zhejiang	TF20	肉桂 Rougui	福建Fujian
TF09	金凤凰 Jinfenghuang	福建Fujian	TF21	玉麒麟 Yuqilin	福建Fujian
TF10	涟源奇曲 Lianyuanqiqu	湖南Hunan	TF22	紫红袍 Zihongpao	福建Fujian
TF11	龙井43 Longjing 43	浙江Zhejiang	TF23	紫娟 Zijuan	云南Yunnan
TF12	蒙山11号 Mengshan 11	四川Sichuan

元素 Element	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	最大值 Maximum value/（mg·kg^-1）	最小值 Minimum value/（mg·kg^-1）	标准差 SD	变异系数 CV/%	遗传多样性指数 H'
K	8 139.44	10 169.54	5 614.87	1 055.13	12.96	1.93
Ca	1 727.96	2 600.14	1 148.81	333.25	19.29	1.19
P	1 011.08	1 300.50	686.00	137.70	13.62	2.02
Mg	794.35	1 013.86	560.02	109.06	13.73	2.05
Mn	701.42	1 032.77	456.10	122.89	17.52	1.91
S	172.83	208.41	132.26	20.50	11.86	2.19
Al	131.61	214.93	88.41	30.03	22.81	2.04
B	43.99	80.01	18.72	18.38	41.78	2.13
Ba	30.36	51.87	13.60	10.24	33.73	2.17
Fe	22.71	42.60	13.11	5.92	26.08	1.78
Na	21.47	33.36	15.20	4.62	21.53	1.90
Zn	9.37	15.29	6.77	2.08	22.16	1.83
Cu	3.53	5.39	2.19	0.77	21.76	1.92
Ti	1.83	3.11	1.02	0.54	29.51	2.04
Ni	0.70	1.73	0.27	0.34	48.96	1.65
Cr	0.51	0.92	0.24	0.19	37.42	1.99
Se	0.40	0.53	0.22	0.06	15.88	1.73
Co	0.37	0.81	0.22	0.14	38.71	1.79

元素 Element	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	最大值 Maximum value/（mg·kg^-1）	最小值 Minimum value/（mg·kg^-1）	标准差 SD	变异系数 CV/%	遗传多样性指数 H'
K	8 139.44	10 169.54	5 614.87	1 055.13	12.96	1.93
Ca	1 727.96	2 600.14	1 148.81	333.25	19.29	1.19
P	1 011.08	1 300.50	686.00	137.70	13.62	2.02
Mg	794.35	1 013.86	560.02	109.06	13.73	2.05
Mn	701.42	1 032.77	456.10	122.89	17.52	1.91
S	172.83	208.41	132.26	20.50	11.86	2.19
Al	131.61	214.93	88.41	30.03	22.81	2.04
B	43.99	80.01	18.72	18.38	41.78	2.13
Ba	30.36	51.87	13.60	10.24	33.73	2.17
Fe	22.71	42.60	13.11	5.92	26.08	1.78
Na	21.47	33.36	15.20	4.62	21.53	1.90
Zn	9.37	15.29	6.77	2.08	22.16	1.83
Cu	3.53	5.39	2.19	0.77	21.76	1.92
Ti	1.83	3.11	1.02	0.54	29.51	2.04
Ni	0.70	1.73	0.27	0.34	48.96	1.65
Cr	0.51	0.92	0.24	0.19	37.42	1.99
Se	0.40	0.53	0.22	0.06	15.88	1.73
Co	0.37	0.81	0.22	0.14	38.71	1.79

矿质元素 Mineral element	主成分Principal component
矿质元素 Mineral element	PC1	PC2	PC3	PC4	PC5	PC6	PC7
Al （X₁）	0.137	0.162	-0.061	0.395	-0.388	-0.262	-0.396
B （X₂）	0.095	0.474	-0.141	0.078	0.145	0.088	-0.040
Ba （X₃）	0.157	0.398	0.061	0.022	-0.030	0.417	0.199
Ca （X₄）	0.264	0.082	0.401	-0.070	-0.279	0.183	0.055
Co （X₅）	0.213	-0.224	-0.213	0.113	-0.094	0.569	-0.174
Cr （X₆）	-0.010	0.293	0.318	-0.035	0.307	0.014	-0.209
Cu （X₇）	0.294	-0.169	-0.015	0.104	0.321	-0.107	0.346
Fe （X₈）	0.071	-0.074	0.088	0.481	0.423	-0.149	-0.348
K （X₉）	0.422	0.035	0.053	-0.226	0.095	0.148	-0.211
Mg （X₁₀）	0.354	-0.008	0.089	0.117	0.034	-0.429	0.332
Mn （X₁₁）	0.287	-0.101	0.222	0.263	-0.407	-0.026	-0.114
Na （X₁₂）	0.000	-0.224	0.393	0.138	-0.037	0.092	0.109
Ni （X₁₃）	-0.044	-0.260	-0.049	0.451	0.285	0.362	0.070
P （X₁₄）	0.411	-0.062	-0.256	-0.157	0.117	-0.053	-0.019
S （X₁₅）	0.339	-0.167	-0.332	-0.061	-0.088	-0.060	0.139
Se （X₁₆）	-0.050	0.306	0.058	0.373	-0.089	0.060	0.510
Ti （X₁₇）	0.154	0.397	-0.251	0.073	0.128	-0.037	-0.100
Zn （X₁₈）	0.207	-0.023	0.446	-0.218	0.245	-0.009	-0.100
特征值Eigenvalue	4.055	3.420	2.560	1.697	1.638	1.097	1.045
贡献率 Contribution rate/%	22.529	19.002	14.221	9.429	9.101	6.093	5.805
累积贡献率 Cumulative contribution rate/%	22.529	41.531	55.751	65.181	74.281	80.374	86.179

不同茶树种质资源花器矿质元素含量分析与综合评价

Analysis and Comprehensive Evaluation of Content of Mineral Elements in Flowers of Different Tea Germplasm Resources

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Metrics

样品编号 Sample No.	主成分得分Principal component score							综合得分 Comprehensive score	排序 Ranking
样品编号 Sample No.	F₁	F₂	F₃	F₄	F₅	F₆	F₇	综合得分 Comprehensive score	排序 Ranking
TF01	2.140	0.044	4.785	-0.100	-0.011	0.977	1.539	1.518	2
TF02	0.550	-1.288	-0.600	-1.740	-1.342	-0.981	2.091	-0.500	16
TF03	-0.698	-2.012	0.034	0.991	-0.035	1.329	0.870	-0.623	18
TF04	-0.030	1.379	-0.520	0.212	1.001	-0.752	0.281	0.305	9
TF05	0.189	-3.938	-0.605	3.244	2.660	-0.351	0.558	-0.269	15
TF06	1.427	2.395	-2.881	0.737	-0.807	0.296	1.773	0.559	5
TF07	-4.851	-0.656	1.150	-0.149	0.139	0.067	0.322	-1.196	22
TF08	2.395	1.165	-0.261	0.184	0.101	-2.013	0.211	0.740	3
TF09	-2.474	1.824	-0.271	0.359	0.621	1.377	-0.902	-0.147	13
TF10	-2.729	0.793	-0.728	-0.686	0.749	0.139	0.171	-0.632	19
TF11	2.030	-2.443	0.432	0.432	-2.627	0.111	-0.374	-0.185	14
TF12	0.380	-0.750	0.999	-1.748	0.009	0.553	-0.274	-0.070	11
TF13	0.590	-1.981	0.102	-2.947	1.202	-0.588	-1.559	-0.605	17
TF14	0.840	2.683	-0.801	-0.528	1.139	-0.032	-0.724	0.690	4
TF15	1.718	3.074	1.384	-0.157	1.876	0.965	-0.034	1.601	1
TF16	-2.980	-0.300	-1.120	-0.329	-2.105	0.840	-0.536	-1.264	23
TF17	2.143	-0.213	-0.832	0.366	-0.163	0.679	0.235	0.462	6
TF18	-0.748	0.383	2.997	0.658	-0.236	-0.224	-0.834	0.359	8
TF19	-0.387	2.779	0.426	0.921	-2.194	-0.133	-0.228	0.424	7
TF20	0.191	-1.838	-0.191	-1.079	-0.308	-1.642	-0.312	-0.674	21
TF21	3.413	-1.344	-1.917	0.228	-0.129	1.890	-1.856	0.300	10
TF22	-1.336	-0.225	-1.870	-1.163	1.272	-0.339	1.031	-0.654	20
TF23	-0.773	0.468	0.288	2.290	-0.814	-2.168	-1.448	-0.139	12

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矿质元素 Mineral element	类群ⅠGroupⅠ		类群Ⅱ GroupⅡ		类群Ⅲ Group Ⅲ
矿质元素 Mineral element	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	变异系数 CV/%	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	变异系数 CV/%	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	变异系数 CV/%
Al	124.93 ab	26.22	112.24 b	33.52	147.91 a	30.85
B	29.09 b	18.83	41.23 ab	6.77	56.08 a	8.18
Ba	23.82 b	29.96	27.64 ab	25.97	36.57 a	29.05
Ca	1 801.73 a	33.90	1 413.42 b	41.33	1 865.04 a	28.71
Co	0.46 b	26.24	0.35 b	20.46	0.32 b	24.21
Cr	0.37 b	17.36	0.50 ab	21.17	0.63 a	19.65
Cu	4.00 a	7.44	2.93 b	13.23	3.56 ab	10.10
Fe	23.53 b	11.19	19.78 b	11.72	23.90 b	9.90
K	8 624.30 a	18.73	7 084.04 b	8.79	8 433.29 a	23.82
Mg	818.93 a	10.71	668.35 b	26.09	852.74 a	26.06
Mn	742.43 a	13.66	582.42 b	10.38	744.12 a	19.19
Na	21.55 b	18.46	21.75 b	13.39	21.25 b	12.20
Ni	0.75 b	39.27	0.80 b	20.08	0.60 b	14.67
P	1 095.88 a	67.07	887.31 b	43.50	1 025.98 a	28.19
S	187.18 a	20.27	156.33 b	19.22	172.70 ab	20.71
Se	0.33 b	39.44	0.41 a	24.91	0.44 a	36.94
Ti	1.48 b	10.01	1.62 b	15.17	2.19 a	10.77
Zn	9.94 a	6.07	7.75 b	10.71	9.95 a	12.19
平均值 Mean value		23.05		20.35		20.30

矿质元素 Mineral element	类群ⅠGroupⅠ		类群Ⅱ GroupⅡ		类群Ⅲ Group Ⅲ
矿质元素 Mineral element	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	变异系数 CV/%	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	变异系数 CV/%	平均值 Mean value/（mg·kg^-1）	变异系数 CV/%
Al	124.93 ab	26.22	112.24 b	33.52	147.91 a	30.85
B	29.09 b	18.83	41.23 ab	6.77	56.08 a	8.18
Ba	23.82 b	29.96	27.64 ab	25.97	36.57 a	29.05
Ca	1 801.73 a	33.90	1 413.42 b	41.33	1 865.04 a	28.71
Co	0.46 b	26.24	0.35 b	20.46	0.32 b	24.21
Cr	0.37 b	17.36	0.50 ab	21.17	0.63 a	19.65
Cu	4.00 a	7.44	2.93 b	13.23	3.56 ab	10.10
Fe	23.53 b	11.19	19.78 b	11.72	23.90 b	9.90
K	8 624.30 a	18.73	7 084.04 b	8.79	8 433.29 a	23.82
Mg	818.93 a	10.71	668.35 b	26.09	852.74 a	26.06
Mn	742.43 a	13.66	582.42 b	10.38	744.12 a	19.19
Na	21.55 b	18.46	21.75 b	13.39	21.25 b	12.20
Ni	0.75 b	39.27	0.80 b	20.08	0.60 b	14.67
P	1 095.88 a	67.07	887.31 b	43.50	1 025.98 a	28.19
S	187.18 a	20.27	156.33 b	19.22	172.70 ab	20.71
Se	0.33 b	39.44	0.41 a	24.91	0.44 a	36.94
Ti	1.48 b	10.01	1.62 b	15.17	2.19 a	10.77
Zn	9.94 a	6.07	7.75 b	10.71	9.95 a	12.19
平均值 Mean value		23.05		20.35		20.30