金花茶(Camellia nitidissima)为山茶属一级珍稀濒危植物,其花色金黄,具蜡质光泽,观赏价值较高,而山茶缺少黄色品种,利用金花茶资源有望培育大花、重瓣的黄色新品种。金花茶花朵、叶片中富含类黄酮、多酚等活性成分,具抑制肿瘤、降“三高”及增强免疫力等功效,具良好开发前景。研究团队在相关项目资助下,遵循金花茶“资源---机理---育种---品种---技术---产品”主线,通过协作攻关,重点攻克了金花茶种质资源状况不清晰、花瓣黄色形成机理不清楚、传统育种技术落后、黄色品种缺少、标准化培育技术支撑薄弱及产品类型单一等产业发展中重要的技术难题,主要成果如下:
(1)建立涵盖全部金花茶类型的国家级种质资源库,为新品种选育及资源高效利用奠定物质基础。对金花茶进行了系统调查与评价,发表新种3个,筛选出高生物量、高类黄酮含量的物种2个;收集保存全部金花茶28种1变种1变型,建立国家级金花茶种质资源库;利用自主开发的SSR分子标记技术,系统评价野生金花茶种群遗传多样性与遗传结构,为金花茶资源保护及开发利用提供科学依据。
(2)揭示金花茶花瓣黄色形成的物质基础与分子调控机制,为黄色茶花新品种选育提供理论依据。采用表观组、代谢组联合分析技术,研究明确了金花茶花瓣黄色形成的物质基础,即类黄酮中的黄酮醇类;应用代谢组、转录组等多组学技术,构建基因共表达调控网络,探明金花茶花色形成关键基因;利用转基因技术,阐明黄酮醇合酶(FLS)处于金花茶花瓣黄色主要成分黄酮醇合成的关键代谢节点。
(3)研发建立金花茶花色色素辅助育种技术体系,创制高类黄酮新种质12份并培育新品种4个。建立金花茶远缘杂交、回交等技术,获得金花茶杂种;开发了杂种早期选择与鉴定的SSR标记技术,提高了育种效率;采用液质联用技术明确了金花茶杂种及其亲本的类黄酮成分与含量,探明其遗传变异规律;建立金花茶花色色素辅助育种技术体系,创制高类黄酮含量新种质12份,培育新品种4个。
(4)优化金花茶扦插、嫁接等繁殖技术与盆栽、林下种植模式,构建标准化高效培育技术体系。优化了金花茶扦插、嫁接等繁殖与盆栽技术,其中单芽扦插成活率高达96%;构建印度紫檀/金花茶(“双珍”)高效林下种植模式2种,15年生金花茶鲜花单产561.6 kg/亩、鲜叶单产1339.2 kg/亩;建立金花茶有机高效培育技术体系,在国内外首次获得金花茶有机转换认证,认证面积5500亩。
(5)研制金花茶花瓣低温高压气流破壁粉技术,研究并建立金花茶速溶颗粒制剂制备工艺流程。研制了金花茶花瓣低温高压气流破壁粉技术,筛选出压缩空气压力、分级轮速度、脉冲宽度及温度、湿度等关键参数的最佳条件;研究明确金花茶提取干粉、麦芽糊精、甜菊糖苷等速溶颗粒制剂成分最适配比,形成可规模化生产的金花茶速溶颗粒制剂制备工艺流程;综合集成相关研究成果,研发出金花茶速溶颗粒制剂、单方片剂、复方胶囊及固体饮料等新产品10种。
项目执行期间,共发表论文33篇,发表新种3个,获授权发明专利4件、软件著作权2件,制定林业行业标准3项、省级地方标准3项,获新品种权3个,登录新品种1个;3年累计产业化示范推广8160亩,培育苗木1955万株,新增产值44450万元,新增利润12980万元,相关成果的应用推广有效推动了金花茶科技进步及产业发展,促进金花茶产业升级与提质增效,取得显著的经济、社会效益。