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茶树是云南重要的经济作物，而云南又是许多有害元素高背景值异常区。在此条件下，如何实现茶叶的无公害生产是污染生态领域的重要科学问题，从而，有必要研究吸收累积有害元素存在差异的不同茶树种群在数量、生理和分子水平上的变化特征；与此同时，研究有关转运基因对有害元素的转运机制和它们的生理学功能，经由分子遗传学、基因工程等生物技术遴选出人类所需的理想植物——拒吸收、少吸收植物用于无公害农产品生产，这些都是相关研究的前沿领域，但少见系统的分析和研究。基于此，本研究针对云南大叶茶的11个主产区，14个种群进行取样，分别对每一个大叶茶种群的种群特征——数量性状(叶长、叶宽、叶脉对数、叶面积指数、花冠直径、花瓣数、种子直径、种子百粒重)，生理生态性状(老、嫩叶有害元素累积量，老、嫩叶有害元素富集系数，老、嫩叶有害元素转移系数)及分子生态特征(转运基因IRT1序列比较分析，转运基因HMA4序列比较分析，ISSR分子标记)进行分析，以此探讨在不同有害元素背景值下吸收累积有害元素存在差异的云南大叶茶种群的生态分化及其分子标记。得出如下结果：
(1)在不同土壤有害元素背景值下，云南大叶茶种群数量性状分化总体是：种群内变异系数大于种群间变异系数，变异主要来自种群内部：14个大叶茶种群的花冠直径变幅为3.33～4.32cm，花冠直径变异系数种群内平均为16.01、种群间平均为8.09。云南大叶茶植株内有害元素的含量和富集能力与云南大叶茶种群数量性状密切相关：嫩叶Cr转移系数与叶宽0.550正相关，老叶Cd富集系数与叶长-0.689负相关，花冠直径与老叶Cd累积量0.650正相关。
(2)在吸收累积有害元素存在差异的云南大叶茶种群间，吸收累积有害元素的差异与其部分数量性状上的分化呈现正相关：在调查的在14个大叶茶种群中，YW种群与ETP种群对As的富集能力差异最大，它们在数量性状也呈现显著的差异，如YW种群的叶片比ETP种群厚、硬，YW种群平均花瓣数最少(6.33)，ETP种群平均花瓣数最多(7.52)；DDG种群老叶对Pb的累积量(9.03mg/kg)、老、嫩叶富集系数最大(0.31、0.24)，JM种群对Pb的累积量(1.51mg/kg)、老、嫩叶富集系数接近最小(0.05、0.02)，DDG种群种子百粒重(164.57g)、种径最大(1.29cm)，JM种群种子百粒重(102.00.g)、种径(1.16cm)接近最小。对Cd分析也有类似结果。
(3)重金属转运基因的结构变化会对大叶茶吸收累积有害元素的能力产生重要影响，转运基因碱基序列同源性接近，基因序列中个别碱基发生变异相同的种群，其吸收转运有害元素能力接近，反之亦然。在14个大叶茶种群中，DGG种群和YW种群老叶对Cd的转移系数很接近，分别为13.06、10.27，相应地，在DDG种群和YW种群间，转运基因HMA4片段5具有100％的同源性。DDG种群和JM种群老叶对Cd转移系数差异显著，分别为13.06、6.60，相应地，在DDG种群和JM种群间，转运基因HMA4片段5具有3.7％的差异。
(4)ISSR分子标记表明：吸收累积有害元素存在差异的大叶茶种群有67.25％的变异来自种群内，32.75％的变异来自种群间，变异主要来自种群内。
(5)在不同土壤有害元素背景值条件下，云南大叶茶种群的遗传多样性水平和种群的遗传分化水平存在明显差异。14个种群间多态位点百分率为77.94％，Shannon多样性指数(I)为0.3275。对有害元素吸收累积差异大的种群遗传距离增加，不被聚为一类。如DDG种群老叶累积Pb(9.03mg/kg)、Cd(1.32mg/kg)最多，转移系数最大(对Pb6.3，对Cd13.06)。相反，JM种群老叶累积Pb(1.51mg/kg)、ca(0.58mg/kg)最少，转移系数最小(对Pb1.07，对Cd6.60)。相应地，ISSR聚类表明DDG与JM的遗传距离为0.12左右，在14个种群中分化几乎最大，在HMA4基因序列片段5上，DDG与JM同源性相差最大(3.7％)，遗传距离最大0.037。在IRT1基因序列片段上，DDG与JM同源性相差接近最大(1.8％)，遗传距离0.018，除了TDS以外，两者相距最远。
(6)研究中发现具有潜在价值的优良品种：在14个种群中，JM种群对Pb、Cd、Cr、As的累积量、富集系数和转移系数最小；YW种群对Pb、Cr累积量、富集系数和转移系数与JM种群接近，NN种群对Pb、Cr的累积量、富集系数和转移系数也很小。ISSR和HMA4、IRT1基因片段的聚类分析也表明：JM种群，YW种群和NN种群间遗传距离指数达到中等分化水平(大概遗传距离：JM与NN0.052，NN与YW0.120，JM与YW0.070)，存在已分化的优良品种。
从上述初步研究结果来看，在不同有害元素背景值下，云南大叶茶种群在数量、生理和分子水平上有显著差异。此外，研究发现云南大叶茶的数量性状分化与ISSR分子标记结果都说明变异主要来自种群内。然而，云南大叶茶吸收累积有害元素能力的差异主要存在于种群间，转运基因IRT1和HMA4的序列分析也表明，吸收累积有害元素存在差异的云南大叶茶种群间在转运基因上出现分化，同源性降低。因此，为了生产无公害茶叶，需要在选育优良品种、合理种植等方面尽快采取措施。