茶树叶片形态与色泽特征在六个地方主栽品种间差异及其叶位稳定性评估：兼论基于SPAD与RGB的种质鉴别潜力
为明确茶树（Camellia sinensis）叶片形态与颜色特征在品种鉴定中的可靠性，研究人员针对六个河南信阳地方主栽品种，分析一年生枝条不同叶位成熟叶的形态、RGB颜色及SPAD（Soil Plant Analysis Development）叶绿素相对含
为明确茶树（Camellia sinensis）叶片形态与颜色特征在品种鉴定中的可靠性，研究人员针对六个河南信阳地方主栽品种，分析一年生枝条不同叶位成熟叶的形态、RGB颜色及SPAD（Soil Plant Analysis Development）叶绿素相对含量。采用完全随机设计采样，以叶绿素仪测定SPAD值，扫描图像提取轮廓与RGB特征，经方差分析（ANOVA）、相关分析、主成分分析（PCA）与判别分析处理。结果显示：叶形态在品种间与叶位间均存在差异且品种×叶位交互显著；但长宽比品种间差异显著而叶位间稳定。SPAD值随叶位上升而增加，与R、G分量负相关，与B分量正相关。PCA中形态性状解释52.988%总变异，判别分析总体正确率64.6%，LaoHan最高达83.3%；遗传相近品种间误分集中。研究表明稳定叶形比例及SPAD–RGB关系可提供有用描述符，而遗传亲缘关系限制了基于形态的鉴定精度。
茶树（Camellia sinensis）在中国栽培历史久远，河南信阳茶区因历史引种与长期种植形成多品种混栽体系，部分品种出现形态变异与遗传背景复杂化，制约了精准农业中品种分类、茶园监测与自动采摘效率。分子标记虽准但成本高耗时长；光谱与深度学习方案可行却依赖昂贵设备。基于可见光RGB图像与形态学参数的低成本表型技术已在动植物分类与病害诊断中验证，SPAD（Soil Plant Analysis Development）值作为叶绿素相对含量指标可反映生理状态，RGB与SPAD的关联进一步支持营养诊断。然而针对茶树叶片形态与颜色在叶位间稳定性及品种鉴别力的系统评估仍有限。为此，研究人员以信阳龙潭村六个主栽品种为对象，量化叶形态、RGB与SPAD在品种间及当年生枝第1至第5叶位的变异，评估其品种鉴定潜力，相关成果发表于《Biology》。
研究人员于2025年11月30日采集信阳石河区龙潭村（113.93°E, 32.00°N，约150 m海拔）树龄20–60年茶园中六个实生繁殖品种（FuDingDaBai、FuDingDaBai variety、FuYun6、LongJing43、LaoHan、XiangBoLu）当年生枝第1–5完全展开叶，每品种6丛×5枝共30重复。叶片离体后即刻用SPAD-502 Plus测基、中、尖三位置各3次取均值；Microtek扫描仪2400 dpi获取腹面朝下图像，ImageJ 1.54校准94.5 pixel/mm提取轮廓（面积、周长、长宽、Feret直径等）与多边形选区RGB直方图；SPSS 22.0行单因素ANOVA、双因素一般线性模型（GLM）、Tukey HSD/Games–Howell事后检验、Pearson相关、PCA与判别分析。
3.1.1 叶位内变异：Levene齐性检验后，FuYun6各形态参数叶位间不显著，其余品种第1叶位显著小于第2叶位；LaoHan面积单调增，FuDingDaBai类呈单峰。
3.1.2 品种间变异：双因素GLM显示品种主效极显著（面积η2=0.402，F=116.913，df=5，p
3.2.1 SPAD：基
尖，均值入后续分析；叶位主效显著（η2=0.228），品种主效显著（η2=0.348），交互不显著。第1叶位最低，第4–5叶位最高且无差。
3.2.2 RGB：R值多数品种第1
第5叶位；G值FuYun6/XiangBoLu叶位不显著；B值第5
3.3 SPAD与颜色关系：SPAD与R（r=-0.510）、G（r=-0.529）负相关，与B（r=0.475）正相关（n=898，p
3.5 判别分析：前五典则函数前三者贡献45.6%、31.2%、11.4%，交叉验证总正确率64.6%；LaoHan 83.3%最高，FuDingDaBai variety 68.7%，XiangBoLu 69.3%，FuDingDaBai 56.0%，FuYun6 57.4%，LongJing43 52.7%；误分集中于同源品种对（FuDingDaBai?FuDingDaBai variety，LongJing43?FuYun6）。
叶形态品种间与叶位间差异及交互显著，唯长宽比跨叶位稳定，与遗传分化程度一致；同源品种误分率高印证形态受限。SPAD随叶位增、与RGB关系呈茶树种特异性（不同于马铃薯）。总体64.6%正确率受半数品种高同源限制。SPAD受基因型、水分、氮、叶龄位影响，本研究未涉中脉双侧不对称与胁迫表型；场境需色彩校正，实验室可控光环境免校准。未来可融叶面纹理、脉序及高光谱/深度学习。
对六个茶树品种叶形态、RGB与SPAD的探索性分析表明：叶形态在品种间与叶位间差异显著且交互显著；长宽比品种间显著但叶位间稳定；SPAD自第1叶位渐增，与R、G负相关，与B正相关。综合多维叶特征具品种鉴别潜力，LaoHan等特异种可高精度区分，近缘种需补纹理脉序等特征提升。该研究为混栽系统下视觉表型鉴别与精准农业基线提供支撑。
