全 文 ：东 北 农 业 大 学 学 报
J or u
a l of Nr ot h
e . st Ag r ic lt u
ur . l U. iv e 招n y
2 5 ( 3) 2 3 4~2 8 3
c Sp te mbe
r 1 9 9 4
利用 P O D 同工酶对黑穗醋栗
R ( ib
e : 。
igr
u mL
.
)及有关
种亲缘关系的研究
丁晓东 李光玉 周 恩
(东北农业大学 园艺系 哈尔滨 15 。。 30)
摘 要 利用聚丙烯既胺平板电泳并结合欧氏距离聚类分析方法对茶琳子属R ( 功e sL) 12 个种
及 6 个黑穗醋栗R ( . n ig ra L m. ) 栽培品种的过氧化物酶同工酶语进行了分析 . 结果为 , 所有材料
共显示 出 27 条不 同迁移率的酶带 , 利李和欧洲醋果有两条稳定的公共带 , 其它材料也有 3 条主
要的公共带, 如果取类间距 L = 5 .9 , 可将所有材抖划分为 5 个类群 , 其中 6 个栽培品种与兴安
茶焦 、 香茶燕和长白茶旅聚在 A 类 , 其它 7 个野生种分别聚成 B , C 和 D 类 , 均表现出与 E 类
的刺李和欧洲醋果有较远的亲缘关系 .
关 键 词 茶蕉子属 , 同工酶 , 聚类分类 , 亲缘关系
中图分类号 5 6 4 3 . 9 , Q 5 5 4 . 6
O 前 言
数学方法和计算机技术 , 为更精确地研究生
物遗传性开辟了一条崭新的途径 〔3〕 。
黑穗醋栗 ( R ib es n ig ur m L ) 是高寒地
带新发展起来的果树 , 果实 v 。 含量丰富 ,
其营养和医疗价值很高 , 国内外已选育了很
多栽培品种 , 我国分布有大量而且具有很高
育种价值的野生种 〔” , 对其亲缘关系和遗
传方面的系统研究在国内尚未见报道 , 加强
此类研究 , 对了解其遗传特征 , 品种分类等
均有很大意义 , 为有计划 、 有目的地培育新
品 种 提 供 可 靠 的 依 据 . 过 氧 化 物 酶
(P O D ) 是植物体内分布最广的酶之一 , 现
已被广泛地应用于植物遗传学 、 分类学和品
种资源研究等科学领域 〔 ’ ,51 “〕 , 特别是结合
本文于 19 9 3司 8司 2 收到
* 国家 自然科学基金资助项 目
材料和方法
L l 材料及取材地点
1
.
1
.
1 东北农业大学园艺系试验站 红穗
茶茸 ( R . ; u b r u m L . ) 、 东 北 茶 蔗
(只 . m a n de 人u r i e o m K o m a r o v . ) 、 欧洲 醋栗
( R
.
g r o s o al r ia L
.
) ( G r o s s u al r ia
r e e il an r
a M il l
.
)
、 兴安茶蕉 ( R . p a u c i刀o r u m
L
.
)
、
6 个黑穗醋栗 ( R . n ig ur m L . ) 的栽
培 品 种 : 薄 皮 、 长 穗 、 亮 叶 、 01
( o je b y n )
、
0 2 ( B l a e k s m i t h )
、
0 3
( R o o d k n o p )
。
1
.
1
.
2 吉林农业科学院桨果资源 圃 (公主
第 3 期 丁晓东等: 利用 P OD 同工酶对黑穆醋栗R(功es 吻门阴 L )及有关种亲缘关系的研究
岭市 )长 白茶蕉 (丑 . k o用 r v a oi i p o jar k )
尖叶茶 蕉 (丑 . mr ai m o wii cz uB at ai )、 楔
叶 茶 篇 ( R . 山 e an t h aP al l . )、 刺 李
R(
.
b u r e声nseF r
.
( ) G
.
b u r e e jnseB
e r g e r
.
)
1
.
1
.
3 哈 尔 滨 市 植 物 园 香 茶 簇
(天. o odr a枷 Wen dl e )、 光 叶东 北茶蕉
( R
.
m a按为h u r i c Umv ar
·
耐g励r u mK o mr a. )、 乌 苏 里 茶 燕
( R
.
~
r勿nse ju rz c
.
)
、 腺 茶 蔗
R(
.
9介i d aJn z c. )
、 长白茶族.
L Z试验方法
1 9 89年 4 月萌芽期开始 , 7 、 9 、 1 1 月及
19 9 0 年萌芽期 , 重复选取 1年生枝条的皮部
和中髓 1 9 , 在冰浴下加人 3 m L 蛋白质提取
液 , 匀浆 , 离心 , 取上清液 50 ” L , 在聚丙
烯酞胺平板凝胶中电泳 4一 6 h , 醋酸联苯胺
染色 〔幻 , 对酶谱进行分类编码赋值 ③ , 对
原始数据经标准化 , 计算出欧氏距离 , 分类
采 用 类平均 法 , 用 B A S IC 语言 编写 程
序 〔2) , 在苹果机上运行 , 根据结果绘出茶
孩属的亲缘关系图 。
2 结果和分析
2
.
1 茶碗属植物枝条皮部的过氧化物酶同
工酶随季节的变化而有所不同 , 中髓的酶谱
较稳定 , 是遗传分析的最佳取材部位 .
.2 2 18 份材料的过氧化物酶同工酶谱示意
图如图 1所示 , 从图中可以看出 , 所有材料
共显出了 27 条不同迁移率的酶带 , 集中在
C一盆未丁,`XP尸戈 -尸 x ,尸x -
尸x ,
尸 X `
刁石一X盆
.士盯|卜尸义 拍尹万 龟2之肠扬黝腼xlsP
l|卞
尸 X 一`
尸劣 一,
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尸x . ,
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尸不 ”
P x .2
尸 x 之 ,
尸 X 场
尸 X Z,
图 l 过氧化物酶同工酶谱示意图
F ig
.
1 S e卜e m a t ie r e rP e se n t a t io . o f P O D is o z y m e P a t t e r .
( l )薄皮 : (2 )长箱 ; ( 3烧 叶 ; (4 ) 0 1 ; ( 5) 0 2; (6玲 3; ( 7 )兴安茶焦 ( 8)东北茶燕 ; ( 9 )光叶东北茶执 ( 10 )长白茶魏 ( 1 1)乌苏里茶
;l( 2) 香茶族 ( 13 )腺茶魄 ( 14) 楔叶茶硫 (巧 )尖叶茶麟 l( 自红穗茶硫 ( 17) 刺李 ; ( ls )欧洲醋栗 (本文所有图表样品号相同)
( l )B a o l) i ; (2 犯ab n g su i ; (3 )L ia n g y e ; ( 4) o je b yD ; ( 5 )B lac k sm i th ; (6 ) R o o dkn o p; (7 ) R必。 稗刀` 亡切 , u , ; (8 )尺 . 二 a . 石h u r~
:
(9 ) R
. 、 ” 山~ 川阴. va r . J汕创汕 , ; ( 10 ) R . r , a r o v i心( 1 1) R .sur
记月日 e,’ ( 12 ) R . 。由 r at “ 二成13 )尺 . g ir id . ( 14 ) R . 苗配阴 ht a ;
( 15 ) R
. 用 a r如侧公以 1 6) R . 护“石r um : ( 1 7) R . 舒 os s ul ar ia . ( 18 ) R . bu 护 e) e川试 T h e n u m be st o f as m pl es i n al l d ia gr a m s a er ht e
. . .e )
·
23 6
· 东 北 农 业 大 学 学 报 第 25卷
R f= 0.3 7 6 一 0 .7 8 7 之 间 , 可以划分为 3 个区
间 , 即快区 P O D一 B , 中区 P O D一 A 和慢区
P O D 一 C , 位于 P O D 一 C 区间的带多数显色
极浅且分离不清 , 只作参考 , 不纳人数学计
算和分析 中 , 中区 p o D 一 A ( P x ; 一 p x , ; ,
R f = 0
.
4 4 0一 0 . 5 7 1) 是茶燕属植物过氧化物
酶同工酶带主要集中区 , P x ; ( R f = 0 . 4 4 0)
和 P x 6 ( R f = 0 . 4 9 2) 构成醋栗亚属 的欧洲
醋栗和刺李的 特征带 , P x : ( R f 二 0 . 5 0 8) ,
T a b l e
表 1 欧 氏 距
T h e m a t r i X o f E e u l
p x : ( R f = 0
.
5 50 ) 和 p x : : ( R f 二 0 . 5 7 1) 为
茶蕉亚属 10 个种的主要带 , 这些带的特点
是显色深而宽 , 迁移率很稳定 , P xl ; 为兴
安茶棘 、 香茶蔗 、 乌苏里茶麒和 6 个黑穗醋
栗 品种的主要带 . P x 7 , P x : 是东北茶蕉 、
光叶东北茶蔗 、 红穗茶蕉 、 楔叶茶蕉和尖叶
茶蕉的主要带 , 刺李和欧洲醋栗的酶谱较简
单 , 在快区 P O D 一 B 中分别只有 3 条和 2 条
显色较浅的带 .
离 矩 阵 表
i d e 妞 lI d谊s t a n c e C lu s t e t a n a lv s i6
序号
3 4 1 0 1 I 1 2 l 3 l 4 l 5 I 6 l 7
N O
. - - - - - 一 ’ 一 “ . ” ` . 甘一 - - - . - 一一- - - - . ~ 一 一 - - - - . - 一一一 - ~ ~- - 一 . 一 -一一 ~一一2 2 . 3 2 7 93 2 . 7 3 7 7 0 . 9 9 4 24 2 . 5 3 8 4 2 0 9 84 2 . 9 4 4 75 2 . 6 8 8 2 1 . 8 8 6 2 0 . 5 7 0 2 3 . 0 4 26 , 2 . 9 54 7 2 . 2 4 7 5 0 . 9 9 8 1 3 . 2 3 4 9 1 . 0 2 4 77 3 .4 4 6 7 3 . 1 56 8 3 . 7 4 7 6 3 . 8 8 92 3 . 5 2 6 7 3 82 7 78 6 . 4 11 8 6 . 12 0 5 6 . 5 2 3 8 6 一 6 2 4 0 6 . 5 3 0 8 6 . 9 23 0 4 . 8 2 6 89 6 . 2 8 6 6 5 . 8 4 4 5 6 . 3 2 6 7 6 . 4 72 3 6 3 0 2 4 6 , 9 2 0 6 4 .9 7 8 8 1 . 4 3 4 210 3 . 4 86 1 3 . 9 9 2 6 4 . 6 4 4 0 3 . 7 0 4 4 4 . 6 0 l 6 3 . 7 3 2 2 3 . 8 0 7 9 5 . 5 6 5 4 4 . 2 0 7 2
11 6
.
4 5 3 1 6
.
0 6 4 7 5
.
7 5 2 0 6 7 4 3 3 5
.
5 2 0 7 6 9 0 3 2 7
.
5 9 3 3 5
.
5 8 3 5 5
.
0 2 0 7 7
.
3 8 3 l
12 4
.
0 6 1 8 3 9 2 3 0 4
.
2 6 2 4 4
.
4 0 4 7 4
,
1 7 3 3 4
.
5 0 3 0 3
.
l 94 8 6
.
0 4 19 5 7 7 8 I 4
.
l 7 0 9 7
.
l 2 9 3
13 8
.
4 3 5 1 8
.
0 3 2 7 8
.
5 4 2 7 8
.
6 2 l 7 8
.
6 0 3 7 8
.
5 9 0 3 8
.
l 64 7
.
5 8 3 8 7
.
7 1 82 7 9 l 2 9 9
.
0 3 8 6 7
.
8 4 8 4
14 8
.
7 34 3 8
.
5 2 4 8
,
9 0 4 2 8
.
9 0 3 9 8 84 2 2 9
.
l 9 3 2 8 50 1 6 8
.
2 6 8 7 7
.
9 7 0 4 7
.
3 7 0 9 9
.
3 5 50 7 7 2 0 8 8
.
0 3 2 5
15 7
.
8 9 6 9 7
.
6 2 9 0 8
.
0 1 00 8 0 8 2 0 7
,
0 9 3 5 8
.
0 2 4 4 7
.
5 7 l 4 7
.
4 6 2 8 7
.
l 4 0 9 7
.
3 2 0 6 8 0 l 0 6 6
.
8 I 4 2 8
.
I 9 3 9 5
.
8 2 9 0
1 6 5 6 78 8 5
.
16 4 3 5
.
8 2 4 2 5
.
8 7 7 2 5
.
7 2 90 5
.
9 9 8 4 4 8 1 90 4
.
0 2 4 3 4
.
2 7 2 2 5
.
2 8 6 9 5
.
7 6 l 2 4
.
5 5 8 7 7
.
6 9 9 8 7
.
7 9 l 8 7
.
0 2 3 5
1 7 9
.
8 1 l 4 9
.
5 6 7 4 l 0
.
0 3 02 I 0
.
I 220 9
.
90() 4 10
.
l9 0 8 9
.
7 274 9
,
9 86 3 9
.
99 I3 9
.
l l 2 6 l l
.
3 36 9 9 3 62 7 l 0
.
5 90 2 l l
,
06 13 10
.
500 7 9
一
8 69 0
1 8 8
.
0 36 0 7
.
9 8 0 1 8
.
6 7 8 8
.
8 7 0 8 8 8
,
2 0 3 4 8
.
5 2 0 6 7
.
9 3 33 8
. 皿2 7 3 8 一 2 5 4 3 7 . 1 6 6 4 9 8 4 0 8 7 .4 8 I 6 8 . 9 7 0 3 9 . 52 2 4 8 8 6 4 4 7 . 2 6() 4 3 . 6 2 9 0
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2
一~ - - - - ~一一- - - 习 l一 I 人 … 1 . 1 _ _ L 一一一一一上一_ 一一一」匕o 一 2 3 4 5 ! 6 7 8 9 一。图 2 欧 氏 距 聚 类 图T h e d e n d r o g r a m o f E e u l id e a n d is t a cn e c lu s t e r a n a ly s is
s(z)la()50v()9l(0)23洲5叫78
\r户、l、了、r产l、
CDE
第 3期 丁晓东等 :利用 P OD同工酶对黑秘醋栗 ( Ri bse月烤、 m L )及有关种亲缘关系的研究
根据图 1所示的各材料酶谱的序号 , 经
赋值 、 数据标准化之后计算出的欧氏距离矩
阵如表 1所示 , 从表中可以看出 , 6 个栽培
品种的欧氏距离都在 .4 0 以下 , 欧洲醋栗和
刺李与其它材料的欧氏距在 .9 5 以上 。 由矩
阵表里的数据经计算得到的聚类结果如图 2
所示 , 综合这些数据和已知的植物分布 、 生
态习性及有关的研究 〔’ ,9) , 如果取 L = .5 9
为类间距 , 这 18 种材料可以划分为 5 个类
群 : A 类包括薄皮 、 01 , 02 , 03 , 亮叶 、
长穗 、 兴安茶蕉 、 香茶蕉和长白茶焦 ; B 类
包括东北茶燕 、 光叶东北茶撬 、 红穗茶蕉和
乌苏里茶蕉 ; C 类包括楔叶茶蕉 、 尖 叶茶
茸 ; D 类只有腺茶兼 ; E 类包括刺李和欧洲
醋栗 .
3 讨 论
3
.
1 关于 6 个黑穗醋栗 品种 P O D 同工酶
谱与它们的亲缘关系
供试 6 个栽培品种过氧化物酶同工酶谱
表现出很大的相似性 ,说明它们之间的亲缘
关系很近 , 但由于 出自不同的地方 , 它们在
遗传上有一定的差异 , 根据 K e印 〔 ’ 〕 报
道 , 01 是由瑞典育成的 , 具有黑穗醋栗斯
堪 的 纳 维 亚 亚 种 ( R . n ig ur m
s p
· ` c a n d ian v i c u m ) 的血统 , 0 2 和 0 3 可能
是欧洲亚种 (丑 . n l’g r u m s s p . e u r o p a e u 川 ) 的
后代 , 其它品种是早期由俄侨带人中国的 ,
已无法从文献上对它们的亲缘关系进行考
证 , 但根据我国有关专家对它们的生物学特
性和株型 、 抗寒性 、 自交结实率的高低等多
方面的观察 , 认为亮叶表现出典型的欧洲亚
种的特性 , 而薄皮由于它有较强的抗寒性可
能有别的遗传因素 , 这种差异同我们所得到
的同工酶酶谱正好相吻合 , 因 为亮叶的
P O D 同工酶谱同 02 和 03 的相似率达到
10 %
, 薄皮的 P O D 同工酶谱上正好有一
条特殊酶带而且这条带很稳定 , 可能是来源
于 黑穗醋栗 的西伯利亚亚 种 ( R . n l’g ur m
s s p
.
: l’b ir ic um ) 或 吉 苦 沙 ( 天 . dl’ k u s h a
iF sc h
.
)
, 具体的来源有待于进下研究 .
1 2 关于茶蕉亚属和醋栗亚属的分类地位
对茶属的分类地位问题至今还存在很大
的争议 , 茶藏属中由于刺李和欧洲醋栗在形
态上与别的种有很大区别 , 愈德浚 〔 ’ ) 主张
把茶棘属分成茶蕉亚属 ( S ub ge n . R ib es ) 和
醋栗亚属 ( S u b g e n . G r o s s倪la r ia ) , 把刺李
和欧洲醋栗归人醋粟亚属 , 但有的文献 “ )
则 把 它 们 并 列 成 两 个 属 , 即 茶蔗属
( R ib e s ) 和 醋栗属 ( G r o s s u la r ia ) , 有的学
者 〔 7 〕 甚 至 把醋栗列人一个新 的醋栗科
( G or s u al ;迈 ce ae ) 而 与茶棘属所在的虎耳
草科 ( aS x ifr a g ac e ae ) 平行 . 根据我们对这
些材料过氧化物酶同工酶的分析结果 , 刺李
和 欧洲醋栗的 P O D 酶谱与其它种的酶谱不
仅表现在公共带少上 , 而且各自的特征带也
有很大差异 , 刺李和欧洲醋栗的特征带偏向
阴极 ( R f 值较小 ) , 别的种包括 6 个栽培品
种的特征带偏 向阳极 ( R f 值较大 ) , 但在杂
交试验中黑穗醋栗和醋栗表现出高度的杂交
亲和性 . 综合这两方而分析 , 醋栗和穗醋栗
虽然在我们所做的 P O D 酶谱和形态上都表
现出较大的距离和差异 , 但却不存在生殖隔
离现象 , 所以我们认为把它们分别列人茶魏
属下的两个亚属 比较合适 .
本文得到沈阳农业大学景士西教授 , 吉林农业
大学郝瑞教授指导 , 吉林农科院林凤起副研究员提供部分
试材 , 在此深表感谢 .
参 考 文 献
愈德浚 . 中国果树分类学 . 农业出版社 . 19 79 : 226 ~
2 3 2
唐友林 . 多元统计分 析方法 (第 3版 ) . 中国林业出版
社 , 1 9 8 9 : 6 1~ 8 9
成 萍 、 陈西凯 . 四川割手密和甘蔗种间酶谱性状聚
类研究 . 西南农业大学学报 . 1 9 8 9 , 1 1 (4 :) 372 ~ 37
张进 仁 . 柑桔杂种 同工脾的初步研究 .中国柑桔 .
19 8 3 ( 3 )
: 3 ~ 15
吴安仁 . 用过氧化物酶同工酶对柑桔分类的探讨 . 园
艺学报 . 19 8 6 , 12 (2 ) :名3 ~ a 7
2 3 8东 北 农 业 大 学 学 报 第5 2 卷
林风起 .长 白山的小浆 果资 源 .作物 品种 资源 .
1 8 6 9
,
1 5 ( l )
: 1 5 ~ 17
王宇霖 . 中国果树栽培学 .农业 出版社 , 19 8 :7 739 ~
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胡能书 . 植物同工酶技术应 用 . 湖南科技出版社 ,
19 8 1
9 K
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.
A d v a n e e s in F ru it
s i ty P r e s s
,
19 7 5: 19 7 ~ 2 6 8
10 M a rk e t C L
.
I s o z y m e
,
19 7 5 ( l )
: 1~ 4
B er ed i
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,
P u dr u e U n iv e -r
A e a d em ic P er s s
,
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.
Y
S T U D Y O N T H E T A X O N O M I C R E L A T I O N S H I P S O F
S E V E R A L B L A C K C U R R A N T C U L T I V A R S A N D
S P E C I E S W I T H P O D I S O Z Y M E
D i n g X i a o d o n g
,
L i G u a n g y u a n d Z h o u E n
(N
o r th e a s t A g r ie u l t u r a l U n iv e r s i ty
,
H a r b in 1 50 0 3 0
,
C h in a )
A B S T R A C T
P e r o x id a s e i s o z y m e o f 12 s P e e i e s a n d 6 b l a e k c u r a n t e u l t iv a r s i n R l’b e s L . w a s s t u d i e d
w i t h P o l y a e r y l a m id e g e l P l a t e e le e t r o P h o r e s i s a n d E e u l id e a n d i s t a n e e e l u s t e r a n a l y s i s
.
T h e
re s u l t s s u g g e s t t h a t a l l 1 8 s a m P l e s r e v e a l 2 7 i s o z y m e b a n d s t o t a ll y w h i e h h a v e d i价 r e n t m ig r a -
it o n r a t e s
,
R
.
b u r e ej 心e a n d R . g r o s s “ aI r ia h a v e 2 i n v a r i a b le P u b l i e b a n d s , o t h e r s a m P l e s
h a v e 3 m a i n P u b li e b a n d s
.
I t t h r e s h o ld L = 5
.
9
, a l l s a m P l e s e a n b e d i v id e d i n t o 5 e o l o n i e s
, o f
w h ie h 6 b l a e k e u r r a n t e u l t i v a r s a n d R
.
o d o r a r u m
,
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e lu s t e r e d i n e o lo n y A
,
t h e o t h e r 7 s P e e i e s a r e e lu s t e r e d i n e o l o n i e s B
,
C a n d D er s P e e t i v e l y
.
A l l
o f t h e m h a v e fa
r r e l a t i o n s h iP w i t h R
.
b u e r ej sn e a n d R
.
g r o s s u la r 故 i n e o l o n y E .
K E Y W O R D S
: R ib e s
,
i s o z y m e
,
e l u s t e r a n a ly s i s
, r e l a t i o n s h iP