全 文 ：收稿日期:2002-07-17
基金项目:甘肃省列项目(QS-981-B31-024)资助
作者简介:谢可军(1973-),男 ,湖南娄底人 ,在读博士.
10种早熟禾属植物的过氧化物酶同工酶分析
谢可军1 , 李阳春2 , 吴天德3
(1.浙江大学农业生物环境工程研究所 , 浙江　杭州　310029;2.甘肃农业大学草业学院 , 甘肃　兰州　730070;
3.甘肃动物营养研究所 , 甘肃　兰州　730030)
摘要:采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法对 10 种早熟禾属植物过氧化物酶(POD)同工酶进行分析 ,
结果表明:供试材料共出现了 58条酶带 , 但每个种的带数有所不同 , 最多出现8 条 , 最少只有 4条;
每种植物的 POD 酶谱大致可分为 A、B 、C 三区 , 其中酶带数量最多 、活性最强 、分布较为集中的是
B 区;各供试植物在酶谱特征以及种间相似程度上均有明显差异 , POD 同工酶技术对早熟禾属植
物进行物种鉴定以及种间遗传距离分析是可行的。
　　关键词:早熟禾属;过氧化物酶;同工酶;电泳;物种鉴定;种间遗传距离
　　中图分类号:S688.4　　文献标识码:A　　文章编号:1000-6311(2003)02-0030-04
Analysis on Peroxidase Isozyme of 10 Species of Poa.XIE Ke_jun1 , LI Yang_chun2 ,
WU Tian_de3(1.Inst itute of Agricultural Bio -Enviroment , Zhejiang Universi ty ,
Hangzhou 310029;2.Facul ty of Pratacultural , Gansu Agricultural University
Lanzhou 730070;3.Animal Nutrit ion Institute of Gansu , Lanzhou730030):
Grassland of China , No.2 ,2003 ,pp.30 ～ 33.
Abstract:The POD isozyme for ten species of Poa were analy zed by poly acrylamide elec-
trophoresis.The results showed:the experiment materials had 58 isozyme bands , but the
number of isozyme bands w as different with species , the maximum was 8 and the mini-
mum was 4.The POD zymog rams of each species can be divided into three regions(A ,
B ,C)f rom negative pole to posit ive pole , in w hich the B region has more isozyme bands ,
strong activi ty degree of similarity in inter_species.Therefo re , this method of POD
isozyme analysis can be used to identify species of Poa and study genetic distance and re-
lationships among the species.
Key words:Poa ;Peroxidase;Isozyme;Electrophoresis;Identification of species;Genetic
distance
　　早熟禾属(Poa L.)植物在我国约有 100
种 ,广泛分布于北方地区 ,是我国草原与草甸
植被组成中的重要成分。由于其营养丰富 、
适口性好 、再生能力和耐牧性强等特点成为
我国北方天然草地中非常重要的优良牧草。
早熟禾属植物的分类在禾本科中属难度
较大的属 ,主要原因是形态特征较为相似 ,可
—30—
第 25卷　第 2期　　　　　　　　　　　　中　国　草　地　　　　　　　　　　　　2003 年 3 月
Vol.25 　No .2　 　　　　　　　　　　　Grassland of China　　　　　　　　 　　　　Mar.2003
作为分类依据的器官结构较细微 ,而且受环
境影响变异性较大。同工酶是一种特异蛋白
质 ,是基因的直接产物 ,同工酶与生物的遗
传 、生长发育 、代谢调节等都有一定关系[ 1] 。
采用同工酶分析技术对物种种间 、品种间的
分类进行研究已十分广泛 ,其方法和技术较
为成熟。本研究采用 POD同工酶技术对分
布于甘肃境内的部分早熟禾属植物进行物种
鉴定及种间亲缘关系的探讨和分析 ,为我国
早熟禾属植物的深入研究提供依据 。
1　材料和方法
1.1　供试材料
本实验所采用的 10份早熟禾属材料是
采自甘肃省境内的野生种[ 2] ,其序号 、物种
名称 、来源见表 1 。
表 1　供试材料
Table 1　Materials used in this study
编号 种名 学名　 采集地
P1 高原早熟禾 P.alpigena 天祝
P2 草地早熟禾 P.pratensi s 肃南
P3 中华早熟禾 P.sinat tenuate 甘南
P4 硬质早熟禾 P.sphondylodes 兰州
P5 冷地早熟禾 P.crymophi la 甘南
P6 波伐早熟禾 P.poiphagorum 天祝
P7 华灰早熟禾 P.botryoides 甘南
P8 垂枝早熟禾 P.declinate 兰州
P9 锡金早熟禾 P.sikkimensis 甘南
P10 早熟禾 P.annua 兰州
1.2　方法
取孕穗前植株顶端的幼叶 5g ,用蒸馏水
冲洗干净 ,吸取 5ml预冷 T ris-甘氨酸缓冲
液(pH=8.3)在冰浴下研磨成匀浆 ,用纱布
过滤 ,滤液在 3000r/min 下离心 15min ,取上
清液置 4℃冰箱备用。采用聚丙烯酰胺凝胶
电泳法[ 3 , 5]进行电泳分离 , 每个样品重复 3
次。联苯胺法染色 ,染色后的胶板用 7%冰
醋酸固定 5 ～ 10min ,用清水漂洗后记录 、照
相。按相对泳动率 Rf(Rf=酶带迁移距离/
前沿指示剂距离)绘制模式图 ,标定酶带位
置。采用日本岛津 CS —910 双波长薄层色
谱扫描仪在 590nm 光下进行扫描 ,根据酶谱
相似系数进行聚类[ 4] 。
2　结果与分析
2.1　酶带及酶谱分布特征
10份材料的 POD 同工酶共产生了 58
条酶带 ,其中最多可在 8个位点(P3)出现酶
带 ,最少则只有 4 个(P6 、P8)位点出现酶带
(图 1 ,表 2)。依据酶谱特征 ,从负极到正极
按迁移率大致可显现为 A 、B 、C三个带区(表
2),即 A 区(0.086 ～ 0.103)、B 区(0.111 ～
0.155)和 C 区(0.163 ～ 0.172)。在 A区 ,10
个供试材料共出现了 20条酶带 ,其中包括 5
条活性强的主酶带 P2(A3)、P5(A3)、P7(A2)、
P8(A2)、P10(A2)和 9 条弱带和痕迹带(P3
(A1 、A2)、P9(A1 、A2)、P1(A3)、P2(A1)、P4
(A1)、P6(A1)、P7(A1))。而 B 区则是 10种
植物酶活性最强 、分布最多和最为集中的区
域 ,共出现了 33 条酶带 ,其中主酶带为 18
条 ,中级带为 8条 ,弱带及痕迹带为 7条 。从
各个种在 B 区酶带数来看 ,最多的是 P1 ,共
出现了 5条不同活性和位点的酶带;P2 、P 6 、
P8最少 ,各出现 2 条。但从带级上来看 , P1
(B6 、B7 、B8)、P4(B4 、B5 、B7)各出现了 3条主
酶带 ,P5(B5 、B6)、P8(B4 、B8)、P9(B5 、B7)、P10
(B5 、B6)各出现 2条主酶带 ,其余则各有 1条
主酶带;中级带主要是 P3(B5 、B8)、P7(B4 、
B5)各有 2 条 , P2(B8)、P6(B6)、P9(B4)、P10
(B7)各有 1条。而 7条弱带及痕迹带主要出
现在 P1(B4 、B5)、P3(B4)、P 4(B8)、P5(B8)、P9
(B6)、P10(B4)。C 区除 P8(C10)出现 1条中
级带外 , 只有 P2(C9)、P 3(C10)、P5(C9)、P9
(C10)各出现了 1条弱带及痕迹带 ,其余均未
出现酶带。显然 ,各种间不仅其酶带总数不
同 ,而且在各个区域分布的位点及带级也明
显的不同 。
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谢可军　李阳春　吴天德　10 种早熟禾属植物的过氧化物酶同工酶分析
图 1　早熟禾属植物 POD同工酶酶谱
Fig.1　The zymogram patterns of peroxidase isozymes of Poa
表 2　10 种早熟禾属植物 POD酶谱的 Rf值
Table 2　The Rf of peroxidase zymogram of 10 Poa species
材料 酶带数及迁移率
A(0.086～ 0.103) B(0.111～ 0.155) C(0.163～ 0.172) 总带数
P1 2(0.086 , 0.103) 5(0.111 , 0.126 , 0.137 , 0.143 , 0.155) 0 7
P2 2(0.086 , 0.103) 2(0.143 , 0.155) 1(0.163) 5
P3 3(0.086 , 0.093 , 0.103) 4(0.111 , 0.126 , 0.137 , 0.155) 1(0.172) 8
P4 2(0.086 , 0.093) 4(0.111 , 0.126 , 0.143 , 0.155) 0 6
P5 2(0.093 , 0.103) 3(0.126 , 0.137 , 0.155) 1(0.163) 6
P6 2(0.086 , 0.093) 2(0.126 , 0.137) 0 4
P7 3(0.086 , 0.093 , 0.103) 3(0.111 , 0.126 , 0.137) 0 6
P8 1(0.093) 2(0.111 , 0.155) 1(0.172) 4
P9 2(0.086 , 0.093) 4(0.111 , 0.126 , 0.137 , 0.143) 1(0.172) 7
P10 1(0.093) 4(0.111 , 0.126 , 0.137 , 0.143) 0 5
2.2　酶的活性与含量
10种植物在同种植物不同位点上的同
级酶带间 、不同植物的同级酶带间因酶含量
的不同其活性也不同 。因此 ,酶的含量决定
它的活性 ,这在它们的扫描图中得到了很好
的印证。酶带的酶含量高 ,活性就强 ,其峰值
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中国草地　2003 年　第 25卷　第 2期
高 、面积也大 ,反之则峰值低 ,面积小。
2.3　酶带的种间差异 、共有性与种间关系
10种植物除了在酶带数量 、位点以及分
布格局具有明显的不同外 ,它们在酶带的共
有性方面也表现出明显不同 ,即种与种之间 、
几种之间可以出现相同的 1条或几条以上的
共有酶带 ,但 10个种间却没有 1条共有的相
同带 。这不仅说明它们在种间相似程度上存
在着明显的差异 ,而且还表明 10种植物间存
在着一种较为复杂的遗传关系 ,这种复杂的
遗传关系在酶谱分析所得数据进行种间相似
性聚类(表 3)结果中也十分明确的反映了出
来。
表 3　10种早熟禾属植物种间遗传距离
Table 3　Genetic distance matrix among 10 Poa species
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
P1 .00
P2 2.00 .00
P3 1.73 2.65 .00
P4 2.24 2.65 2.00 .00
P5 1.73 2.24 2.00 2.45 .00
P6 2.24 2.24 2.00 2.00 2.00 .00
P7 1.73 2.65 1.41 1.41 2.00 2.00 .00
P8 2.65 2.65 2.00 2.00 2.45 2.45 2.45 .00
P9 2.24 3.00 1.41 1.41 2.45 2.00 1.41 2.00 .00
P10 2.24 3.00 2.00 1.41 2.00 2.00 1.41 2.00 1.41 .00
3　结论与讨论
采用过氧化物酶同工酶分析法对同属不
同物种进行分析不仅能较为客观的反映物种
间的遗传差异和它们的亲缘关系 ,而且利用
其进行物种的辅助鉴定 ,是一种较为方便 、有
效的手段 。
就本试验结果而论 , 10种材料间不仅各
自拥有的酶带数 、位点 、分布格局以及共有带
的带级各不相同 ,而且即使两种或多种间出
现的共有带其酶的含量 、活性强度也是不尽
相同的。说明这 10种材料属于 10个独立的
物种 ,但在它们之间存在着既独立又相关联 、
亲疏远近距离各不相同的一种非常复杂的种
间遗传关系 ,同时也表明早熟禾属植物的遗
传多样性是非常丰富的 ,而这种复杂的遗传
关系和丰富的遗传多样性可能是早熟禾属植
物特别能够适应世界温带地区的生态环境 ,
并以不同物种和组成成分广泛分布于各种生
态环境 ,而且能够长期 、稳定和持续存在的主
要原因之一。同时 ,这种复杂多样的遗传基
因为我们未来的遗传育种研究以及早熟禾属
的开发 、利用提供了非常丰厚的而有价值的
基因资源。
参考文献:
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谢可军　李阳春　吴天德　10 种早熟禾属植物的过氧化物酶同工酶分析