全 文 ：收稿日期:2004 - 09 - 17;修回日期:2004- 11- 22
基金项目:教育部高等学校骨干教师资助项目(E200011)
作者简介:陈传军(1980 -),男 ,湖北潜江人 ,在读硕士.
南农选系草地早熟禾 POD 同工酶的
酶谱特征及与其它品种的差异
陈传军 ,沈益新 ,周建国
(南京农业大学动物科技学院 , 　南京　210095)
　　摘要:利用聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳技术对南农选系及 16 个当前生产上应用较多的草地早
熟禾品种的过氧化物酶同工酶进行了研究。结果表明 ,供试材料共在 18 个位点表现酶带。南农选
系表现出 13 条酶带 , 除与其它 16 个品种所共有的 6 条主酶带外 ,还出现了其特有的 7 条酶带。对
不同品种 POD同工酶酶谱信息进行相异性类平均聚类分析 , 17 个供试品种(系)聚为 3 类 , 其中南
农选系 、美国品种“Merit”及其它 15 个品种分别各成一类。据此推测 , 南农选系与其它供试品种的
亲缘关系相对较远 ,为一个相对独立的品系。
　　关键词:南农选系;草地早熟禾;过氧化物酶同工酶;聚丙烯酰胺凝胶电泳;聚类分析
　　中图分类号:S688. 4　　文献标识码:A　　文章编号:1000-6311(2005)02-0036-07
Zymogram Characteristics of Peroxidase Isozymes of Nannong Line Kentucky Bluegrass
and Its Differences between Other Cultivars. CHEN Chuan-jun , SHEN Yi-xin ,ZHOU
Jian-guo(College o f Animal S cience and Technology , Nanj ing Agricultural Uni-
versi ty , Nanj ing 210095 , China):Grassland of China , No. 2 , 2005 ,pp. 36 ～ 42.
Abstract:Iso zymes o f Peroxidase(POD) of Nannong line and o ther cultiva rs in Poa
pratensis L. we re analyzed by po lyacry lamide gel plate electrophoresis. The results
show ed that the POD zymograms of experimental materials had 18 isozyme bands.
The Nannong line had 13 isozyme bands , 6 bands w ere the same wi th othe r cultivar s
and 7 bands w ere different f rom o ther cult ivars. The informat ion of POD isozymes in
dif ferent cultiv ars w as analy zed by cluster analy sis. It show ed that the 17 cultivar s
might be classi fied into 3 g roups. The relationship betw een Nannong line and o ther
cultivars w as relatively w ide. The Nannong line may be regarded as a independent
line.
Key words:N annong line;Kentucky blueg rass;Peroxidase iso zyme;Po ly acry lamide
gel plate electrophoresis;Cluste r analy sis
—36—
第 27卷　第 2期　　　　　　　　　　　　中　国　草　地　　　　　　　　　　　　2005 年 3 月
Vol. 27　No. 2　 　　　　　　　　　　　Grassland o f China　　　　　　　　 　　　　Mar. 2005
　　同工酶技术能准确地表达种间和品种间
的亲缘关系 ,已成为植物分类和鉴定研究的
重要方法 ,并已成功运用于豆科 、茄科 、柏木
属 、苹果属 、胡桃属等的分类[ 1 ～ 5] 。20 世纪
70年代以来 ,同工酶技术在草业科学领域中
应用于物种 、变种和品种的区分鉴定亦取得
了不少成绩[ 6 ～ 8] 。
草地早熟禾(Poa pratensis L.)是目前
世界上应用最广泛的冷季型草坪草种之一 ,
但在夏季高温干旱的地区很难越夏 ,其应用
受到很大限制。南农选系是根据长江中下游
地区夏季高温伏旱的气候条件从引进的欧美
草地早熟禾品种的越夏植株中筛选出的耐高
温干旱能力较强的品系[ 9] 。为明确该品系生
理特征 、特性以及与其它品种间的亲缘关系 ,
本试验分析比较了南农选系与其它品种过氧
化物酶(POD)同工酶酶谱的异同 ,以期为南
农选系的推广应用及品系识别提供依据 。
1　材料与方法
1. 1　材料
供试草地早熟禾(Poa pratensis L. )品
种(系)共 17个 ,种子来源见表 1。2003年 9
月 20日将各品种(系)播于南京农业大学江
浦农场 ,翌年 3月采集处于分蘖期的幼嫩叶
片 ,4℃冰箱中保存备用。
1. 2　方法
1. 2. 1　酶液提取
称取 1g 幼嫩叶片 ,洗净并吸干水分 ,剪
成 0. 5cm 左右的小段。每次 1m l , 3 次加入
酶提取液(含 10%蔗糖的电极缓冲溶液)冰
浴研磨 ,10000r /min 、4℃下离心 15min ,取上
清液冰浴备用。
1. 2. 2　电泳及染色
采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳法 。分
离胶浓度 7. 2%,浓缩胶浓度 3. 1%,分离胶
缓冲溶液为 pH8. 9的 Tris - HCl ,浓缩胶缓
冲溶液为 pH6. 7的 Tris - HCl ,电极缓冲溶
表 1　供试材料及其来源
Table 1　Materials and its original
编号 品种(系)名称 来 源
Code Cul tivars(S train) Original
1 - 　　　　南农选系 　 南京
2 Midnight(W)　[ 午夜(白)] 美国
3 C onni　　　　(康尼) 丹麦
4 Midnight(B)　[ 午夜(蓝)] 美国
5 Bluechip　　　(抢手股) 美国
6 Quan tum Leap　(大跃进) 美国
7 Im pact　　　　(浪潮) 美国
8 Balinn　　 　　(巴林) 丹麦
9 Aw ard　　　　(奖品) 美国
10 Liberator　　　(解放者) 美国
11 Am erica　　 　(美洲王) 美国
12 Nublue　　 　(兰神) 美国
13 S obra　　 　　(索宝) 丹麦
14 M erit　　 　　(优异) 美国
15 Total Eclipse 　(超级伊克利) 美国
16 Nas sau　　　　(纳苏) 美国
17 Freedom Ⅱ　 　(自由 2号) 美国
液为 pH8. 3的 Tris - G ly 。将酶提取上清液
与 0. 01%溴酚蓝 5∶1混合均匀后加样 ,加
样量为每槽 25μl , 150v 电压下稳压电泳至前
沿指示剂距离凝胶底部 1cm 左右(约 7 ～ 8h)
后停止电泳 ,剥胶染色。染色参照 Edroin[ 1 0]
介绍的抗坏血酸- 联苯胺染色法进行。
1. 2. 3　数据分析
参照 Kuhus[ 8] 介绍的方法计算相对迁移
率 Rf值 ,并应用 Vaughan[ 11] 的方法计算酶
谱距离(酶谱相似性系数),即酶谱距离=两
分类群不相同酶带数 /两分类群酶带总数 ,最
后对不同品种叶片 POD同工酶酶谱信息进
行相异性类平均聚类分析 。
2　结果与分析
2. 1　酶带及酶谱分布特征
—37—
陈传军　沈益新　周建国　南农选系草地早熟禾 POD同工酶的酶谱特征及与其它品种的差异
17个草地早熟禾品种(系)叶片的 POD
同工酶酶谱如图 1 、图 2 和表 2 所示。南农
选系与其它 16个品种在酶带数量 、位点及染
色深浅上都存在一定差异 。从酶带数量上
看 ,供试品种(系)在 18 个位置上呈现酶带。
其中 ,丹麦品种 Conni的酶带最多 ,在 15个
位点出现酶带;美国品种 Bluechip 和 Merit
表现的酶带最少 ,共表现出 9条酶带 。南农
选系具有 13条酶带 , 与美国品种 Impact和
To tal Eclipse相似 , 而不同于其它品种。从
图 1　供试品种(系)POD同工酶酶谱
Fig. 1　The POD isozyme pho tog raph of experimental cultiv ars
图 2　供试品种(系)POD同工酶酶谱模式
F ig. 2　POD isozyme idio gr am of experimental cultiv ar s
—38—
中国草地　2005 年　第 27卷　第 2期
表 2　供试品种(系)POD同工酶酶带数及 Rf值
Table 2　POD isozyme bands and Rf value of experimental cultivars
品种
编号
Code
谱带编号和迁移率(Code and Rf)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
总带数
To tal
Bands
1 0. 025 ,0. 069 ,0. 075 , 0. 109 0. 174 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 43 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 13
2 0. 069 ,0. 075 , 0. 109 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 , 0. 43 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 10
3 0. 025 ,0. 069 ,0. 075 ,0. 098 ,0. 109 ,0. 139 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 , 0. 661 15
4 0. 069 ,0. 075 ,0. 098 ,0. 109 ,0. 139 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 43 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 14
5 0. 075 ,0. 098 , 0. 109 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 9
6 0. 069 ,0. 075 ,0. 098 ,0. 109 ,0. 139 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 43 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 14
7 0. 069 ,0. 075 , 0. 109 ,0. 139 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 , 0. 403 0. 43 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 13
8 0. 025 ,0. 069 ,0. 075 ,0. 098 ,0. 109 , 0. 174 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 , 0. 661 14
9 0. 075 , 0. 109 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 43 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 11
10 0. 069 ,0. 075 , 0. 109 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 43 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 12
11 0. 069 ,0. 075 , 0. 109 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 10
12 0. 075 , 0. 109 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 , 0. 466 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 10
13 0. 069 ,0. 075 ,0. 098 ,0. 109 , 0. 174 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 , 0. 661 14
14 0. 098 ,0. 109 ,0. 139 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 , 0. 504 , 0. 544 9
15 0. 069 ,0. 075 ,0. 098 ,0. 109 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 43 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 13
16 0. 075 , 0. 109 , 0. 21 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 , 0. 43 , 0. 466 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 , 0. 661 12
17 0. 069 ,0. 075 ,0. 098 ,0. 109 , 0. 252 ,0. 305 ,0. 357 ,0. 403 , 0. 43 , 0. 504 , 0. 544 , 0. 603 12
各酶带的染色及分布位点看 ,南农选系有 7
条酶带染色较深 ,来自美国的品种 M idnight
(B)、To tal Eclipse 和 Freedom Ⅱ以及来自
丹麦的品种 Conni 、Sobra 有 10 条染色较深
的酶带;但美国品种 Bluechip 仅有 3条深色
酶带 。就 POD同工酶的酶带分布位点来说 ,
供试品种(系)POD 酶带的 Rf 值分布于
0. 025 ～ 0. 661之间 ,且都具有 Rf 为 0. 109 、
0. 252 、0. 305 、0. 357和 0. 504 、0. 544的6条
主酶带 ,这可能是草地早熟禾在长期进化中
所形成的特征酶带 ,显示出其遗传的稳定性。
南农选系除具有早熟禾共有的特征酶带外 ,
还具有其特有的 Rf为 0. 025 、0. 069 、0. 075 、
0. 174 、0. 403 、0. 43 、0. 603的酶谱带 , 与其
它 16个品种均存在不同程度的差异 。南农
选系与丹麦品种 Balinn 和 Sobra 在第 7个
位点上具较深的酶带 , 为其它供试品种所没
有 , 这可能与某些特定的生长特性有关 。
2. 2　酶谱距离
17个供试品种(系)POD 同工酶酶谱距
离的分析结果如表 3。各品种与美国品种
Merit和南农选系间的酶谱距离相对较大 ,
分别为 0. 217 ～ 0. 391 和 0. 167 ～ 0. 333;其
余 15个草地早熟禾品种间的酶谱距离值均
较小 。南农选系和美国品种 Merit间的酶谱
距离最大 , 为 0. 524 , 其次是美国品种
Nublue , 酶谱距离为 0. 364;与丹麦品种
Balinn酶谱距离最小 ,仅为 0. 154 。
—39—
陈传军　沈益新　周建国　南农选系草地早熟禾 POD同工酶的酶谱特征及与其它品种的差异
表 3　供试品种(系)POD同工酶的酶谱距离
Table 3　Zymogram distances of POD isozyme of experimental cultivars
品种编号
Code
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 0. 000
2 0. 182 0. 000
3 0. 259 0. 280 0. 000
4 0. 231 0. 167 0. 103 0. 000
5 0. 333 0. 158 0. 250 0. 217 0. 000
6 0. 231 0. 167 0. 103 0. 000 0. 217 0. 000
7 0. 200 0. 130 0. 143 0. 037 0. 273 0. 037 0. 000
8 0. 154 0. 250 0. 103 0. 214 0. 217 0. 214 0. 259 0. 000
9 0. 217 0. 143 0. 231 0. 120 0. 200 0. 120 0. 083 0. 280 0. 000
10 0. 167 0. 091 0. 185 0. 077 0. 238 0. 077 0. 040 0. 231 0. 043 0. 000
11 0. 273 0. 100 0. 200 0. 167 0. 158 0. 167 0. 130 0. 250 0. 143 0. 091 0. 000
12 0. 364 0. 200 0. 280 0. 250 0. 158 0. 250 0. 217 0. 333 0. 143 0. 182 0. 100 0. 000
13 0. 231 0. 250 0. 103 0. 143 0. 217 0. 143 0. 185 0. 071 0. 200 0. 154 0. 167 0. 250 0. 000
14 0. 524 0. 368 0. 250 0. 217 0. 222 0. 217 0. 273 0. 391 0. 300 0. 333 0. 263 0. 273 0. 304 0. 000
15 0. 200 0. 130 0. 143 0. 037 0. 182 0. 037 0. 077 0. 185 0. 083 0. 040 0. 130 0. 217 0. 111 0. 273 0. 000
16 0. 333 0. 182 0. 259 0. 231 0. 238 0. 231 0. 200 0. 308 0. 130 0. 167 0. 182 0. 091 0. 231 0. 333 0. 200 0. 000
17 0. 167 0. 091 0. 185 0. 077 0. 143 0. 077 0. 120 0. 154 0. 130 0. 083 0. 182 0. 273 0. 154 0. 333 0. 040 0. 250 0. 000
2. 3　聚类分析
为进一步了解南农选系与 16个当前应
用较多品种间亲缘关系 ,对供试材料POD同
工酶谱距离进行相异性类平均聚类分析 ,结
果如图 3。17个品种(系)共聚了 16次 ,按距
离远近 ,美国品种 M idnight(B)(编号 4)和
Quantum Leap(编号 6)首先聚成一类 ,之后
来自美国的 Midnight(W)、Midnight(B)、
Bluechip 、Quantum Leap 、Impact 、Award 、
Liberato r 、America 和 Nublue以及来自丹麦
的 Conni 、Balinn 和 Sobra 因其类平均距离
相对较小 ,均聚入此类形成一大类;南农选系
与这一类距离较远而后聚入;最后聚入的是
美国品种 Merit 。从 POD 同工酶聚类情况
可知 ,南农选系与国内当前应用较多品种之
间亲缘关系相对较远 ,可作为一个相对独立
的品种(系)。此外 ,美国品种 Merit 与南农
选系及其它 15个品种亲缘关系最远而成一
类 ,其余 15个品种亲缘关系较近成为一类。
3　小结
本试验对 POD同工酶的分析结果表明 ,
南农选系和当前应用较多的 16个品种(系)
均拥有各自的 POD 同工酶谱特征 ,在酶带
数 、染色深浅及分离上既有共同的特征 ,也存
在明显差异。各品种(系)共有的主酶带 ,显
示出草地早熟禾在长期进化中具有很强的遗
传稳定性;各品种因培育背景和育成环境的
不同 ,形成了各异的生理特征 ,这种差异在
POD同工酶酶谱带特征上亦得到了反映 。
南农选系因长期在长江中下游地区气候过渡
带条件下选育 ,具有较强的耐高温干旱能力 ,
—40—
中国草地　2005 年　第 27卷　第 2期
图 3　供试品种(系)类平均距离聚类
Fig. 3　UPGMA dendrog ram of experimental cultivar s based of isozyme ana ly sis
形成了有别于其它品种的 POD同工酶酶谱
特征 。就本试验结果来说 ,南农选系在 POD
同工酶酶带数及染色深浅 、位点 、分布格局等
方面与当前品种都存在很大程度的差异 ,显
示出与其它品种相对较大的遗传距离。
同工酶往往由该酶的单个基因位点的多
个等位基因或多个位点的等位基因控制 。同
工酶酶谱能表现出若干条酶带 ,如本研究的
POD酶表现出 18条 。虽然单独分析某一条
带的有无或谱带染色深浅来比较和鉴定品种
间酶谱差异具有很大的局限性 ,但若用全部
酶谱带的酶谱距离进行定量分析则可全面和
准确地反映出品种或种间酶谱特征和差异;
再针对酶谱距离进行聚类分析 ,就能更加清
楚地了解各供试材料的亲缘关系。本研究对
17个品种(系)的 POD同工酶谱的酶谱距离
进行相异性类平均聚类分析 ,较直观地显示
了南农选系与其它 16品种(系)间亲缘关系。
根据聚类结果 ,可以推测南农选系与当前生
产上应用较多的品种亲缘关系相对较远 ,可
作为一个相对较独立的品种(系)。
同工酶谱可以作为一个品种的特征 ,具
有一定的遗传稳定性。本试验选用春季营养
生长期的叶片作为研究材料 ,较好地显示出
南农选系具有不同于其它品种的酶谱特征;
这些酶谱表型可作为南农选系区别于其它品
种的依据 。
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中国草地　2005 年　第 27卷　第 2期