全 文 ：收稿日期:2007-07-30
基金项目:绿色农业发展关键技术集成研究与产业化示范(项目编号:
20060201);加拿大披碱草与老芒麦的杂种 F2代的遗传特性
研究(项目编号:QN005022)。
作者简介:李景环(1972-),女 ,在读博士研究生 ,讲师 , 主要从事分子
生物学 ,遗传学等的教学与科研工作。
酯酶同工酶标记鉴定加拿大披碱草和老芒麦的杂种后代
纯度研究
李景环 1, 2 , 　云锦凤 1 , 　王树彦 1 , 　郭利军3 , 　高晓波 2 , 　孟庆臣 4
(1.内蒙古农业大学生态环境学院 , 　呼和浩特 010019;
2.内蒙古师范大学生命科学与技术学院 , 　呼和浩特 010022;
3.鄂尔多斯市杭锦草原工作站 , 　内蒙古 鄂尔多斯 071400;
4.内蒙古呼和浩特市回民区环保局 , 　呼和浩特 010030)
StudyofEsteraseIsoymesMarkeronPurityIdentificationAmongCanadian
Elymuscandensis, E.sibiricusandTheirHybridProgeny
LIJing-huan1, 2 , YUNJin-feng1 , WANGShu-yan1 , GUOLi-jun3 , GAOXiao-bo2 , MENGQing-chen4
摘要:采用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳对加拿大披碱草和老
芒麦及其杂种 F1、F2的酯酶同工酶(EST)做了比较分析 , 结果
表明 , 亲本加拿大披碱草和老芒麦的同工酶可明显区分为 A、B
两个区 , 共有 4条相同位点的酶带 , 为亲本的基带。从酶蛋白
分子水平验证出亲缘关系相对较近;杂种 F1主要表现为互补
双亲的酶带类型 , 同时还丢失了部分双亲的酶带 ,证明 F1是真
正的杂种 , 杂种 F1的同工酶谱有偏向母本遗传的倾向;亲本与
杂种 F1的酶谱表型均有一定的差异;杂种 F2代的同工酶谱条
带主要表现为它的大多数条带与亲本 F1的相同 , 其他部分条
带表现出了一定的差异 , 但差异较小 , 同时还丢失了部分亲本
F1的酶带 , 结合表型性状 , 证明 F2是 F1自交产生的后代。 F2
代的 EST同工酶谱既继承了亲本部分的性状 ,又表现出了一定
的变异性。同工酶具有多态性 , 可作为遗传标记用于杂种鉴定
和目标性状植物的检测。
关键词:　加拿大披碱草;老芒麦;杂种 F1、 F2;酯酶同工酶
中图分类号:　S512　　　文献标志码:　A
文章编号:　1001-4705(2007)11-0075-02
蛋白质和酶都是生物体遗传物质染色体结构基因
DNA的初级或次级产物 ,可以看作是结构基因的一种
外部标记物 。不同种及不同变种的生物不但外部形态
有差异 ,由于其结构基因的差别 ,其表达产物酶和蛋白
质也必然存在着一定的差异。同工酶是指能催化同一
化学反应 ,但其酶蛋白本身的分子结构 、组成却有所不
同的一组酶 ,是由不同基因或等位基因编码的多肽链 ,
或是由同一基因转录生成不同的 mRNA翻译的不同
多肽链组成的蛋白质 。这类酶由两个或两个以上的亚
基聚合而成 ,彼此的理化性质及反应机制不同 ,可存在
于生物的同一种属或同一个体的不同组织中 ,甚至同
一组织同一细胞中 ,对生物的遗传 、细胞发育及代谢的
调节都很重要。同工酶分析作为一种遗传手段已广泛
应用于品种资源调查 ,杂种子代测定 ,种子纯度鉴定等
农林业各个领域 ,在指导生产方面发挥了很大的作用。
此外 ,它对研究不同产地 、不同种属生物之间的亲缘关
系也有积极意义 。本研究的目的主要是从酶蛋白分子
水平探讨杂种的纯度和遗传变异。为下一步杂种的育
性恢复和目标性状植物的选择提供依据。
1　材料和方法
1.1　供试材料
供试材料为选自内蒙古农业大学牧草试验站的加
拿 大 披 碱 草 (Elymuscandensis)和 老 芒 麦
(E.sibiricus)及其杂种 F1、F2 ,具体表 1。
表 1　供试材料及其基本情况
牧草名称 来源 主要特性
加拿大披碱草(♀)
Elymuscandensis 北美
高产 、叶量大 、抗寒 、
抗虫 、抗病
老芒麦(♂)
E.sibiricus 中国
结实率高、较抗寒 、
抗旱中等 、草质好
F1 内蒙古农大
F2 内蒙古农大
1.2　方　法
供试样品取混合样 ,来自 10个单株。以上材料取
分蘖期叶片 2g,加 4 mltris-甘氨酸电极缓冲液 (pH
8.3)、4ml10%甘油 ,冰溶迅速研磨成匀浆 ,移至 10ml
离心管 , 10 000 rpm冷冻离心 20 min, 取上清液置
-20℃冰箱内保存放置 。
采用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳法 ,胶版厚
1.5mm,浓缩胶浓度 4%, pH6.7 ,分离胶浓度 7.5%,
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问题探讨　　李景环 等:酯酶同工酶标记鉴定加拿大披碱草和老芒麦杂种后代的纯度研究
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2007.11.058
图 1　　　　　　　　　　　　　图 2
　　注:1.母本加拿大披碱草;　2.F2;　3.杂种F1;　 4.父本老芒麦。
表 2加拿大披碱草和老芒麦及其杂种 F1 、F2 EST同工酶酶带位置(Rf)
测定结果
牧草名称 酶　带　顺　序
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
加拿大披碱草(♀) 0.42 0.46 0.50 0.68 0.75 0.79 0.82
老芒麦(♂) 0.36 0.42 0.47 0.58 0.68 0.75 0.82
杂种 F1 0.36 0.42 0.46 0.68 0.75 0.79 0.82
F2 0.36 0.67 0.68 0.79
pH8.9 , 电极缓冲液为 tris-甘氨酸 (pH
8.3)每样槽进样量 80μl,在 4℃冰箱中电
泳 ,初始电压 80 V,当前沿指示剂走出浓
缩胶时稳压 200V,直至电泳结束 。
酯酶同工酶采用醋酸萘酯 -坚牢蓝 RR
盐染色法。染色后的胶版用 7%冰醋酸固
定 ,照像。按迁移率 Rf值(Rf=酶带迁移
距离 /前沿指示剂距离),酶带染色深浅 ,
宽度及带数绘制酶带模式图 ,标定每条酶
带位置 。
2　结果与分析
亲本加拿大披碱草的 EST同工酶带
数为 7条 ,老芒麦 7条 ,老芒麦酶谱无强带
(图 1、2,表 2)。加拿大披碱草有 3条特征
带 , Rf值分别为 0.46, 0.50, 0.79;老芒麦
有 3条特征带 , Rf值分别为 0.36, 0.47,
0.58;两亲本有 4条基带 ,它们的 Rf值依
次为 0.42 , 0.68, 0.75, 0.82。基带数都占
加拿大披碱草和老芒麦总酶带的 57.1%,
验证了两亲本的亲缘关系较近 。
杂种 F1代的 EST酶带数为 7条 ,其中有 4条酶带
为双亲共有的基带(图 1、2,表 2)。 F1出现 3条互补
酶带 ,两条为来自母本的 Rf值为 0.46, 0.79的酶带 ,
另一条为来自父本的 Rf值为 0.36的酶带。同时双亲
酶带谱中的部分酶带在 F1代中有丢失现象 ,加拿大披
碱草酶带在 F1代中丢失 1条 ,老芒麦酶带在 F1代中
丢失 2条。杂种 F1多数酶带的活性与母本相同。
杂种 F2代的 EST酶带数为 4条 ,其中有亲本的 3
条酶带(图 1、2 ,表 2), Rf值为 0.36, 0.68, 0.79。同时
出现了亲本没有的 1条酶带 , Rf值为 0.67。杂种 F2
既继承了 F1的一部分性状 ,又出现了一定的变异 。
3　讨论与小结
3.1　加拿大披碱草和老芒麦的 EST同工酶谱中有 4
条相同位点的基带 , 基带数都占加拿大披碱草和老芒
麦总酶带的 57.1%,这就从酶蛋白分子水平验证出两
亲本的亲缘关系相对较近 。
3.2　杂种 F1代的 EST同工酶谱主要表现为互补双亲
的酶带类型 ,同时还丢失了双亲的部分酶带 。杂种 F1
代的 EST酶带总数为 7条 ,其中有 4条酶带为双亲共
有的基带 ,还出现 3条互补酶带 ,有两条来自母本 ,另
一条来自父本 ,从同工酶遗传标记水平证明 F1是真正
的杂种 ,这与形态指标及细胞水平的鉴定结果一致。
同时双亲酶带谱中的部分酶带在 F1代中有丢失现象 ,
加拿大披碱草酶带在 F1代中丢失 1条 ,老芒麦酶带在
F1代中丢失 2条 ,这可能是遗传重组的结果 。杂种 F1
多数酶带的活性与母本相同 ,有偏向母本遗传的倾向。
3.3　F2代的 EST同工酶谱共有 4条带 ,其中有 3条
带与 F1相同 ,另外一条为新出现的带。在与 F1相同
的 3条带中 ,一条为双亲共有带 ,另外两条分别来自父
本和母本。这表明 , F2继承了父母本及 F1的大部分
遗传性状 ,并表现出了一定的变异性 ,从 EST同工酶
谱来看 , F2是 F1自交产生的后代。
3.4　亲本及其杂种 F1、F2的 EST同工酶谱表型均具
有一定的差异性 ,表明 EST同工酶具有多态性 ,可作
为遗传标记用于杂种鉴定和目标性状植株的检测。
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第 26卷　第 11期　2007年 11月　　　　　　　　　　　种　子　(Seed)　　　　　　　　　　Vol.26　No.11　Nov.　2007