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加拿大披碱草和老芒麦及其杂种F_1同工酶分析



全 文 :加拿大披碱草和老芒麦及其杂种 F1 同工酶分析
李造哲1 , 马青枝1 , 云锦凤1 , 赵爱桃2
(内蒙古农业大学 ,内蒙古 呼和浩特 010019;2.宁夏草原工作站 ,宁夏 银川 750002)
摘要: 采用聚丙烯酰胺垂直平板电泳技术对加拿大披碱草和老芒麦及其杂种 F1 的过氧化物
酶(POD)同工酶 、酯酶(EST)同工酶做了比较分析。结果表明 , 亲本加拿大披碱草和老芒麦的 POD
同工酶可明显地分成 A、B两区 , 共有 8 条相同位点的酶带 ,为亲本的基带 , 在 EST 同工酶谱中双亲
有 6条基带 ,从酶蛋白分子水平验证出两亲本的亲缘关系相对较近;杂种 F1 的 POD和 ES T 同工酶
谱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 , 杂种 F1 的 POD 和 EST 同工
酶谱有偏向母亲遗传的倾向;亲本与杂种 F1 的酶谱表型均有一定的差异;POD与 EST 同工酶具多
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。
关键词: 加拿大披碱草;老芒麦;杂种 F1;过氧化物酶同工酶;酯酶同工酶
中图分类号:S543  文献标识码:A 文章编号:1000-6311(2000)05-0028-04
Analysis of Peroxidase Isozymes and Esterase Isoymes of Elymus candensis , E .sibiri-
cus and Their Hybrid F1.LI Zao-zhe , MA Qing-zhi , YUN Jin-feng (Inner Mogol ia
Aricultural University , Hohhot 010019 , China):Grassland of China , No.5 , 2000 ,
pp.28 ~ 31.
Abstract: The perox idase (POD)isozymes and esterase (EST)isozymes of Elymus
candensis , E .sibiricus and their hybrid F1 were analyzed by poly acrylamid gel elec-
tropho resis.The results showed that the POD zymog ram of E .candensis and E .sibir-
icus can be divided into two regions(A and B), there w ere 8 isozyme bands at same lo-
cat ion , which w ere parental base bands , there were 6 parental base bands of EST
isozymes , it is implied that the tw o parents had relat ively closer relation;the zymogram
types of the hybrid F 1 were mainly the mutual suplementary isozymes of the parents , at
same time , some isozyme bands of the parents w ere lost , the zymog ram of the hybrid F 1
showed a tendency tow ard the maternal type;there w ere dif ferences in the zymog rams
between parents and their hybrid;there were polymorphisms in the POD and EST
isozymes w hich can be used as genet ic marker to identify hybrid and to determine the
plants w ith object characteristics.
Key words: E lymus candensis; E .sibiricus; Hybrid F1; Peroxidase isozyme;
 Esterase isozyme
1 引言
同工酶是基因的直接产物 ,与生物的遗
传生长发育 、代谢调节及抗性等有密切关系 ,
收稿日期:2000-02-21
作者简介:李造哲(1962-)男 ,副教授 ,在读博士 , 1988
年内蒙古农牧学院草原专业硕士毕业 ,主要从事牧草种质
资源的研究工作.
中 国 草 地
Grassland of China
  2000 , No.5 , pp.28 ~ 31                               
其结构上的差异主要反映了基因的差异 ,所
以同工酶分析方法已成为现代遗传育种研究
的一个有力工具 。同工酶电泳技术已广泛用
于植物种质资源鉴定 、遗传标记 、杂种鉴定和
远缘杂种遗传变异分析中 。本研究拟对加拿
大披碱草和老芒麦及其杂种 F1 的过氧化物
酶(POD)同工酶 、酯酶(EST)同工酶进行比
较分析 ,试图从酶蛋白分子水平探讨杂种的
遗传变异和对亲本性状的继承情况 ,为下一
步杂种的育性恢复和目标性状植株的选择提
供依据。
2 材料和方法
2.1 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(Elymus candensis)、老
芒麦(E.sibiricus)及其杂种 F1 ,父母本的基
本情况见表 1。
表 1 供试材料及其基本情况
牧草名称 学  名 来源 主  要 特 性
加拿大披碱草(♀) Elym us candensis 北美 高产 ,叶量大 ,抗寒,抗虫 ,抗病
老芒麦(♂)    Elym us sibi ricus 中国 结实率高 ,较抗寒,抗旱中等 ,草质好
2.2 方法
取分蘖期叶片 1g ,加 2m l tris-甘氨酸
电极缓冲液(pH8.3)、2ml 10%甘油 ,冰溶迅
速研磨成匀浆 ,移至 5ml离心管 , 10000rpm
冷冻离心 20min ,取上清液置 0℃以下冰箱保
存备用。
采用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳法。
胶板厚 1.5mm ,浓缩胶浓度 4%, pH6.7 ,分
离胶浓度 7.5%, pH8.9 ,电极缓冲液为 T ris
-甘氨酸(pH8.3)。过氧化物酶同工酶每样
槽进样量 20μl , 酯酶同工酶每样槽进样量
80μl ,在 4℃冰箱内电泳 ,初始电压 100V ,当
前沿指示剂走出浓缩胶时稳压 250V ,直至电
泳结束。
过氧化物酶同工酶采用醋酸联苯胺染色
法 ,酯酶同工酶采用醋酸萘酯 -坚牢蓝 RR
盐染色法 。染色后的胶板用 7%冰醋酸固
定 ,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 ,标定酶带位置 ,照像并制成干
板保存。
3 结果与分析
3.1 过氧化物酶同工酶
依据 POD酶带相对迁移率(Rf值)的大
小和酶带集中程度 ,所有供试材料的酶谱从
负极到正极都明显地分为两个区(图 1 ,表
2):Rf值在 0.04 ~ 0.30 范围内的酶带为慢
区 ,视为A 区;Rf值在 0.76 ~ 0.90范围内的
酶带为快区 ,视为 B区。
图 1 加拿大披碱草和老芒麦及其杂种 F1POD酶谱模式
1———加拿大披碱草(♀);2———杂种 F1;3———老芒麦(♂)
由图 1可知 ,亲本加拿大披碱草的 POD
同工酶带为 8条 ,老芒麦为 10条 , 老芒麦有
29第 5期  李造哲 马青枝 云锦凤 赵爱桃  加拿大披碱草和老芒麦及其杂种F1 同工酶分析
表 2 加拿大披碱草和老芒麦及其杂种 F1 POD 同工酶酶带位置(Rf)测定结果
牧草名称 A 区各带 Rf值 B区各带 Rf值
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2
加拿大披碱草(♀) 0.04 0.07 0.15 0.19 0.23 0.27 0.30 0.76
老芒麦(♂) 0.04 0.07 0.11 0.15 0.19 0.23 0.27 0.30 0.76 0.90
杂种 F1 0.04 0.07 0.15 0.19 0.23 0.27 0.30 0.76 0.90
2条特征带 ,即 A3(Rf为 0.11)和 B2(Rf为
0.9)。加拿大披碱草和老芒麦均有位点相同
的8 条酶带 ,即 A1 、A3 、A4 、A5 、A6 、A7 、A8 、
B1 ,可以看作是它们的基带 ,这表明它们之间
的亲缘关系相对较近 。
杂种 F1 的 POD同工酶带数介于双亲之
间 ,为 9条 ,其中有 8条继承了双亲的基带。
在A8位点 ,两亲本均为弱带 ,而杂种 F1 表现
为强带 ,这可能是杂种优势的体现。在 B1 位
点 ,母本及 F1 均为弱带 ,而父本为痕迹带。
在 B2 位点 ,杂种 F1 互补了父本的酶带 ,且活
性较父本强 。同时 ,杂种 F1 丢失了父本的一
条酶带A3(Rf为 0.11)。
3.2 酯酶同工酶
亲本加拿大披碱草的 EST 同工酶带数
为 10条 ,老芒麦为 8条 ,无强带(图 2 ,表 3)。
加拿大披碱草有 4 条特征带 , Rf 值分别为
0.16 、0.41 、0.47 、0.55;老芒麦有 2 条特征
带 , Rf值分别为 0.13 、0.35 。两亲本有相同
的 6 条基带 , 它们的 Rf 值依次为 0.08 、
0.23 、0.58 、0.63 、0.76 、0.85 ,基带数分别占
加拿大披碱草和老芒麦总酶带数的 60%和
75%,进一步验证了两亲本的亲缘关系相对
较近 。
杂种 F1EST 酶带数为 8条 ,其中有 6条
酶带为双亲共有的基带(图 2 ,表 3)。F1 出
现两条双亲的互补酶带 ,一条为来自母本的
Rf值为 0.35的酶带 ,另一条为来自父本的
Rf值为 0.16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
碱草酶带在杂种 F 1中丢失 2条 ,老芒麦酶带
在杂种 F1 中丢失 1条 。杂种 F1 多数酶带的
活性与母本相同。
   图 2 加拿大披碱草和老芒麦及其
杂种 F1EST 同工酶谱模式
1———加拿大披碱草(♀);2———杂种 F1;3———老芒麦(♂)
表 3 加拿大披碱草和老芒麦及其杂种 F 1 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 12
加拿大披碱草(♀) 0.08 0.16 0.23 0.41 0.47 0.55 0.58 0.63 0.76 0.85
老芒麦(♂) 0.08 0.13 0.23 0.35 0.58 0.63 0.76 0.85
杂种 F1 0.08 0.16 0.23 0.35 0.58 0.63 0.76 0.85
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4 讨论与小结
4.1 加拿大披碱草和老芒麦 POD同工酶谱
可明显地分成 A 、B两个区 ,在 A区有 7条相
同位点的酶带 , B区有一条相同位点的酶带 ,
它们是亲本的基带 。在 EST 同工酶谱中 ,则
有 6条相同位点的基带。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 。
4.2 杂种 F1POD和 EST 同工酶谱主要表
现为互补双亲的酶带类型 ,同时还丢失了部
分双亲的酶带 。杂种 F1POD同工酶谱丢失
了父本的一条酶带 ,互补了父本的一条酶带 ,
母本的酶带没有丢失。杂种 F1EST 同工酶
谱中互补了双亲的 2条酶带 ,同时丢失了父
本的 1条酶带和母本的 2条酶带 ,杂种 F1 的
多数酶带活性与母本相同。杂种 F 1 的 POD
和 EST 同工酶谱有偏向母本遗传的倾向 。
4.3 亲本及其杂种 F 1 的 POD与 EST 同工
酶谱表型均存在一定的差异 , 表明 POD 与
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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