全 文 ：＊通讯作者 , E-mail:zaozheli@hotm ail.com
收稿日期:2010-01-12;修回日期:2010-03-19
基金项目:内蒙古自治区科技厅创新引导基金(20071923);内蒙
古自然科学基金(20080404MS0406);“十一五”科技支撑项目
(2008BADB3B02)
作者简介:李强(1984-),男(蒙古族),内蒙古呼和浩特市人,在读硕士
研究生,研究方向为草地生态 ,E-mail:qianglvictory2008@yahoo.cn.
文章编号:1673-5021(2010)04-0065-04
披碱草与野大麦杂交种 BC1F2 代的同工酶分析
李　强1 ,李造哲2 , ＊ ,云锦凤2 ,于　卓3
(1.内蒙古大学生命科学学院 ,内蒙古　呼和浩特　010021;2.内蒙古农业大学生态环境学院 ,
内蒙古　呼和浩特　010019;3.内蒙古农业大学农学院 ,内蒙古　呼和浩特　010019)
　　摘要:采用不连续聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳方法 , 对披碱草 、野大麦及其杂种 BC1F2 代分蘖期叶片的过氧
化物酶(POD)和酯酶(EST)同工酶进行分析 ,结果表明:杂种 BC1F2 代的 POD、EST 同工酶谱表现为双亲的互补类
型;杂种 BC1F 2 代的 POD和 ES T 同工酶谱中亲本的个别酶带有丢失现象 ,在 EST 同工酶谱中产生了 1 条杂种带
(Rf=0.11);BC1F2 代POD 同工酶谱的酶带基本相同 , EST 酶带特征差异较大 ,出现双亲互补带和杂种带;BC1F2 代
的 POD和 EST 同工酶谱明显地受轮回亲本野大麦的影响 , 说明回交使野大麦的某些性状在 BC1F 2 代进一步加强。
聚类分析结果表明 , Y1F2 -5(7 号)与 P 1F2 -1(12 号)及 Y1F 2 -3(5 号)与 Y1F2 -4(6 号)有极其近的遗传关系 ,野
大麦与 BC1F2 代多数株系有较近的遗传关系;POD与 ES T 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:披碱草;野大麦;杂种 BC1F2 ;同工酶酶谱
中图分类号:S543.9;Q554　　　文献标识码:A
　　同工酶是基因的直接产物 ,与生物的遗传 、生长
发育 、代谢调节等有密切关系 ,其结构差异能反映基
因的差异[ 1] 。同工酶蛋白质分子组成的多样性与遗
传基因有密切关系 ,也与受基因控制的外部形态性
状和生理性状有密切关系 ,因此同工酶可以用为基
因与性状的重要桥梁[ 2] 。用同工酶作为遗传标记 ,
已广泛应用于作物育种及饲草栽培选育工作中[ 3] 。
披碱草(E lymus dahuricus Turcz.)和野大麦(Hor-
deum brev isubulatum Link.)是具有重要经济和生
态价值的小麦族多年生优良牧草[ 4] ,为了使二者的
优良性状结合在一起培育出新品种 ,前人对披碱草
和野大麦进行了属间远缘杂交 ,获得有育种价值的
杂种 F 1代 ,并在此基础上进行了回交试验 ,对披碱
草和野大麦的 BC1F 1(回交 1 代的自交 1 代)及
BC1F2 、BC1F 3 进行了深入的研究[ 4 ～ 5] 。本试验拟对
披碱草和野大麦杂交种 BC1F2代的过氧化物酶(POD)
和酯酶(EST)同工酶进行比较分析 ,试图从酶蛋白分子
水平分析杂种后代的遗传变异和对亲本的继承情况 ,
为杂种优势利用及目标性状植株选择提供依据。
1　材料与方法
1.1　供试材料
供试材料见表 1。材料种植在内蒙古农业大学
牧草试验站 ,试验站位于呼和浩特市东郊 ,年降水量
400mm 左右 ,无霜期 145d ,土壤为沙壤质暗栗钙土 ,
pH7.8 ～ 8.2 ,肥力适中 ,具有灌溉条件。
表 1　供试材料
Table 1　Tested materials
编号
No.
材料名称
Material nam e
编号
No.
材料名称
Material nam e
1 披碱草 9 Y 1 F2 -7
2 野大麦 10 Y 1 F2 -8
3 Y1 F2 -1 11 Y 1 F2 -9
4 Y1 F2 -2 12 P1 F2-1
5 Y1 F2 -3 13 P1 F2-5
6 Y1 F2 -4 14 P1 F2-6
7 Y1 F2 -5 15 P1 F2-7
8 Y1 F2 -6
　　注:P1 表示(披碱草×野大麦)×野大麦的回交 1 代;Y 1 表示
(野大麦×披碱草)×野大麦的回交 1代;F2表示开放授粉的第 2
代;数字表示株系。
Note:P1 stands for the fi rst generation of (E.dahuricus×H.
brevisubulatum)×H.brevisubulatum (BC1);Y 1 stands for the f irs t
generat ion of(H.brevisubu latum×E.dahu ricus)×H.brevisubula-
tum(BC1);F2 stands for the second generat ion under open pollina-
t ion;the num ber stands for lines.
1.2　试验方法
1.2.1　样品制备
—65—
第 32 卷　第 4 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2010 年 7 月
　　Vol.32　No.4　　　　　　　　　　Chinese Journal of G rassland 　　　　　　　　　 Jul.2010　　
称取分蘖期幼叶 1g 放入研钵内 ,加 2ml T ris-
甘氨酸缓冲液和 2m l 10%的甘油 ,在冰浴中剪碎研
磨 ,移至 5m l离心管中 ,在 4000r/min离心机中离心
20min 。取上清液在低温冰箱中保存备用。
1.2.2　电泳
采用不连续聚丙烯酰胺垂直平板电泳法。胶板厚
1.5mm ,浓缩胶浓度 4%, pH6.7;分离胶浓度 7.5%,
pH7.7。电极缓冲液为 Tris -甘氨酸(pH8.3)。每个
样品槽加样 20μl。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 300V ,当
前沿指示剂接近底板 1 ～ 2cm 时停止电泳 ,取出电
泳槽进行剥胶和染色处理 。
1.2.3　染色
POD同工酶采用醋酸联苯胺染色法染色 ,ES T
同工酶采用醋酸 —坚牢兰 RR盐染色法 ,染色后的
胶板用 7%冰醋酸固定[ 6] 。
1.2.4　数据处理
按相对迁移率 Rf(Rf=酶带迁移距离/前沿指
示剂距离)绘制模式图并照相。根据某一点酶带的
有无 ,将有带记为“ 1” , 无带记为“ 0”。输入软件
SPSS(18.0版本)的数据录入界面 ,采用欧氏距离系
数 ,运用类间平均法进行聚类[ 7] 。
2　结果与分析
2.1　POD同工酶酶谱特征
供试植物 POD 酶谱特征如图 1和表 2 所示。
依据 POD酶带相对迁移率(Rf值)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:Rf值在 0.01 ～ 0.32 范围内的酶带为
慢区 ,视为 A 区;Rf 值在 0.45 的酶带为快区 ,视为
B区。亲本披碱草的 POD同工酶带为 7条 ,野大麦
为 6条 。披碱草有 2条特征带:A7(Rf0.18)和 A8
(Rf0.32),野大麦有 1 条特征带(Rf0.12)。披碱草
和野大麦均有位点相同的 5 条基带:A1(Rf0.01)、
A2(Rf0.02)、A3(Rf0.05)、A5(Rf0.09)、B9(Rf
0.45), 这表明它们之间有一定的亲缘关系 。杂种
BC1F2 代酶带数为 6 ～ 9 条 , BC1F2 代酶带基本相
同 ,但是它们之间在酶带强弱上稍有差别。BC1F2
代的酶谱明显地偏向轮回亲本野大麦 ,这说明通过
回交使野大麦在 BC1F2 代中进一步得到表现 。
表 2　供试材料 POD酶谱 Rf值
Table 2　POD isozyme zynograms Rf of tested plants
编号
No.
材料名称
M aterial s
A 　区 B　区
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 披碱草 0.01 0.02 0.05 0.09 0.18 0.32 0.45
2 野大麦 0.01 0.02 0.05 0.09 0.12 0.45
3 Y1 F2 -1 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.18 0.32 0.45
4 Y1 F2 -2 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.45
5 Y1 F2 -3 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
6 Y1 F2 -4 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
7 Y1 F2 -5 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
8 Y1 F2 -6 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.18 0.32 0.45
9 Y1 F2 -7 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.18 0.32 0.45
10 Y1 F2 -8 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
11 Y1 F2 -9 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
12 P1F2-1 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
13 P1F2-5 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
14 P1F2-6 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
15 P1F2-7 0.01 0.02 0.05 0.06 0.09 0.12 0.45
2.2　EST酶同功酶酶谱特征
供试植物 EST 酶谱特征如图 2 和表 3 所示 。
亲本披碱草 ES T 同工酶带为 6 条 ,野大麦为 7条 。
披碱草有 2条特征带(Rf值为 0.24 、0.28),野大麦
有 3条特征带(Rf值为 0.09 、0.17 、0.27)。披碱草
和野大麦均有位点相同的 4条基带(Rf 值为 0.03 、
0.13 、0.30 、0.33)。BC1 F2 代的酶带特征变异较大 ,
酶带数在 2 ～ 7之间 ,但同时都继承了双亲的 1条基
带(Rf值为 0.33)。BC1F 2 代的酶带出现双亲互补
带和杂种带 ,并且有酶带的丢失现象。
—66—
中国草地学报　2010年　第 32 卷　第 4 期
表 3　供试材料 EST酶谱 Rf值
Table 3　EST isozyme zynograms Rf value of tested plants
编号
No.
材料名称
M aterial s
酶　　带　Enzym e bands
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 披碱草 0.03 0.13 0.24 0.28 0.30 0.33
2 野大麦 0.03 0.09 0.13 0.17 0.27 0.30 0.33
3 Y1 F2 -1 0.03 0.24 0.28 0.33
4 Y1 F2 -2 0.03 0.13 0.17 0.30 0.33
5 Y1 F2 -3 0.30 0.33
6 Y1 F2 -4 0.03 0.17 0.30 0.33
7 Y1 F2 -5 0.03 0.17 0.33
8 Y1 F2 -6 0.03 0.17 0.30 0.33
9 Y1 F2 -7 0.03 0.09 0.11 0.17 0.24 0.30 0.33
10 Y1 F2 -8 0.11 0.17 0.24 0.33
11 Y1 F2 -9 0.03 0.11 0.17 0.24 0.30 0.33
12 P1F2-1 0.03 0.09 0.17 0.33
13 P1F2-5 0.03 0.17 0.24 0.28 0.30 0.33
14 P1F2-6 0.03 0.09 0.11 0.17 0.33
15 P1F2-7 0.03 0.13 0.17 0.28 0.30 0.33
2.3　聚类分析
由图 3可以看出 , Y1 F2 -5(7 号)与 P1F2 -1(12
号)首先聚为一类 ,然后与 P 1F2 -6(14号)聚在一起 ,
表明它们之间的遗传关系较近;Y1 F2 -3(5 号)与
Y1 F2 -4(6号)首先聚为一类 ,又与 Y1F 2 -2(4号)聚
在一起 ,表明 Y 1F2 -3 、Y 1F2 -4 与 Y1F 2 -2的遗传
关系较近 。多数 BC1F2 代先与野大麦聚在一起然后
又与披碱草聚在一起 ,表明轮回亲本野大麦与自交后
代有较近的遗传亲缘关系 。
3　小结
亲本披碱草产生POD酶带7条 ,EST 酶带 6条;
野大麦产生 POD酶带 6条 ,EST 酶带 7条 。从酶带
表征来看 ,亲本间有位置相同的基带 ,也有位置不同
的各亲本具有的特征带 。酶带位置 、强弱 、宽窄显示
出亲本间 POD和 EST 同工酶的多态性 。在 POD酶
谱中 ,双亲有 5条位置相同的基带 ,在 EST 酶谱中双
亲有 4条位点相同的基带 ,从酶蛋白分子水平验证出
两亲本有较近的亲缘关系 。
披碱草和野大麦杂种 BC1F 2 代兼有双亲的酶谱
特征及杂种特征带 ,这些酶带是 BC1F 2 代杂种优势
在蛋白质分子水平的体现 。
杂种 BC1 F2 代 POD 同工酶谱和 EST 同工酶谱
表现为双亲的互补类型 ,在 POD和 EST 同工酶谱中
亲本的个别酶带有丢失现象 , ES T 同工酶谱中产生
了 1条杂种带。
株系 Y1F2 -5与 P1 F2 -1及 Y1F2 -3与 Y1F2 -4
有很近的遗传关系 ,野大麦与 BC1 F2 代多数株系有
—67—
李　强　李造哲　云锦凤　于　卓　　披碱草与野大麦杂交种 BC1F2 代的同工酶分析
图 3　过氧化物酶和酯酶同工酶谱带聚类树状图
Fig.3　The dendrog ram based on POD and EST isozyme
cluster analy sis
较近的遗传关系 。
亲本及其 BC1 F2 代的 POD和 EST 同工酶谱均
存在一定的差异 ,可作为遗传标记用于回交后代目标
性状植株选择的生化标记 。
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(下转第 91页)
—68—
中国草地学报　2010年　第 32 卷　第 4 期
Effects of Four Kinds of Covering Materials on the
Growth of Bentgrass in Beijing
LIU Wen-xu1 ,SUN Ji-xiong 1 , LIU Cun-qi2 , LIU Yi-shan2 ,WANG Ya-jing1
(1.Collegeo f Grassland S cience ,Gansu Agricultural Universi ty ,Lanzhou 730070 ,China;
2.Bei j ing Clover Group Corporations , Bei j ing 100029 , China)
Abstract:Under low irrigat ion f requency(30d each time), the bentgrass(Agrost is stoloni f era)g reen
w as covered w ith green quilt , st raw mat ting , leaves and plastic film in w inte r.The inf luence o f these four
kinds of materials on moisture content , soil temperature , turf appearance quality , underg round biomass
and aboveg round biomass w as studied.I t indicated that the abili ty of w ater retention and heat preservat ion
of g reen increased in dif ference ex tent under all four kinds of t reatments.Heat preservation under st raw
mat ting and leaves w as the best , water retention under leaves and plast ic film w as the best.Turf appear-
ance quali ty w as the best under st raw mat ting , and then leaves and plastic film .Green quil t had poor abi li-
ty to improve turf appearance quality.Underg round biomass unde r four kinds of t reatment show ed that
green qui lt>straw matt ing >leaves>plastic fi lm.
Key words:Bentg rass;Greens;Covering in w inte r
　　(上接第 68页)
Analysis of Peroxidase Isozymes and Esterase Isoymes of
Elymus dahuricus , Hordeumbrevisubulatum and their Hybrid BC1F2
LI Qiang
1 , LI Zao-zhe2 , YUN Jin-feng2 , YU Zhuo3
(1.College of L i fe S cience , I nner Mongol ia University , Hohhot 010021 ,China;2.Collegeo f Ecolog y
and Environmental Science , I nner Mongol ia Agricul tural University , Hohhot 010019 , China;
3.Collegeo f Agronomy , I nner Mongolia Agricul tural University , Hohhot 010019 , China)
Abstract:The peroxidase (POD)i sozymes and esterase (ES T)isozymes of Elymus dahuricus , Hor-
deum brevisubulatum and thei r hybrid F 2 and BC1F2 were analyzed by discontinuity poly acrylamid gel elec-
t rophoresis.The results show ed that bo th the POD and ES T zymog ram types of the hybrid BC1F 2 were
mainly the mutual supplementary isozymes of the parents.Some isozyme bands of the parents we re lo st in
the POD and ES T zymog ram types of the hybrid BC1 F2 , the hybrid BC1 F2 had 1 hybrid bands in the EST .
There w ere no significant dif ferences in POD zymograms between BC1F2 lines.There w ere variat ions in the
ES T zymog rams , and a complementary band type o f i ts parents.The zymog rams of BC1F 2 showed a tend-
ency tow ard the recur rent parent H .brevisublatum obviously , which indicated that some characterist ics of
H.brevisubulatum were strengthened in BC1F2 by backcross.And the results of cluster analy sis showed
that there we re clo se genetic relationship be tw een line Y 1F2 -5 and line P 1F2 -1 , line Y1 F2 -3 and line
Y1 F2 -4.The genetic relations betw een H .brev isubulatum and hybrid BC1F2 were closer than that be-
tw een E .dahuricus and hybrid BC1 F2 .There w ere po lymo rphisms in the POD and ES T iso zymes w hich
can be used as genetic ma rker to identify hybrid and to determine the plants w ith object characterist ics.
Key words:E lymus dahuricus;Hordeum brevisubulatum ;Hybrid BC1 F2 ;Iso zyme zymog ram
—91—
刘文序　孙吉雄　刘存琦　刘艺杉　王亚静　　北京地区冬季四种覆盖材料对翦股颖草坪生长的影响