全 文 ：0 引言
百合是百合科(Liliaceae)百合属(Lilium spp.)多年
生草本植物，全世界百合共有115种，中国原产百合有
43种以上。百合的花色、花型多样，品种丰富，栽培历
史悠久，已成为花卉园艺领域中的佼佼者[1]。目前，开
展有计划的杂交育种，将某些百合的优良基因转移到
商品种中是百合育种的重要策略。在远缘杂交过程
中，常采用胚拯救法，获得杂种后代，这增加了再生植
株起源的复杂性。及时、准确鉴别杂种F1代的真伪，可
以提高育种的选择效率，减少人力物力，在百合育种中
具有重要意义。同工酶是基因作用的产物，在很大程
度上反映了基因的差异。黄济明[2]通过过氧化物酶同
工酶酶谱分析，发现杂种F1代具有母本麝香百合和父
本兰州百合双亲的特有酶带，确定其为真杂种。李思
基金项目：北京市园林绿化局项目“百合育种研究”(201100102)。
第一作者简介：谷丽佳，女，1986年出生，北京人，硕士，主要从事百合资源与育种研究。通信地址：102206北京市昌平区回龙观镇北农路7号北京农
学院园林学院，Tel：010-80791924，E-mail：glj12345@yahoo.cn。
通讯作者：王文和，男，1964年出生，内蒙古人，副教授，博士，主要从事植物资源学研究。通信地址：102206北京市昌平区回龙观镇北农路7号北京
农学院园林学院，Tel：010-80796130，E-mail：wwhals@163.com。
收稿日期：2011-07-01，修回日期：2011-09-23。
同工酶分析法鉴定百合杂种F1代
谷丽佳 1，王文和 1，王树栋 1，杨 凯 2，张 克 1，赵祥云 1
（1北京农学院园林学院，北京 102206；2北京农学院农业应用新技术/北京市重点实验室，北京 102206）
摘 要：为提高育种的选择效率，及时、准确鉴别杂种F1代的真伪，采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法，对百合
11个杂交组合40个后代进行同工酶分析。结果如下：（1）鉴定的40个后代中，共有30个后代可以确定
为真杂种。（2）11个杂交组合的酯酶、莽草酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶分析中，父本相
较于母本存在特征性条带的杂交组合数分别为8、2、0、0。（3）组合2、3为正反交关系，并未发现子代有偏
向于父本或母本的特异性遗传。（4）同一品种不同时期，酯酶的酶谱上存在着一定差异，但其基带及特异
性条带相对稳定，并未影响到杂种后代的最终判定结果。可见，同工酶技术是鉴定百合杂种的有效手
段，酯酶及莽草酸脱氢酶在其中发挥着重要作用。
关键词：百合；同工酶；杂种鉴定
中图分类号：S682.2+9 文献标志码：A 论文编号：2011-1924
Identification F1 Hybrid of Lily by Isozyme Analysis
Gu Lijia1, Wang Wenhe1, Wang Shudong1, Yang Kai2, Zhang Ke1, Zhao Xiangyun1
(1Department of Landscape, Beijing University of Agriculture , Beijing 102206;
2Beijing Key Labaratory for Agricultural Application and New Technique/Beijing University of Agriculture, Beijing 102206)
Abstract: In order to identify hybrids timely and accurately to increase select the efficiency of breeding, four
isozymes (EST, SKD, MDH, 6-PGD) in forty progenies of eleven lily hybrid combinations were analyzed by
polyacrylamide vertical plate gel electrophoresis. The results showed that: (1) With the 40 progenies, 30
samples were true hybrids while others could not be identified; (2) Among EST, SKD, MDH and 6-PGD bands,
the combination number of male parent has feature bands compare with female parent were 8, 2, 0, 0
respectively; (3) The combination 2 and 3 was reciprocal cross, it could not find specific genetic; (4) The EST
bands were varied at different stages. Because of base and feature bands were stabled, the differences didn’t
affect the result. In a word, isozyme could be considered as a mean to identify hybrids. In the isozyme analysis,
EST and SKD play significant roles.
Key words: lily; isozyme; hybrid identification
中国农学通报 2012,28(01):148-152
Chinese Agricultural Science Bulletin
谷丽佳等：同工酶分析法鉴定百合杂种F1代
义[3]通过聚丙烯酰胺电泳动态分析百合的苹果酸脱氢
酶，能够早期判别杂种个体。李雪等[4]采用聚丙烯酰
胺凝胶电泳技术，对兰州百合与亚洲百合及杂交后代
的过氧化物酶进行分析，认为过氧化物酶谱可用于百
合杂种鉴定。该技术在玉米、棉花、牧草、黄瓜等植物
的杂种鉴定上，也得到了很好的应用[5-8]。本试验旨在
通过同工酶技术，判定11个百合组合的40个后代的真
伪。
1 材料与方法
1.1 试验材料
杂交组合中的亲本材料，取自北京农学院科技园
10号温室内，于4月、7月分批取材。杂交后代材料取
自胚抢救所获得的组培苗。杂交组合及后代的具体情
况见表1。
1.2 试验方法
1.2.1 取样及酶液制备 取父母本及子代叶片，清洗干
净，称取0.3 g，加入1 mL Tris-HCl提取缓冲液，冰浴研
磨，置于1.5 mL离心管中，12000 r/min离心10 min，取
上清液，加入等体积的40%蔗糖和1滴溴酚蓝，混匀后
分装，置于-80℃储存备用。
1.2.2 凝胶板的制作及电泳 采用聚丙烯胺凝胶电泳
法，分析酯酶、莽草酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡
萄糖脱氢酶。浓缩胶浓度为3%，分离胶浓度设置7%、
9%、11% 3个梯度进行筛选，酶的上样量为20 μL，Tris-
甘氨酸（pH 8.3）电极缓冲液，稳压电泳，浓缩胶电压设
置为160 V，分离胶为280 V，电泳5 h左右。
1.2.3 染色及扫描 酯酶、莽草酸脱氢酶、苹果酸脱氢
酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶的染色方法参见植物等位酶
分析一书[9]，酶谱清晰可见后，利用扫描仪扫胶，获得
酶谱图像。
2 结果与分析
2.1 酯酶、莽草酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄
糖脱氢酶的酶谱分析
杂种后代鉴定的酶谱分析中，常常会遇到 3种类
型：（1）父本与母本比较有特征带，且后代中具有此特
征带。（2）父本与母本比较有特征带，但后代中未显现
此特征带。（3）父本与母本比较未出现特征带。类型
1，可鉴定此后代为真杂种，但类型 2、3均不能做出明
确判断。
本试验鉴定的 11个组合的 40个 F1后代中，共有
30个后代可确定为真杂种，其具体情况如下：在酯酶
的酶谱分析中，酯酶的酶带数最多的为8条，最少的为
1条。组合 1、2、3、8、10、11、15、16的父本相对于母本
均有特征带（如图 1箭头所示），该特征带部分或全部
出现在子代中的后代，分别为 1-1、1-2、2-1、2-3、2-4、
2-6、3-1、3-6、3-19、8-8、8-12、11-4、11-5、11-7、11-14、
15-1、15-2、15-3、16-1、16-2、16-3、16-4，可判定其为真
杂种。在莽草酸脱氢酶的酶谱分析中，组合 2、3为正
反交关系，父本相对于母本均有特征带出现（如图2箭
头所示），该特征带在子代中显现的后代为 2-1、2-2、
2-3、2-4、2-6、2-8、3-1、3-3、3-5、3-6、3-7、3-11、3-15、
3-17、3-19。在苹果酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶的
酶谱分析中，所有组合中父本相对于母本均未出现特
征性条带，仅以组合1、2为例（如图3、4所示）。因此，
所判定的 40个后代中，1-1、1-2、2-1、2-2、2-3、2-4、2-6、
2-8、3-1、3-3、3-5、3-6、3-7、3-11、3-15、3-17、3-19、8-8、
8-12、11-4、11-5、11-7、11-14、15-1、15-2、15-3、16-1、
16-2、16-3、16-4共30个后代均可判定为真杂种。组合
2、3在酯酶酶谱中，父本相对于母本的特征带并未在
所有子代中显现，莽草酸脱氢酶的酶谱分析，使试验结
果得以补充，判定 2-2、2-8、3-3、3-5、3-7、3-11、3-15、
3-17也为真杂种。可见，几种酶的综合应用，可使结果
得到相互补充。
2.2 正反交杂交组合的酶谱比较
如图1所示，在酯酶的酶谱分析中，组合2、3的所
有子代，均具有父、母本共有的一条基带A，未出现“杂
种带”。亲本矩阵无论在组合2中作为父本，还是在组
合 3中作为母本，其特征性酶带B、C在大多数子代中
均得以体现。莽草酸脱氢酶的酶谱分析中，组合 2、3
所有子代中均出现了父母本的互补性酶带E、F，2-1、
2-3、2-4、2-6、2-8、3-3、3-6、3-11、3-15均出现了“杂种
带”D，这可能是由于父母本同工酶重组产生的结果。
在组合2、3中未发现F1代在生化性状的遗传上有偏向
于父本或母本的遗传。
组合（♀×♂）
1（索邦×西伯利亚)
2（太阳小精灵×矩阵)
3（矩阵×太阳小精灵）
8（雨中漫步×卡蜜娜）
10（福星高照×桑坦德）
11（巴列塔×卡蜜娜）
12（瑞米尼×桑坦德）
13（水晶布兰卡×弗里敦）
14（桑坦德×丽都）
15（卡蜜娜×基斯波恩）
16（西伯利亚×基斯波恩）
后代
1-1，1-2
2-1，2-2，2-3，2-4，2-6，2-8
3-1，3-3，3-5，3-6，3-7，3-11，3-15，3-17，3-19
8-8，8-12
10-1，10-2
11-4，11-5，11-7，11-14
12-1，12-2
13-1，13-2，13-3
14-1，14-2，14-3
15-1，15-2，15-3
16-1，16-2，16-3，16-4
表1 杂交组合及其后代
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图1 杂交组合及其后代的酯酶图谱（亲本取材时间为4月）
图2 杂交组合及其后代的莽草酸脱氢酶图谱（亲本取材时间为4月）
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谷丽佳等：同工酶分析法鉴定百合杂种F1代
2.3 分离胶浓度对酶谱的影响
浓缩胶具有堆积作用，可将蛋白质样品在快慢离
子间浓缩成一个狭小区域，使其处于同一起跑线上。
当样品从浓缩胶进入分离胶，分离胶浓度将影响着不
同分子量的蛋白质移动，使不同大小的蛋白质相互分
开。本试验所采用的 4种酶分子量相差较大，所需的
凝胶浓度不一，经分析发现酯酶、莽草酸脱氢酶、苹果
酸脱氢酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶所需的最佳分离胶浓
度分别为9%、9%、11%、7%。
2.4 百合叶片不同生长期的酶谱变化
植物在基因的调控下，同一器官不同时期，其形态
和功能可能产生某种变化，这就导致了有些酶的合成
或分解，从而使其酶谱存在一些差异性。如图5所示，
组合8、10的父母本于7月取材，而图1组合8、10的父
母本材料于4月取材，材料的老嫩程度存在着差异性，
这种差异在酶谱上得以体现。在组合8中，7月取材父
本较4月取材的父本多了2条酶带G、H。在组合10中，
7月取材母本较4月取材的母本多了1条酶带 I，7月取
材的2个组合的所有亲本与4月份取材的亲本相比较，
丢失了浅带区 J的大量酶带。从整体变化来看，不同时
期组合8、10百合叶片的酯酶存在差异，但保留了该品
种的特异性酶带，这为苗期杂种鉴定提供了可能。
图3 杂交组合1、2的苹果酸脱氢酶图谱（亲本取材时间为4月）
图4 杂交组合1、2的6-磷酸葡萄糖脱氢酶图谱（亲本取材时间为4月）
图5 杂交组合8、10及其后代的酯酶图谱（亲本取材时间为7月）
3 结论与讨论
供试材料的酯酶酶谱差异显著，11个组合的40个
后代中，大多数 F1代的真伪得以鉴定。罗向东等[8]在
栽培黄瓜与野黄瓜正反杂交的几种同工酶分析中发
现，酯酶同工酶存在着明显的组织特异性，在幼叶中几
乎检测不到酶带，在百合中则不存在此现象，幼叶的酶
带中存在着明显的差异性。莽草酸脱氢酶的酶谱分析
中，仅亲本太阳小精灵、矩阵为亚洲百合，其余亲本均
为东方百合。矩阵、太阳小精灵的莽草酸脱氢酶的酶
谱存在差异性，为组合 2、3杂种真伪的鉴定提供了可
能。供试材料的所有东方百合莽草酸脱氢酶酶谱完全
一致，均为 3条带，由此推断，不同东方百合莽草酸脱
氢酶存在的差异性可能较小，不适合用于杂种鉴定。
李思义[3]通过聚丙烯酰胺电泳动态分析百合的苹果酸
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
脱氢酶，能够早期判别杂种个体。但在本试验中，所有
组合的父本苹果酸脱氢酶酶谱较母本来说，无特征带，
不能用于杂种鉴定。
程志芳等 [10]通过过氧化物酶同工酶电泳分析发
现，辣椒属种间杂种过氧化物酶谱均为双亲互补型，可
用于杂种鉴定。李晓林[11]对母本砍瓜、父本广西蜜本
南瓜以及杂种F1代的POD与EST同工酶进行测定，F1
代在同种酶谱中均表现出双亲的互补性酶带。赵云云
等[12]通过过氧化物酶、淀粉酶、酯酶的酶谱分析，指出
子代具有母本四倍体大燕麦、父本六倍体裸燕麦的的
特异性条带，可用于杂种鉴定。周长久[13]对萝卜的F1
及父母本的酯酶酶谱进行了研究，发现不同品种的酯
酶酶谱有明显差异，可用于杂种鉴定。本试验所鉴定
的 11个组合的 40个F1后代中，共有 30个后代可确定
为真杂种，由此可见，同工酶技术可作为百合杂种鉴定
的有效手段。
Schwartz[14]首先报道杂种酶带的形成是杂种优势
产生的一个原因。童南奎等[15]发现田间表现高优组合
的杂种具有EST和酸性磷酸酶双亲互补型或杂种型
谱带，而田间表现低优组合的 F1酶谱与双亲差异不
大。但也有相反的报道，戴景瑞等[16]在玉米的研究中
发现酶谱与杂种优势无显著相关性。本试验的杂种后
代中也出现了互补性酶带及杂种带，但以该特性作为
杂种优势的判断标准，仍存在争议，需结合田间植株的
具体生长状况加以考证。
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