全 文 ：第 33卷 第 2期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vo .l 33 No. 2
2005年 3月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UN IVERSITY M ar. 2005
几种中国野生百合的过氧化物酶同工酶 1)
　　　　　　　贾月慧　张克中　王葳蕤　赵祥云　　 张启翔
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (北 京农 学 院 ,北京 , 102206)　　　　　　　　　 (北 京林 业大 学)
　　摘　要　采用聚丙烯酰胺凝胶电泳系统 ,对百合属 20种野生百合进行过氧化物同工酶的研究结果表明:以百
合组培苗为试材 , 根系比叶片更适合作 POD分析;20个种源产生 15条迁移率不同的酶带 , 6条为基本酶带 ,但没
有一条为所有种源共有 , 说明属内种间遗传差异较大;POD酶谱聚类分析将 20种野生百合划分为 7类 4个亚类。
关键词　野生百合;POD;聚类分析
分类号　Q949. 718. 23;Q554. 6
Peroxidase of Sevaral Spec ie s ofW ildL ilium P lan ts in Ch ina /Jia Yuehui, ZhangKezhong, W angW eirui, Zhao X ian-
gyun(Beijing Agricultural Co llege, Be ijing 102206, P. R. Ch ina);ZhangQ ixiang(Be ijing Fo restry Unive rsity) / /Jou rnal
o f Northeast Forestry University. - 2005, 33(2). - 15 ～ 17
Pe roxidases for 20 spec ie s of w ild lilies w ere studied by using po ly cry lam ide ge l elec trophoresis. The resu lts showed
tha t POD analysis we re m ore suitable fo r the roo ts of lily p lantle ts in v itro than the leaves. 15 POD bands w ith diffe rentR f
va lues gene ra ted in 20 lily provenance s and 6 bands show ed to be representa tive bands, but none w as comm on for a ll the
20 species, indica ting the notable genetic difference among lilies. 20 species o fw ild lilie sw ere c lassified as 7 cluste rs and
4 sub - c luste rs through m athem atica l cluste r ana ly sis.
K ey words　W ild lilies;Pe rox idase;C luste r analysis
　　全世界百合属(L ilium)植物共有 115种 , 其中原产中国
的有 55个种 18个变种 [ 1] 。但是 ,现有的百合栽培品种 , 大部
分由荷 、美 、日等国育成 ,中国还没有培育出具有商业价值的
百合品种。因此 , 挖掘 、保存及开发利用中国野生百合种质资
源 , 培育出具有自主知识产权的百合具有非常重要的意义。
北京农学院从 20世纪 90年代开始 ,一直从事中国野生百合
种资源的调查 、收集和保存工作 [ 2] , 现保存的中国野生百合
有 30余种 ,并已全部建立了离体保存扩繁体系 [ 3] , 目前正在
进行百合的育种工作。但是笔者发现 , 前人对中国野生百合
的生物学特性 (开花情况等)、生理生态习性 、遗传学特性等
方面的基础性研究较少 ,导致国内的百合育种带有很大的盲
目性。所以对中国野生百合繁殖生物学 、遗传学等方面的基
础性研究非常重要。已有学者采用同工酶技术对毛百合(L.
dauricum)[ 4] 、台湾百合 (L. formosanum)[ 5] 、竹叶百合 (L.
hansonni)[ 6]种内不同居群或不同种源的遗传多样性进行了
分析。说明同工酶技术能反映百合的种内变异。但是未见采
用同工酶技术分析中国野生百合种间亲缘关系的报道。
1　材料
北京农学院园林系采用组织培养技术保存中国野生百合
30个种源 , 选取其中 20种(表 1)进行 POD同工酶分析。
上述百合接入生根培养基 25 d后 ,长出 3 ～ 5条 2 ～ 4 cm
长的根。以试管生根苗叶片及根系为材料进行 POD同工酶
的分析。
2　方法
(1)酶液的制备。剪取试管生根苗的根端 1 ～ 3 cm , 各种
源称取约 0. 2 ～ 0. 3 g;或称取新鲜叶片 0. 3 g左右 , 置于预冷
的研钵中 , 加入样品提取液 (T ris -HC l缓冲液 , pH =8. 0)2
mL,研成匀浆 , 倒入 5m L离心管中 , 于冰箱中 0 ～ 4℃浸提 30
m in后 , 12 000 r /m in离心 15 m in,取其上清液 ,并加入 0. 5%
溴酚兰溶液 3滴和等体积的 40%蔗糖溶液 , 混匀 , 贮于冰箱
中 0 ～ 4℃备用。
1)北京市科技新星项目(2003B13)资助。
第一作者简介:贾月慧 ,女 , 1970年 10月生 ,北京农学院植物科
技系 ,讲师。
收稿日期:2003年 10月 14日。
责任编辑:张建华。
表 1　供试百合种源
序号 种　源　名　称 来　　源
1 麝香百合 L. longiflorum 福建五夷山
2 山丹(北京)L. pum ilum 北京松山
3 大花卷丹 L. leichtlinii va r. max imow iczii 长白山
4 山丹(秦岭)L. pum ilum 秦岭
5 卷丹(长白山)L. lanc ifolium 白山
6 卷丹(秦岭)L. lanc ifolium 秦岭
7 汉森百合 L. hanson ii L eichtlin 原产长白山 ,由比利时返回
8 河南三号 河南伏牛山
9 川百合 L. davidii 云南玉龙雪山
10 兰州百合 L. davidii var. w illmottiae 兰州
11 宝兴百合 L. duchartrei 云南玉龙雪山
12 贵州一号 贵州
13 河南二号 河南伏牛山
14 百合(变种)L. brownii va r. viridulum 秦岭
15 野百合 L. brown ii 秦岭
16 药百合 L. speciosum va r. gloriosoides 安微
17 山丹(通化)L. pum ilum 吉林通化
18 河南一号 河南伏牛山
19 宜昌百合 L. leucanthum 秦岭
20 野百合(伏牛山)L. brownii 河南伏牛山
　　(2)电泳分离。采用聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳法。分离
胶浓度为 7. 5%(pH =8. 9),过硫酸胺化学聚合;浓缩胶浓度为
3%(pH =6. 7), 核黄素光聚合;参照文献 [ 7]的方法进行配制。
电极缓冲液为 T ris -甘氨酸系统(pH =8. 3),采用 DYY型稳压稳
流电泳仪在冰箱中 2℃下进行电泳 3 h左右。重复 3次。
(3)过氧化物酶同工酶染色。采用联苯胺法染色 [ 8] , 将
电泳完毕的凝胶放入染色液中染色约 30 m in左右 , 直至酶带
清晰可见 , 用水冲洗数次。
(4)数据的记录与处理。将图谱中出现酶带的记为 1, 未
出现酶带的记为 0。 将 20个野生百合的酶带记录数据录入
SPSS11. 0。采用 Dice系数法 [ 9]对 20个分类群(OUT)的过氧
化酶带进行计算 , 得到 Dice相似系数表。应用类间平均链锁
法 [ 10] (Be tw een - g roups linkage)进行聚类分析。
3　结果与分析
3. 1　根与叶过氧化物同工酶的比较
以药百合 (L. speciosum Thunb. var. g loriosoides)试管苗
根 、叶为试材进行 POD试验。结果表明 (图 1):组培苗根的
POD活性比叶强 ,酶带数比叶多 , 根中的酶带数有 9条;而叶
DOI牶牨牥牣牨牫牱牭牴牤j牣cnki牣dlxb牣牪牥牥牭牣牥牪牣牥牥牱
中的酶带数仅有 4条 , 且酶带出现 “皱眉”及 “拖尾 ”现象 , 不
易分辨。因此 , 百合组培苗 POD分析的适合部位应为根系。
图 1　药百合组培苗根和叶过氧化物同工酶比较(A,叶;B,根)
3. 2　野生百合的同工酶谱特征
20种野生百合组培苗根系的 POD酶共有 15条迁移率不
同的酶带(图 2)。不同野生百合的酶带数量、酶活性和迁移率
R f均有较大差异。其中:竹叶百合(L. hansonn i)(编号 7)酶带数量最多 ,有 11条谱带;山丹(秦岭)(L. pum ilum)(编号 4)酶
带数量最少, 仅 3条酶带。大多数百合有 7 ～ 9条酶带。其中
R f4 , R f5 , R f8 , R f10 , R f11、R f14酶带活性较强, 为多数百合所共有 ,是
20种野生百合的基本酶带。其它 9条酶带活性相对较弱 ,为一
种或少数几种百合所特有,体现了各野生种之间的遗传差异。
图 2　20种野生百合过氧化物酶同工酶酶谱
15条酶带全部为多态性酶带,没有一条酶带为 20种野生百
合所共有。即使在 6条基本酶带中 ,各野生百合之间也表现出明
显差异。上述研究说明:20种野生百合遗传多样性极为丰富;
POD作为遗传标记,能较好地反映野生百合种间的差异。
3. 3　聚类分析
利用 SPSS软件 , 以 Dice相似系数为测量指标 , 对 POD图
谱记录数据进行聚类分析 , 得出 Dice相似系数表(表 2)及聚
类图(图 3)。
图 3　 20种野生百合 POD图谱聚类分析树状图
在阈值 14. 5处时 , 可以把参试的 20个种源聚为 7类;在
阈值 8. 5处可以把第 7类分为 4个亚类。
第 I类包括 1个种源:大花卷丹;
第 II类包括 1个种源:麝香百合;
第 III类包括 2个种源:河南 3号 ,兰州百合;
第 IV类包括 3个种源:卷丹 (长白山 )、卷丹 (秦岭)、山
丹(秦岭);
第 V类包括 2个种源:宝兴百合和药百合;
第 V I包括 2个种源:山丹(北京),川百合。
第 V II类包括 9个种源:其中又分为 4个亚类。 VIIa亚
类有:百合(变种)、宜昌百合 、野百合(伏牛山)、河南二号 、野
百合(秦岭)、河南一号 6个种源;V IIb亚类:含竹叶百合 (又
名汉森百合)1个种源;V IIc亚类 , 含贵州一号 1个种源;V IId
亚类 ,含山丹(通化)1个种源。
表 2　20种野生百合 POD标记 Dice相似系数矩阵
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 1. 00
2 0. 50 1. 00
3 0. 20 0. 67 1. 00
4 0. 22 0. 73 0. 46 1. 00
5 0. 36 0. 46 0. 27 0. 71 1. 00
6 0. 55 0. 77 0. 53 0. 71 0. 75 1. 00
7 0. 46 0. 53 0. 47 0. 50 0. 56 0. 67 1. 00
8 0. 50 0. 60 0. 33 0. 55 0. 62 0. 62 0. 53 1. 00
9 0. 50 0. 80 0. 50 0. 55 0. 62 0. 62 0. 53 0. 60 1. 00
10 0. 22 0. 55 0. 31 0. 67 0. 57 0. 57 0. 63 0. 73 0. 55 1. 00
11 0. 55 0. 46 0. 40 0. 43 0. 63 0. 50 0. 78 0. 46 0. 62 0. 43 1. 00
12 0. 60 0. 50 0. 43 0. 31 0. 53 0. 53 0. 71 0. 67 0. 67 0. 46 0. 67 1. 00
13 0. 60 0. 83 0. 57 0. 62 0. 67 0. 80 0. 71 0. 67 0. 83 0. 46 0. 67 0. 72 1. 00
14 0. 67 0. 73 0. 46 0. 50 0. 57 0. 71 0. 75 0. 55 0. 73 0. 33 0. 71 0. 77 0. 92 1. 00
15 0. 60 0. 67 0. 43 0. 62 0. 67 0. 80 0. 82 0. 50 0. 67 0. 46 0. 67 0. 72 0. 86 0. 92 1. 00
16 0. 40 0. 33 0. 14 0. 62 0. 80 0. 53 0. 71 0. 50 0. 50 0. 62 0. 80 0. 57 0. 57 0. 62 0. 71 1. 00
17 0. 57 0. 44 0. 18 0. 40 0. 67 0. 50 0. 57 0. 67 0. 67 0. 40 0. 67 0. 73 0. 73 0. 80 0. 73 0. 73 1. 00
18 0. 67 0. 73 0. 46 0. 67 0. 57 0. 86 0. 75 0. 55 0. 55 0. 50 0. 57 0. 62 0. 77 0. 83 0. 92 0. 62 0. 60 1. 00
19 0. 67 0. 73 0. 46 0. 50 0. 57 0. 71 0. 75 0. 55 0. 73 0. 33 0. 71 0. 77 0. 92 1. 00 0. 92 0. 62 0. 80 0. 83 1. 00
20 0. 60 0. 67 0. 43 0. 46 0. 53 0. 67 0. 82 0. 67 0. 67 0. 46 0. 67 0. 86 0. 86 0. 92 0. 86 0. 57 0. 73 0. 77 0. 92 1. 00
4　讨论
第 I类中的大花卷丹 , 虽从形态上与卷丹仅是珠芽有无
的区别(大花卷丹无珠芽 , 卷丹有珠芽)、与宝兴百合仅是花
被片有无流苏状突起的差异 (宝兴百合花被片无流苏状突
起 ,大花卷丹有流苏状突起), 但从试验中看 , 酶谱差异较大 ,
16 　　　　　　　　　　　东　北　林　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　第 33卷
大花卷丹与这两种百合的相似系数分别为 0. 267及 0. 400, 可
见与这两种百合亲缘关系并不近。
麝香百合单独划为一类(第 II类),虽然在《中国植物志》
百合属的分种检索表中它与野百合 、白花百合 、宜昌百合同在
喇叭花组(白花组 ), 看似亲缘关系较近 , 但是从本试验同工
酶聚类分析结果表明 ,它们的亲缘关系较远。麝香百合香味
极浓 , 生长势极强 ,抗病性 、抗热性等抗逆性极强 , 在杂交育种
中 , 只有作母本时能获得成功 , 而作父本时不能成功 [ 11] 。可
见 , 麝香百合也是较为特殊的一个种 ,它与同为嗽叭花型的野
百合 、宜昌百合的亲缘关系可能相差较远。
第 III类有河南 3号、兰州百合两个种。虽然河南 3号还
未通过开花鉴定出是哪个种 , 但可以初步推测, 它与兰州百合
的亲缘关系较近。兰州百合是惟一广泛食用的百合 ,曾被认为
是川百合的变种 ,但本试验显示, 其与川百合亲缘关系并不近。
第 IV类有卷丹(长白山 )、卷丹 (秦岭)、山丹 (秦岭 )三
种 , 它们均为卷瓣组百合原种。试验中 , 卷丹的两个种源分别
产于长白山和秦岭 , 两者 POD酶带不同 , 表明同一物种的不
同地理种源存在着遗传差异 , 但是归于同一类 , 反映两者之间
亲缘关系的极其相近性。卷丹 、山丹尽管属于两个不同的种 ,
但是归于同一类 , 表明原产于同一地区的某些野生百合 , 可能
存在着种间基因交流的情况。
第 V类中的宝兴百合与药百合 , 在 Com ber分类中 , 将宝
兴百合归于卷瓣组 [ 12] , 药百合归于具柄叶组 , 说明两者的亲
缘关系较远。但是 , 在《中国植物志》中却将它们归类于卷瓣
组 , 在检索表中排列的位置也比较近 ,它们是卷瓣组中少数几
个有香味的种类 , 可能存在着较近的亲缘关系。
第 V I中含有山丹 (北京)和川百合 , 两者均为卷瓣组植
物 , 在《中国植物志》的检索表上 , 两者排列也较近 , 因而其亲
缘关系可能较近。
第 V II类中包括百合 (变种 )等 9个种源。从阈值 8. 5
处 , 又可把它们分为 4个亚类 , 其中 IVa亚类含有 6个种源 ,
可能为喇叭花组(百合组 )。如本亚类的宜昌百合 、百合(变
种)、野百合(秦岭)、野百合 (伏牛山)的花均喇叭花形 ,其同
工酶反映的亲缘关系基本与检索表相似。虽然另外 2种还未
通过鉴定 , 但是 RAPD及 AFLP分析中 , 它们也划在喇叭花
组。所以推测它们可能也是喇叭花组成员 , 不过这种推测需
开花后才能鉴定。本类中的其它 3亚类的 3种百合的花型均
为卷瓣型。
由于同功酶的活性具有发育阶段和组织特异性 ,局限于反
映基因组编码区的表达信息 ,常低估种间实际差异。另外 ,本试
验仅用 POD一种同工酶,而且标记的数量有限 ,反映的遗传信息
量较少。因此,分析的亲缘关系还有待于试验进一步验证。
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