全 文 ：第 21卷　第 4期
2000年 12月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journal o f Inner Mongo lia Ag ricultural Univ er sity
Vo l. 21　 No. 4
Dec. 2000
章编号: 1009- 3575( 2000) 04- 0050- 04
不同栽培条件下蕨菜不同器官在不同
生育时期 SOD同工酶的研究
王萍1 ,　郝丽珍 1 ,　田自来1 ,　苗环 1 ,　贾树斌 2
( 1　内蒙古农业大学农学院 ,呼和浩特　 010019; 2　赤峰市元宝山区园林市政环卫管理站 )
摘要:　本实验以大棚和温室栽培的蕨菜为试材 ,探讨了蕨菜从出苗期至孢子产生期的酶谱情况 ,结果表明 ,不同
器官在不同生育期的酶谱是不相同的。从出苗期至孢子产生期酶带数逐渐减少 ,酶活性逐渐降低。根状茎和羽叶显
示的谱带数比其它器官多 ,且羽叶谱带特征明显 ,这种差异在不同栽培条件下是相同的。 综合观察 , SOD同工酶分
析以出苗期和羽叶取材为好。
关键词: 　不同栽培条件 ;　蕨菜 ;　不同器官 ;　不同生育时期 SOD同工酶
中图分类号: 　 S636. 901　　文献标识码:　 A
A STUDY ON SOD ISOZYME PATTERNS IN DIFFERENT
ORGANS AT DIFFERENT PERIODS OF
Pteridium aguil inum var. latiusculum
IN DIFFERENT CULTURE TYPES
WANG Ping,　 HAO Li- zheng,　 TIAN Zi- lai,　MIAO Huan,　 JIA Shu- bing
( Colleg e o f Ag ronomy , Inner Mongolia Ag ricultural Univ ersity , Huhho t　 010019)
Abstract: 　 The zymog ram pat terns observ ed in di fferent o rgans f rom seedling to spore appearing stag e of
Pteridiun aguilium va r. latiusculum in di fferent culture types w ere deal t wi th. The resul ts show ed that
pat terns o f SO D iso zyme va ried wi th dif ferent organs at dif ferent periods of the plant. From seedling to
spo re appearing stage, i so zyme band and isozyme activ ity g radually decreased. There w ere more isozyme
bands in rhizome and leaf than in o ther o rgans, and zymog ram pat tern feature of leaf were appea ring
clea rly. In dif ferent cul ture types, the change t rend of dif ferent o rg ans at di fferent periods was the same.
The sui table stag e and o rgan to be sampled w ere seedling and leaf.
Key words: 　 di fferent culture types; Pteridiun aguilinum va r. lat iusculum ; di fferent org an; dif ferent
收稿日期: 　2000- 08- 01基金项目: 　内蒙古自然科学基金项目 ( 9610E35)作者简介: 　王萍 ( 1970— ) ,女 ,硕士 ,讲师 ,从事蔬菜栽培生理研究 .
period; SOD iso zyme.
超氧化物歧化酶 ( Superoxide Dismutase)简称 SOD是广泛存在于有机体内的含金属酶之一 [1 ]。 它作为
酶促防御系统的重要保护酶 ,能抑制膜脂过氧化 ,延缓细胞衰老 [ 2] ,在有机体防衰老、抗病、抗氧化等方面起
着积极的作用 ,近年来 ,越来越受到人们的重视和研究。 刘鸿先 [3 ]、罗广华 [4 ]、 Beaucham和 Fridonich [5 ]、
Baka r
[ 6]、 Giannopli tie和 Ries [7 ]先后对黄瓜、大豆、豌豆、小麦、燕麦、玉米、花生等组织器官中的 SOD进行了
研究 ,证明组织中普遍存在 SO D。
蕨菜 ( Pteridium agui linum var . lat iusculum )属于蕨类植物门 ,薄囊蕨纲 ,凤尾蕨科 ,多年生草本野生
植物 [8 ]。它以未展开的幼嫩叶及叶柄为主要食用部分 ,由于其营养成分丰富 ,开发利用价值大 ,近年来受到人
们的重视。为了合理利用这一野生资源 ,在人工驯化栽培的基础上 ,本实验对大棚和温室栽培的蕨菜不同器
官在不同生育时期 SOD同工酶进行了研究 ,以期获得应用 SOD同工酶分析的最佳时期和器官 ,为进一步应
用同工酶方法探讨蕨菜分类、亲缘关系鉴定及资源利用提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　材料
试材取自内蒙古农业大学蔬菜站大棚和温室栽培的蕨菜。
1. 2　方法
1. 2. 1　取样　分 4个时期出苗期、初展叶期、全展叶期、孢子产生期。每个时期分别取根状茎、地下叶柄、地
上叶柄、羽叶 4个器官作为试材。
1. 2. 2　制样　将样品洗净吸干水分、剪碎混匀后 ,称取 1g放入研钵中 ,加入浓缩胶缓冲液 ( pH6. 8HCl-
Tris)的 4倍稀释液 5m l,在冰浴下研磨至匀浆 , 4000r /min离心 15min,取上清液放在冰箱中备用。
1. 2. 3　电泳　采用 DYY-Ⅲ型稳压电泳仪 ,分离胶浓度 10% , pH8. 9,浓缩胶浓度 3. 75% , pH6. 7,电极缓
冲液为 Tris- 甘氨酸缓冲液 , p H8. 3,进样量 50μl,电泳电流 15m A～ 20mA,电泳 4h ,保持温度 0℃～ 4℃ ,并
以 0. 2%的溴酚兰作为前沿指示剂。
1. 2. 4　染色　采用罗广华的方法 [9 ]。
1. 2. 5　酶谱带迁移率 ( Rf )计算: Rf= 酶带迁移距离指示剂迁移距离
2　结果与分析
2. 1　大棚蕨菜不同器官在不同生育时期的 SOD同工酶酶谱分析
图 1　大棚蕨菜不同器官在不同生育时期 SOD同工酶酶谱 图 2　温室蕨菜不同器官在不同生育时期 SOD同工酶酶谱
51第 4期　　　　　　　王萍等: 　不同栽培条件下蕨菜不同器官在不同生育时期 SOD同工酶的研究
在蕨菜生长发育中 ,不同器官显示了各自特异性。首先 ,在同一生育时期不同器官酶带数和活性不同 (见
图 1) ,各器官相比以根状茎和羽叶为最多。 例如 ,出苗期 ,根状茎和羽叶显示酶带数为 4条 ,分别为 A1、 B1、
C1、 D1带 , Rf在 0. 10～ 0. 66之间 ;地下叶柄和地上叶柄有 3条酶带 , 分别为 B1、 C2、 D1带 , Rf在 0. 27～
0. 66之间 ,从酶活性看 , 4个器官相比 ,羽叶有 3条强带 ,表现活性最强 ,其次为根状茎 ,有 2条中强带 ,而地
下叶柄和地上叶柄各有 1条中强带 ,酶活性弱些。其次 ,随植株生长 ,根状茎酶谱变化较小 ,除 B1中强带在
孢子产生期消失、 C1由中强带变成弱带外 ,其它酶带基本无变化。 地下叶柄和地上叶柄变化趋势一致 ,出苗
期显示的 B1中强带、 C2弱带、 D1弱带至孢子产生期消失 ,而出现了 C1弱带。羽叶酶谱变化主要表现在 A、
B区 , A1、 B1带消失 , B2带出现 ,在 C区 C1强带很稳定 ,可作为羽叶的特征酶带。
不同生育期相比 , SOD同工酶也有差异 ,从图 1可看出 ,出苗期谱带数最多 ,有 3条～ 4条 ,酶活性最强 ,
例如 ,羽叶有 3条强带 ;随生育进程进入孢子产生期 ,谱带数逐渐减少 ,地下叶柄和地上叶柄只有 1条带 ,从
酶活性看 ,只有羽叶有 1条强带。
2. 2　温室蕨菜不同器官在不同生育时期的 SOD同工酶酶谱分析
在温室蕨菜生长发育中 ,不同器官随生育期进程发生着变化。 首先 ,在同一生育时期不同器官酶带数和
活性不同 (见图 2) ,各器官相比以根状茎和羽叶为最多。 例如 ,出苗期 ,根状茎和羽叶显示酶带数为 4条 ,分
别在 A、B、 C、 D区 , Rf在 0. 10～ 0. 66之间 ;地下叶柄和地上叶柄有 3条酶带 ,分别为 B1、 C2、 D1带 , Rf在
0. 27～ 0. 66之间 ;从酶活性看 , 4个器官相比 ,羽叶有 4条强带 ,表现活性最强 ,其次为根状茎 ,有 3条中强
带 ,而地下叶柄和地上叶柄各有 2条中强带 ,酶活性弱些。其次 ,随植株生长 ,根状茎酶谱变化较小 ,除 B3中
强带在孢子产生期消失、 A1由中强带变成弱带外 ,其它酶带基本无变化。地下叶柄和地上叶柄变化趋势一
致 ,出苗期显示的 B1、 C2中强带、 D1弱带至孢子产生期消失 ,而出现了 C1弱带。羽叶酶谱变化较大 ,主要体
现在 A、 B区 , A1强带的消失、 B2强带变成中强带、 D1强带变成弱带 ,在 C区 C1强带很稳定 ,可作为羽叶的
特征酶带。
蕨菜不同生育时期相比 , SOD同工酶也存在明显差异 ,从图 2可看出出苗期谱带数最多 ,有 3条～ 4条 ,
酶活性最强 ,例如 ,羽叶有 4条强带 ,根状茎有 3条中强带 ,地下叶柄和地上叶柄有 2条中强带 ;随生育进程
进入孢子产生期 ,谱带数逐渐减少 ,地下叶柄和地上叶柄只有 1条带 ,从酶活性看 ,只有羽叶有 1条强带 ,根
状茎有 1条中强带。
2. 3　不同栽培条件下不同器官在不同生育时期的 SOD同工酶酶谱比较
附表　不同栽培条件下不同器官在出苗期的 SOD同工酶酶谱比较
栽培条件 　　根　状　茎 　　　羽　　叶
大棚 Rf 0. 1 0. 27 0. 5 0. 66 0. 1 0. 15 0. 5 0. 66酶带显示 弱带 中强带 中强带 弱带 中强带 强带 强带 强带
温室 Rf 0. 1 0. 35 0. 5 0. 66 0. 1 0. 31 0. 5 0. 66酶带显示 中强带 中强带 中强带 弱带 强带 强带 强带 强带
　　在大棚和温室不同栽培条件下 ,不同器官在不同生育时期的 SOD同工酶酶谱的变化有相似之处 ,即同
一时期根状茎和羽叶的酶带数最多 ,羽叶的酶活性最强 ,随生育进程各器官的酶带数和活性逐渐降低。但是 ,
不同栽培条件下 SOD同工酶也有不同之处 ,具体表现在酶带相对迁移率 ( Rf )和酶活性上 ,以出苗期为例 (见
附表 ) ,大棚蕨菜根状茎和羽叶 SO D同工酶第 2条酶带的 Rf分别为 0. 27、 0. 15,温室则为 0. 35、 0. 31,表明
酶带位置不同 ;从酶活性上看 ,大棚蕨菜根状茎和羽叶 SOD同工酶第 1条酶带为弱带和中强带 ,而温室则为
中强带和强带 ,其它酶带相同。 总体上 ,在大棚和温室不同栽培条件下 ,不同器官在不同生育时期的 SOD同
工酶酶谱的变化基本一致。
3　讨论
3. 1　根据实验结果 ,我们认为以出苗期和羽叶作为蕨菜不同器官在不同生育时期的 SOD同工酶酶谱的取
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材为好。其原因是: ( 1)出苗期的谱带数最多 ,活性最强 ,特征明显。 ( 2)与其它时期相比 ,取材方便 ,可以缩短
所需时间 ,免受不良条件影响。( 3)羽叶酶带多 ,活性强 ,且随生育时期变化大 ,这恰好给作同工酶分析提供了
良好素材。
3. 2　本实验结果表明 ,不同器官在不同生育时期的 SOD同工酶酶谱存在明显差异 ,这与不同器官的结构、
功能和不同时期 SOD在体内的分布、产生途径及消除能力有关。 根状茎位于地下 ,是不断产生叶芽的器官 ,
需要持续吸收、合成营养物质 ,供给地上幼叶生长需要 ,它的代谢旺盛 ,抗性较强 ,因此 ,根状茎发育较稳定 ,
表现为 SOD同工酶的酶带数较多且变化较小。 羽叶从出苗期的未展叶到孢子产生期的叶背面着生孢子 ,不
但外部形态变化大 ,而且内部经历了从营养生长到生殖生长的过程 ,清除自由基能力强 ,所以 , SOD同工酶
的酶谱变化较大 ,酶带数多且活性较高。出苗期是蕨菜食用采收期 ,营养物质合成最多 ,各器官代谢最旺盛。
因此 ,出苗期 SOD同工酶的酶带数最多 ,活性最强。
3. 3　王海廷等 ( 1981)在“番茄不同生育期和不同器官 POD同工酶分析”一文提到“番茄 F1从不同栽培地
点及不同时期采种 ,其酶谱带基本相同。这说明酶谱变化不受栽培条件和种子形成时间长短的影响 ,证明同
工酶的产生是受基因控制” [10 ]。 本实验结果表明 ,在大棚和温室不同栽培条件下 ,不同器官在不同生育时期
的 SO D同工酶酶谱的变化基本一致 ,这与以上观点相一致 ,蕨菜 SOD同工酶这种稳定性为今后进行蕨菜分
类和遗传研究提供了理论依据。
参　考　文　献:
[ 1]　 Fridoaich I. Supero xide Dismutase〔 J〕. Ann Rev Biochem, 1975, 44: 147- 155.
[ 2]　林伯年 ,沈德绪 .梨树不同器官在不同时期的 POD同工酶研究〔 J〕.浙江农业大学学报 , 1982, 8( 2): 167- 176.
[ 3 ]　刘鸿先 ,曾韶西 ,王以柔 .低温对不同耐寒力的黄瓜幼苗子叶各细胞器中超氧化物歧化酶 ( SOD)的影响〔 J〕.植物生理学
报 , 1985, 11( 1): 48- 57.
[ 4]　罗广华 ,邵从本 ,王爱国 .大豆和花生种子超氧化物歧化酶同工酶研究〔 J〕.植物生理学报 , 1984, ( 2): 173- 179.
[ 5]　 Beauchamp C O , Fridonich I. Isozymes of Supero xide dismutasc fr om whea t g erm〔 J〕 , Biochem Biophy Acta , 1973, 317: 50
- 60.
[ 6]　 Baker R. C. Supero xide dismutase in ripening fruits〔 J〕 , Plant Phy siol, 1975, 58: 644- 647.
[ 7]　 Gisnnoplitis C N , Ries S K. Supero xide dismustase I〔 J〕 , O ccur rence in high er plants, 1971, 59: 309- 314.
[ 8]　金波主编 ,中国多年生蔬菜〔M〕.中国农业出版社 , 1997: 114- 124.
[ 9]　罗广华 ,王爱国 .植物 SOD的凝胶电泳及活性显示〔 J〕.植物生理学通讯 , 1983, ( 6): 44- 45.
[ 10 ]　王海廷 ,黄永芬 ,汪清胤 .番茄不同生育期和不同器官过氧化物酶同工酶分析〔 J〕.园艺学报 , 1981, ( 4): 29- 35.
53第 4期　　　　　　　王萍等: 　不同栽培条件下蕨菜不同器官在不同生育时期 SOD同工酶的研究