全 文 ：第 21卷　第 3期
2000年 9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. 3
Sep. 2000
文章编号: 1009- 3575( 2000) 03- 0030- 05
蕨菜不同器官在不同生育时期的
过氧化物酶和酯酶同工酶分析
郝丽珍 ,　王萍 ,　刘杰才 ,　韩靖玲 ,　王英
(内蒙古农业大学农学院 ,呼和浩特　 010019)
摘要:　通过对过氧化物酶 ( POD)与酯酶 ( EST )同工酶分析 ,探讨了蕨菜不同器官从出苗期至孢子成熟期的酶谱
情况。结果表明:不同生育期和不同器官显示的酶谱是不同的。同一生育期内 ,根状茎和地下叶柄显示谱带较多、特
征明显、酶活性较高 ;各器官随生育进程的酶谱以根状茎和地下叶柄变化较小、地上叶柄与羽叶变化较大 ;综合观
察 ,同工酶分析以苗期和根状茎取材为好。
关键词: 　蕨菜 ;　不同器官 ;　不同生育期 ;　过氧化物酶 ( POD) ;　酯酶 ( EST );　同工酶
中图分类号: 　 Q946. 5　　文献标识码:　 A
ANALYSIS OF PEROXIDASE AND ESTERASE ISOZYMES
IN DIFFERENT ORGANSOF Pteridium aguil ium var.
latiusculum AT DIFFERENT PERIODS
HAO Li- zheng,　WANG Ping,　 LIU Jie- cai
HAN Jing- lin,　WANG Yin
( Co lleg e of Ag ronomy, Inne r Mongo lia Ag ricultura l Univ er sity , Huhho t 010019)
Abstract: 　 By analysiing pero xidase and ex terase iso zyme, the zymog ram pa tterns in di fferent o rg ans f rom
seedling to spo re mature stage of Pteridium aguilium va r. latiuslculum were studied. The results showed
that pat terns of POD and EST iso zyme va ried wi th dif ferent o rg ans and di fferent periods of the plant. At
the same development stage, mo re iso zyme bands and iszymatic activi ties of rhizome and underg round stalk
w ere observ ed, thei r features w ere also appearing clearly. With g rowing and developing , zymog ram pat terns
o f rhizome and underg round sta lk w ere stable, but tha t o f overg round stalk and leaf changed. Th e sui table
o rgans and times to be sampled w ere rhizome and seedling .
Key words: 　 Pteridium aguil ium va r. lat iusculum; dif ferent organs; dif ferent development stages;
peroxidase; esterase; i so zyme
收稿日期: 　2000- 07- 10基金项目: 　内蒙古自然科学基金资助项目 ( 9610E35)作者简介: 　郝丽珍 ( 1960— ) ,女 ,硕士 ,副教授 ,从事蔬菜学的研究 .
　　近年来 ,同工酶的研究在农业上得到了广泛的重视与应用。过氧化物酶与酯酶在植物组织内有广泛的分
布 ,根据不同的目的 ,对各种作物 POD和 EST同工酶的研究有许多报道。李继耕 ( 1980) [1 ]对玉米同工酶的
研究中认为 ,同一植株不同叶组织中酶谱图式的变化 ,与叶片组织老幼和功能有一定联系。李玉湘 ( 1979) [2 ]
在番茄、白菜 POD同工酶分析中 ,也发现相同现象。王海廷等 [3 ]对番茄不同生育期和不同部位 PO D同工酶
分析的结果表明 ,同工酶在不同部位显示了各自的特异性。
蕨菜作为 1种野生蔬菜 ,由于其营养价值高、保健功能强 ,它的驯化栽培日益受到人们的重视。关于蕨菜
不同器官在不同生育时期同工酶变化的研究 ,目前未见报道。本试验试图通过蕨菜孢子体 POD与 EST同工
酶酶谱分析 ,找出同工酶分析相对稳定的时期与器官 ,为进一步应用同工酶方法进行蕨菜生化分类、遗传研
究和驯化栽培提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　材料与取样
1. 1. 1　不同生育期的取样　共分 5个生育时期取样 ;苗期、初展叶期、全展叶期、孢子产生期、孢子成熟期。
1. 1. 2　不同部位器官取样　每个时期分别取下列部位制样 ;根状茎、地下叶柄、地上叶柄、羽叶。
1. 2　方法
1. 2. 1　制样　将样品冼净吸干水分、剪碎混匀后 ,称取 1g、加 5mlTris( pH6. 7)提取液 ,在冰浴下研磨至匀
浆 , 4000r /min离心 15min,取上清液加等体积 40%蔗糖溶液、混均 ,放低温冰箱中备用。
1. 2. 2　电泳
1. 2. 2. 1　 POD同工酶电泳　采用 DYY-Ⅱ型稳压电泳仪 ,分离胶浓度 7% 、 pH8. 9;浓缩胶浓度 3% 、 pH
6. 7;电极缓冲液为 Tris-甘氨酸缓冲液 , pH8. 3,点样量为 30ul。电泳电压先 80V～ 100V、进入分离胶时 ,调
到 180V～ 200V。 电泳时间 5h～ 6h,保持温度 0℃～ 4℃ ,以 0. 2%的溴酚兰作前沿指示剂。
1. 2. 2. 2　 EST同工酶电泳　分离胶浓度 10%、 pH8. 9,浓缩胶浓度 3. 75%、 pH6. 7,点样量为 50ul,其它与
过氧化物酶同工酶相同。
1. 2. 3　染色　采用改良的醋酸联苯胺染色法 ; EST染色 POD用胡能书的方法 [4 ]。酶带充分显示后 ,绘制谱
带模式图。
1. 2. 4　谱带表示与迁移率计算
Rf =
Lx (酶带移动距离 )
L (指示剂移动距离 )
2　结果与分析
2. 1　蕨菜不同器官在不同生育时期的 PO D同工酶酶谱分析
2. 1. 1　蕨菜不同器官在同一生育时期 PO D同工酶酶谱比较　电泳结果表明 (见图 1)。 不同器官在同一生
育时期 POD酶同工酶显示了各自的特异性。首先 ,在同一生育期不同器官酶谱带数目不同。例如:在出苗期 ,
根状茎和地下叶柄都显示了 6条酶带 ,主要分布在 B区 ,有 4条 ( Rf为 0. 30- 0. 38) , C区 1条 ( Rf为 0. 54) ;
31第 3期　　　　　　　　郝丽珍等: 　蕨菜不同器官在不同生育时期的过氧化物酶和酯酶同工酶分析
羽叶显示 3条 ,分布在 A、 B、 D区各 1条。观察其它生育时期各器官酶谱带数目 ,也都以根状茎和地下叶柄酶
带数最多。其次 ,不同器官在同一生育时期所显示酶带颜色与宽度有较大差异 ,在苗期根状茎和地下叶柄都
有 4条一级带 ,地上叶柄无一级带 ,羽叶有 2条一级带 ,四者相比以根状茎和地下叶柄一级带数最多 ;其它生
育时期虽略有变化 ,但都以根状茎和地下叶柄的一级带数最多。
以上结果表明 ,蕨菜不同器官在同一生育时期 POD同工酶表现不同。同工酶的酶活性表现在酶带数目、
显色深浅及宽度等方面 ,如带数多、色深而宽的 ,其酶活性较强 ,反之 ,则较弱。因此 ,同一生育时期以根状茎
和地下叶柄酶活性较强 ,地上叶柄和羽叶酶活性较弱。
1—根状茎 2—地下叶柄 3—地上叶柄 4—羽叶
1— rhizome 2— unde rg round sta lk 3— ove rg round stalk 4— leaf
图 1　蕨菜不同器官在同一时期 POD同工酶酶谱比较
Fig. 1 Compa rision on POD Iso zyme Pa tterns of Different O rgans at the Same
Periods o f Pteridium aguilium Var latiusculum
2. 1. 2　蕨菜同一器官在不同生育时期 POD同工酶酶谱比较　由图 2可看出 ,随生育进程 ,器官的 POD同
工酶变化不同。 根状茎从出苗期至孢子成熟期 ,除 C区酶带颜色有变化外 ,其它酶带数目、宽度、显示深度、
迁移率都很稳定 ,可作为根状茎的特征谱带。地下叶柄的酶带数目未变化 ,酶带颜色从芽期到孢子成熟期逐
渐变浅 ,至孢子变褐减少为 2条一级带。地上叶柄的酶谱变化较大 ,酶带有时为 5条 ,有时为 3条 ,颜色变化
无规律。羽叶的酶谱随植株生长发育也发生着变化 ,酶带数逐渐增加 ,不断有新酶带出现 ,酶带除苗期有 2条
一级带外 ,其它时期为二级、三级带 ;在羽叶酶谱中 , A区酶带随生育进程无变化 ,很稳定 ,可以作为羽叶的特
征酶带。
综上所述 ,各个器官随植株生育进程 , PO D同工酶酶谱变化程度不同 ,以根状茎最稳定 ,羽叶变化最大 ,
这与各器官具有的生理功能不同有关。
32 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报　　　　 　　　　　　　　 2000年
1—出苗期 2—初展叶期 3—全展叶期 4—孢子产生期 5—孢子成熟期
1— seedling
stag e
2— the first leaf
spr eading stag e
3— all leaf
spreading stag e
4— spo re
appeaning stag e
5— spo re ma turing
stag e
图 2　蕨菜同一器官在不同生育时期 POD同工酶酶谱比较
Fig. 2 Comparision on POD Iso zyme Pa tterns o f the Same Organ a t
Different Periods o f Pteridium aguilium Var. latiusculum
2. 2　蕨菜不同器官在不同生育时期 EST同工酶酶谱分析
2. 2. 1　蕨菜不同器官在同一生育时期 EST同工酶酶谱比较　从图 3看出 ,在同一生育时期中不同器官的
酶谱存在差异。首先 ,从酶带数目上看 ,以根状茎地下叶柄的带数为最多 ,如在苗期根状茎和地下叶柄有 4
条 , A区 1条 ( Rf为 0. 2 2)、 B区 3条 ( Rf为 0. 40～ 0. 4 4) ,而地上叶柄与羽叶有 2条～ 3条 , A区 1条 ( Rf为
0. 22) , B区 1条～ 2条 ( Rf为 0. 40)。其次 ,从酶带显色深浅与宽度看:出苗期根状茎与地下叶柄有 2条一级
带 ,多于地上叶柄与羽叶 ;初展叶期与出苗期相似 ;全展叶期地上叶柄与羽叶各有 1条一级带 ;孢子产生期以
根状茎 2条一级带为最多。
从酶带数目 ,显示深浅与宽度等总的方面看 ,各个器官的酶活性相比 ,以根状茎的酶活性较强 ,地下叶柄
的酶活性稍弱些 ,地上叶柄与羽叶的酶活性比前二者低些。
1—根状茎 2—地下叶柄 3—地上叶柄 4—羽叶
1— rhizome 2— unde rg round sta lk 3— ove rg round stalk 4— leaf
图 3　蕨菜不同器官在同一生育时期 ES T同工酶酶谱比较
Fig. 3 Comparision on EST Isozyme Patterns o f Diffe rent O rgans a t th e Same
Periods o f Pteridium aguilium Var latiusculum
2. 2. 2　蕨菜同一器官在不同生育时期 EST同工酶酶谱比较　蕨菜的各器官随生育进程发生着不同程度变
化 (见图 4)。根状茎从出苗期到孢子产生期除酶带颜色有变化外 ,其它酶带数目、宽度、迁移率无变化 ;地下
叶柄的酶带数目由苗期和初展叶期 4条减少至全展叶期和孢子产生期的 3条 ,酶带颜色由 2条一级带减少
33第 3期　　　　　　　　郝丽珍等: 　蕨菜不同器官在不同生育时期的过氧化物酶和酯酶同工酶分析
为 3条二级带 ;地上叶柄与羽叶随生育进程酶带变化相似 ,酶带数目由 2条～ 3条减少为 1条 ,由 2条一级
带减少至 1条一级带。 地上叶柄与羽叶在 B1区酶带随生育进程表示很稳定 ,可作为该器官的特征谱带。
综上所述 ,各个器官随生育进程酶谱带都有变化 ,地上叶柄与羽叶变化较大 ,地下叶柄与根状茎变化较
小。
1—出苗期 2—初展叶期 3—全展叶期 4—孢子产生期
1— seedling
sta ge
2— the first leaf
spr eading stag e
3— a ll lea f
spreading stag e
4— spo re
appeaning stag e
图 4　蕨菜同一器官在不同生育时期 ES T同工酶酶谱比较
Fig. 4 Compa rision on EST Iso zyme Pa tterms o f the same Organs a t the Differ ent
Periods of Pteridium aguilium Var latiusculum
3　讨论
3. 1　蕨菜不同器官在不同生育时期的 POD同工酶、 ES T同工酶的酶谱分析表明 ,不同器官在同一生育时
期及同一器官在不同生育时期 ,两种同工酶酶谱都有差异。我们知道 ,同工酶是基因表达方式之一 ,植物在生
长发育过程中基因逐渐表达 ,有特殊的酶和结构蛋白连续的合成和分解 ,引起同工酶的变化 ,进而批示形态
的形成 [5 ]。本试验表明:根状茎的酶带数目多且较稳定 ,酶活性较强 ,这与根状茎具有吸收、贮藏、合成营养物
质的功能密切相关 ,而羽叶的酶谱变化较大 ,反映了羽叶开始进行光合作用至孢子着生、成熟这种新陈代谢
过程特点 ,地上叶柄与地下叶柄虽都为叶柄 ,但地下叶柄着生在根状茎上 ,都位于土层之下 ,因此其与根状茎
酶谱相近 ,同理地上叶柄与羽叶酶谱接近。
3. 2　从 POD同工酶与 EST同工酶的酶谱比较看 , POD同工酶酶谱更为清晰 ,分离效果较好。 POD是植物
呼吸酶的一类 ,它能较好反映蕨菜孢子体不同器官随生育进程而发生的变化。 POD酶谱带数多而变化大 ,也
说明蕨菜孢子体内代谢旺盛 ,各种物质合成与分解较快。 EST在植株体内担负着转脂的功能 ,本试验 EST
同工酶谱带较少 ,说明蕨菜供试各器官含脂肪较少 ,这反映了蕨菜是低脂植物。两种同工酶相比 ,以 POD同
工酶更适合作为分析手段。
3. 3　应用同工酶法需要选择适宜的器官和时期才能奏效。本试验 PO D同工酶与 EST同工酶的酶谱分析结
果都表明 ,以出苗期的酶谱表现较为稳定 ,各器官中以根状茎酶活性较高 ,因此 ,出苗期和根状茎可作合适的
取样时期与部位。
参　考　文　献:
[ 1]　李继耕 .同工酶与玉米杂种优势研究Ⅱ .互补酶类型及其在不同器官中的分布〔 J〕.遗传 , 1980, 2( 4): 4- 6.
[ 2]　李玉湘 .番茄杂种过氧化物酶同工酶分析〔R〕.北京: 中国科学院遗传研究所工作年报 , 1979, 118- 120.
[ 3]　王海廷 .番茄不同生育期和不同部位过氧化物酶同工酶分析〔 J〕.园艺学报 , 1981, 8( 4): 29- 35.
[ 4]　胡能书 .同工酶技术及其应用〔M〕.长沙:湖南科学技术出版社 , 1985, 75.
[ 5]　林伯年 .梨树不同器官在不同时期的过氧化物酶同工酶研究〔 J〕.浙江农业大学学报 , 1982, ( 2): 167- 176.
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