全 文 ：　第 3期 内 蒙 古 林 学 院 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vo l. 20　 No. 3　 1998年 8月 JOURNAL O F INN ER MON GOLIA FORESTRY COLLEGE Aug . 1998
北沙柳及几种柳树过氧化物酶
同功酶遗传变异的研究
安守芹
(内蒙古林学院沙漠治理系 ,呼和浩特 , 010019)
　　摘　要　采用聚丙烯酰胺垂直电泳技术对北沙柳及其它柳树进行过氧化物酶同功酶
遗传变异的研究。 结果表明:试材共有酶带 25条 ,基本酶带 9条 ,变异带 16条 ,其中有 1
条酶带为试材所共有。在沙柳无性系中最多的有 13条带 ,最少的 4条带。 从酶谱图中可
知 ,按染色程度可划分为 3个区 ,从负极到正极依次为 A、 B、 C三区。可假定分属为 3个基
因位点控制 ,。每个位点从分子水平讲 ,含有多个座位亦即多个等位基因 ,从而表现了过氧
化物酶同功酶的多态性。
同一无性系的同株或不同株酶谱相同　再现性或重复性强 ;不同无性系酶带、酶谱明
显变异 ;种间酶谱类型差异明显。
关键词　北沙柳　无性系　过氧化物酶同功酶　种间　酶谱　变异
中图资料分类号　 S718. 46　 S792. 12
　　北沙柳 ( Salix Psamcphilla )以下简称沙柳。丛生灌木 ,高达 5m ,冠幅为 4× 4m2 ,主要分布
在内蒙、宁夏、新疆、陕西等干旱半干旱地区。是防风固沙保持水土的优良树种 ,也是沙区重要
能源和经济树种。
本研究属沙柳工业用材林 95攻关课题的部分内容。
通过 95～ 97两年对伊盟、青海等 13个产地 105个沙柳无性系及小黄柳、乌柳等扦播试
验 ,并初选出 54个优良无性系的基础上 ,对其 42个沙柳无性系、小黄柳、乌柳和部分辐射沙柳
无性系 ,用聚丙烯酰胺电泳技术 ,进行过氧化物酶同功酶的分析 ,试图对初选优良无性系的遗
传型亦即种性的再选择提供依据。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
采自内蒙古林学院试验场沙柳试验地 ,二年生平茬株新梢顶端的嫩叶 ,其中无性系测定中
选的 34个无性系 ,未中选的 8个无性系 ,经辐射处理 ,性状奇异的 3个无性系及小黄柳、乌柳
共 47个试材。
1. 2　样品制备
将采取的嫩叶洗净后 ,再用蒸馏水冲洗 ,放入冰冻研钵中加入 20%的甘油 ,进行充分研
磨 ,再移入移心管放入冰箱自由下沉 24小时 ,然后离心 ,取上清液贮备待电泳。
1. 3　电泳
采用聚丙烯酰胺垂直板电泳 ,分离过氧化物酶同工酶 ,样品分离胶浓度为 7. 5% , pH8. 9,
浓缩胶浓度为 4% , pH6. 7,电泳缓冲液 Tris—甘氨酸系统 , p H8. 3,每样孔加样量 5μl ,初始电
压为 100V ,当指示剂进入分离胶后电压改为 300V,每次在 0～ 4℃冰箱内电泳 3小时左右 ,待
　　收稿日期: 1998— 07— 06
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前沿标记物泳动距前沿端 1cm时 ,关闭电源 ,取出剥胶染色。每一试样在胶板上重复 2～ 3次 ,
然后按迁移率、带宽及酶带数 ,将酶谱画在坐标纸上 ,进行归类分析。
2　结果与分析
2. 1　沙柳过氧化物酶同功酶酶谱
对 42个沙柳无性系的实验结果用离差平方和法聚类分析 ,并画出聚类图。 (见图 1)
　第 3期　 安守芹　北沙柳及几种柳树过氧化物酶同功酶遗传变异的研究 81
　　从聚类图上在离差平方和 50处断开 ,将酶谱分为 10类 ,同时画出这 10类酶谱及辐射无
性系 ,小黄柳、乌柳共 13种酶谱类型模式图 ,亦即 13种表型。 (见图 2、表 1)
图 2　沙柳等 13种酶谱类型模式图
表 1　 沙柳酶谱类型及相应的无性系
酶谱类型 无性系号
Ⅰ Ⅷ — 06
Ⅱ Ⅴ— 04、Ⅸ — 04、Ⅹ Ⅳ— 05
Ⅲ 达旗、Ⅸ — 01、Ⅸ — 05、Ⅸ — 03
Ⅳ Ⅷ — 04、Ⅹ — 02、Ⅹ Ⅳ— 01、Ⅹ Ⅳ— 02
Ⅴ Ⅴ— 06、青海
Ⅵ Ⅳ— 02、Ⅴ— 08、Ⅸ — 04、Ⅹ Ⅳ— 06、Ⅴ— 02、Ⅶ — 01、Ⅴ— 12
Ⅶ Ⅹ Ⅳ— 08
Ⅷ Ⅷ — 03、Ⅹ Ⅱ — 02、Ⅹ Ⅴ— 03、Ⅴ— 11、Ⅹ Ⅴ— 04、Ⅷ — 01、Ⅹ Ⅴ— 01、Ⅹ Ⅴ— 16
Ⅸ Ⅹ Ⅴ— 06、Ⅹ Ⅴ— 07、Ⅶ — 21、Ⅹ — 01、Ⅹ Ⅳ— 07、Ⅴ— 01、Ⅲ — 01、Ⅹ Ⅴ— 11
Ⅹ Ⅷ — 02、Ⅹ Ⅲ — 01、Ⅹ Ⅴ— 08、Ⅴ— 05
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　　按迁移率间隔 ,酶带集中程度及染色深浅 ,沙柳酶谱明显地分为三个区 ,从负极到正极依
次为 A、 B、 C三区。
( 1) A区酶带 (见表 2)
表 2　 A区酶带情况 )
Rf 0. 16 0. 21 0. 23 0. 26
无性系数 26 2 46 2
百分比 (% ) 59 4 99 4
　　从表 2看出 , A区有 4条迁移值不同的酶带 ,在两条基本带中 , Rf值为 0. 23的酶带占
99% ,为所有试材共有。而 Rf值为 0. 21、 0. 26的两条酶带 ,只是个别无性系所有 ,属于变异带。
( 2) B区酶带 (见表 3)
表 3　 B区酶带情况
Rf 0. 34 0. 39 0. 43 0. 45 0. 47 0. 48 0. 50 0. 52 0. 53 0. 55 0. 56 0. 58 0. 59
无性系数 7 17 26 7 31 3 2 3 35 30 6 25 31
百分比 (% ) 16 39 59 16 70 7 4 7 80 68 14 57 70
　　从表 3可知 , Rf为 0. 43、 0. 47、 0. 53、 0. 55、 0. 58、 0. 59的酶带其比例均大于 50% ,属于基
本带 ,染色较深、酶活性较强。 Rf为 0. 39的酶带占 39% ,其稳定性和活性次之。 Rf为 0. 34、
0. 45、 0. 48、 0. 50、 0. 52、 0. 56的酶带比例在 4～ 16%之间 ,均为变异带。
( 3) C区酶带 (见表 4)
表 4　 C区酶带情况
Rf 0. 64 0. 67 0. 68 0. 70 0. 72 0. 76 0. 81 0. 85
无性系数 22 16 4 3 1 2 1 1
百分比 (% ) 50 36 8 7 2 4 2 2
　　从表 4可知 , C区有 8条迁移值不同的酶带 ,除了 Rf为 0. 64的酶带为基本带外 ,其余 7
条带所占比例均小于 50% ,属于变异常。
因此 ,从以上三个带区不难看出 , A区有两条清晰而稳定的基本带 ,变异带较少、染色程度
介于中间 ,而且多次重复实验 ,效果稳定 ,由此可见 ,该区酶带稳定 ,可重复性强 ,变异不明显。
B区酶带数多而又集中 ,有 6条基本带 7条变异带 ,染色最深 ,可见该区酶活性最强 ,属于强带
区。在 C区的 8条酶带中 ,只有一条基本带 ,其余均为变异带 ,染色最浅 ,变化复杂 ,变异明显 ,
该区可视为弱带区。由于变异明显 ,可能是影响种间、无性系间性状差异的因素。
2. 2　沙柳及几种柳树过氧化物酶同功酶的变异
( 1)沙柳无性系内酶谱比较
通过 20多个无性系 ,系内同株或不同单株的重复实验 ,结果表明:同一无性系同一单株或
不同单株酶谱稳定 ,效果基本一致 ,再现性强 ,可重复性强。如图 3所示:
　第 3期　 　安守芹　北沙柳及几种柳树过氧化物酶同功酶遗传变异的研究 83
3　同一无性系同株或不同单株酶谱照片及模式图
　　图 3中有 2个无性系 ,照片中左1到左4与右 1到右 4为同一无性系亦即Ⅶ — 03号 ,其中
左 3、左 4与右 3、右 4为同一单株 ,左 1、左2与右 1、右 2为同一单株 ,可见同一无性系同一单株酶谱
完全相同 ,同一无性系不同单株亦基本相同。 同样 ,图中左5、左 6与右 5、右 6也是同一无性系亦
即Ⅴ— 03号 ,而左 5、左 6为同一单株 ,右 5、右 6为同一单株 ,其酶谱也表现出相同的效果。
( 2)沙柳无性系间酶谱比较
　 84　 内 蒙 古 林 学 院 学 报 1998年
图 4　沙柳 11个无性系酶谱照片及模式图
　　图 4包括 11个沙柳无性系 ,图中右 1、右 2为青海同一无性系 ,其酶带、酶谱完全相同。但与
右 3即Ⅴ— 11号相比 ,酶带、酶谱差异明显。 青海有 9条基本带、 2条变异带 ,而Ⅴ— 11号只 4
条基本带 , 1条度异带 ,染色程度和清晰度亦不相同。另从图 4也不难看出 ,不同无性系间既有
相似性 ,连续性也有变异性和过氧化物酶同功酶的多态性。没有任何 2个酶谱完全相同的无性
系。
在沙柳无性系中 ,有明显的基本带 ,如迁移值为 0. 16、 0. 23、 0. 43、 0. 47、 0. 53、 0. 55、 0. 58、
0. 59、 0. 64的 9条带均占 50%以上 ,为大多数无性系所有 ,因此 ,各无性系间的基本带比较稳
定 ,具有某些性状或特性在遗传上的连续性、稳定性和相似性。 与此相反 ,迁移值为 0. 21、
0. 26、 0. 50、 0. 72、 0. 76、 0. 81、 0. 85的 7条变异带、只在极少数无性系中出现 ,明显地表现出无
性系间的差异及性状上的多样性和变异性 ,为无性系选择提供了依据和材料。
( 3)沙柳与几种柳树酶谱比较 (见表 5)
　第 3期　 安守芹　北沙柳及几种柳树过氧化物酶同功酶遗传变异的研究 85
表 5　 种间酶谱比较
迁 移 值
编号
树种
a1
0. 16
a3
0. 23
b3
0. 43
b5
0. 47
b9
0. 53
b10
0. 55
b12
0. 58
b13
0. 59
c1
0. 64
沙柳 + + + + + + + + +
小黄柳 - + + + + - + + -
乌　柳 - + - + + + + + -
　　由表 5可知 , a3、 b5、 b9、 b12、 b13为 3个种共有 ; a2、 a4、 b1、 b2、 b4、 b6、 b7、 b8、 b11、 c3、 c3、 c5、 c6、 c7、
c8为沙柳所有 ;小黄柳有 b1而乌柳没有 ;乌柳和小黄柳均有 6条基本带 ,但乌柳有 b10无 b3 ,小
黄柳有 b3无 b10。
由此 ,笔者认为由于以上这 5条基本带为 3个树种共有 ,从而表现出某些性状在遗传上的
连续性、稳定性 ,可能受相同或相近多个等位基因控制的结果。从酶谱类型图上可知 ,沙柳与小
黄柳有 15条变异带的差异 ,与乌柳有 16条变异带的差异 ,这可能是造成种间分化 ,性状多样
性的主要因素。
为了说明三个树种种间的明显差异 ,请参照图 5、图 6。
图 5　沙柳、小黄柳 、乌柳酶谱照片与模式图
　 86　 内 蒙 古 林 学 院 学 报 1998年
图 6　沙柳小黄柳酶谱照片与模式图
　　 ( 4)沙柳 10类酶谱比较
10类酶谱可归纳为以下 3种: ①Ⅵ 类酶谱有 9条基本带、 8条变异带、与基本酶谱较一致、
可作为沙柳树种代表性酶谱。与其相近的还有Ⅱ类酶谱 ,可归为一种类型。 ②Ⅰ 类、Ⅳ类、Ⅴ
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类、Ⅸ 类、Ⅹ 类 ,前四种均有 7条基本带 ,Ⅹ 类 6条基本带 ,因此可归为一种类型 ,即比较稳定 ,
其变异性状的再现性较强。 ③Ⅲ类、Ⅶ 类、Ⅷ 类和辐射沙柳 ,前 3类只有 4条基本带 ,变型带 1
～ 3条 ,所缺失的基本带各异 ,辐射只 3条基本带 , 1条变异带说明该类变异性较强、重复性较
差 ,属于变异类型。
3　结论与讨论
3. 1　Ⅵ 类、Ⅱ类酶谱与基本酶谱很相近 ,是沙柳代表酶谱。
3. 2　沙柳无性系间、沙柳与几种柳树即种间存在着极明显的变异 ,可进行种性即遗传型选择。
3. 3　按 Gama A.和 Tsunenak ik ( 1977)的理论 ,酶带数越多 ,进化程度越高、因此种间排序为
沙柳> 小黄柳> 乌柳。
参　考　文　献
1　黄启强等 . 马尾松生长势与同Ⅰ 酶表型的关系 . 林业科学第 30卷、第 3期 , 1994, 215～ 219
2　唐炜臻等 . 五个三年桐品种过氧化物酶　功酶的酶谱分析 . 中南林学院学报 , V o l. 6No . 2, 1986, 150～
153
3　童再康等 . 黄山松群体 GO T同Ⅰ 酶遗传变异的初步研究 . 福建林学院学报 ,第 13卷第 4期 , 1993, 414～
419
4　曾英等 . 细毛樟实生苗同Ⅰ 酶的初步研究林业科学研究 , V o l. 4 No. 5, 1991, 570～ 572
5　崔克明等 ,构树形成层活动周期中过氧化物酶和脂酶同功酶的变化 . 植物学报 ,第 37卷第 10期 , 1995,
800～ 806
6　杨一平等 . 长白山天然红松林同功酶遗传变异的研究 . 东北林业大学学报 . V ol. 14 No. 2, 1986, 34～ 41
Study on the Heredity and Variation of Peroxidase of Some Species in Salix
An Shouqin
( Department of Desert Contro l, Inner Mongolia Forestry College, Hohho t 010019)
Abstract　 The heredi ty and variation o f perox idase of some species in salix are studied
by the means of po lyacrylamide gel elect rophoresis, The results a re: ( 1) There are 25 bands
in the zymog ram ( 9 bands a re basic including 1 bands is common in all materials and 16
bands a re va riate. ) and the bands change f rom 4 to 13in sterile st rain of S. psammothila ,
( 2) There a re th ree zones ( A. B. C) in the zymog ram uhich are presumed to be controlled by
three gene lo cus, ( 3) The zymog ram in the same sterile st ram is common, but i t i s di fferent
in the dif ferent strams and the di fferent species.
Key Words　 Salix psammo thi la　 Sterile st ram　 Perox idase Zymog ram　 Heredi ty　
Variation