全 文 ：岷江流域王百合与通江百合资源特征的初步研究
姚青菊 , 任全进 , 熊豫宁 , 杨　军
(江苏省中国科学院植物研究所 /南京中山植物园 ,江苏南京 210014)
　　摘要:对岷江流域王百合(Liliumregale)和通江百合(Liliumsargentiae)不同居群的分布 、生境 、种球特征等进
行了野外调查;同时比较了两个百合种在南京种植后的生物学特征;采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(PAGE)研究
了两个种 18个样品的多酚氧化酶(PPO)同工酶差异 ,并用相似系数法对同工酶谱带进行聚类分析。结果显示 ,
王百合 3个居群间的鳞茎宽度 、形状和鳞片色泽存在显著差异 , 通江百合 4个居群间的鳞茎宽度存在一定差异 ,
但鳞茎形状和鳞片色泽无明显差异。两个百合种叶片中共出现 7条 PPO同工酶酶带 ,形成 3个活性区域 , 样品间
谱带差异大。根据聚类结果 ,可将王百合 3个居群的 14个样品分为 4类, 通江百合 4个居群的 4个样品分为 2类。
　　关键词:王百合;通江百合;多酚氧化酶;同工酶;聚类分析
　　中图分类号:S682.2+90.1　　文献标识码:A　　文章编号:1002-1302(2007)05-0245-04
收稿日期:2007 -03-22
基金资助:江苏省自然科学基金(编号:BK2001152)。
作者简介:姚青菊(1971— ),女 , 陕西合阳人 , 硕士 ,工程师 ,主要从
事植物遗传多样性与物种保护方面的研究工作。 E-mail:qingju
yao@yahoo.com.cn。
　　王百合(LiliumregaleWilson)和通江百合(Lili-
umsargentiaeWilson)是百合属百合组的两个种 ,仅
产于我国四川省 。王百合由英国著名植物学家 Wil-
son在 1903年发现于四川岷江地区 。通江百合也是
Wilson在 1903年发现于泸定通河河谷 ,因容易使人
误解为本种产于四川通江地区 ,故 《四川植物志 》将
其定名为 “泸定百合”。这两个百合种植株高大 ,强
健耐寒 ,花大芳香 ,是重要的育种材料 [ 1-2] 。
野生种质资源有丰富的变异类型 ,是改良现有
品种抗逆性 、抗病虫性以及重要园艺观赏性状的主
要基因来源 [ 3] 。通过对岷江流域野生百合资源的
调查 ,发现王百合和通江百合在当地分布范围较广 ,
资源蕴藏量很大 ,并且随着其生境的不同在形态上
有很大变异 ,作为喇叭状大花类型的典型代表 ,在百
合新品种选育上有很重要的价值。本试验通过野外
调查 ,对这两种植物的资源状况做了分析 ,并对其多
酚氧化酶(PPO)同工酶进行了研究 ,为保护和利用
这两种百合资源提供科学依据 。
1　材料与方法
1.1　野外取样
样品于 2001年 7月采于四川岷江流域 。王百
合以汶川为起点 ,沿岷江河谷下游方向每 20 km作
为 1个取样点 ,随机采挖 5 ～ 10个种球(间距 10 m
以上),共 3个采样点。通江百合采样地点分别为
岷江河谷 、大渡河泸定县 、青衣江天全县(表 1),采
样方法同王百合。全部样品采回后 ,于 9月 21日种
植于南京中山植物园苗圃温室。
1.2　生物学特征观测
2001 ～ 2003年观察记载种植于温室中的全部
资源 。在花蕾完全展开后 ,测量植株高度 、茎秆距基
部 1.0 cm处的直径 ,花蕾下 5片展开叶的长度和宽
度 ,观察记录两个种的形态特征 。在种球种植前测
量鳞茎最宽处的直径。
1.3　叶片 PPO同工酶测定与分析
参照何忠效等的方法[ 4] ,进行叶片 PPO同工酶
电泳测定 。采用区炳庆等的方法 [ 5] ,计算相似系数
并进行聚类分析。
2　结果与分析
2.1　样品采集地点及其生境特点
7个采样点分别位于岷江河谷 (5个)、青衣江
(1个)、大渡河河谷(1个),气候条件差异很大。据
调查 ,汶川县至都江堰仅 89 km,年降水量却从 600
mm骤升至 1 200 mm以上 ,王百合 3个取样点之间
的降水量差异在 100 ～ 200 mm之间。通江百合取
样地中 , 泸定县降水量为 800 mm,天全县 1 400
mm,都江堰 1 200 mm[ 6] 。各样点的土壤条件也有
差异 ,汶川县样点的土壤极为干燥 ,有呈莲座状生长
的兰科植物 。在降水量较高的地区 ,土壤的排水和
—245—江苏农业科学　2007年第 5期DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2007.05.054
表 1　岷江流域王百合与通江百合取样地点与生境
种名 取样点(代号) 生　　境
王百合 汶川县城外(R1) 山坡 ,坡度 >60°;旱生草灌丛 ,伴生植物有羊蹄甲 、蒿属植物以及一些耐旱豆科植物;土壤
为粉沙质壤土
汶川至都江堰 10 km处(R2) 向阳山坡 ,坡度 30～ 40°;灌木丛 ,伴生植物有黄栌 、木旬子 、羊蹄甲 、铁线莲 、花椒 、蒿属植物 、
禾草;土质疏松 ,石砾多 ,土壤为粗沙质土
汶川至都江堰 245 km处(R3) 路旁山坡 , 30 ～ 40°;灌木丛 ,伴生植物有羊蹄甲 、木旬子 、锦鸡儿 、野蔷薇 、荨麻;土壤为粗沙
质土
通江百合 汶川至都江堰 45 km处(S1) 生水沟边石缝中 ,伴生植物为荨麻科;土壤为岩石缝隙积聚的风化沙土
都江堰映绣镇(S2) 路边岩石上;伴生植物有铁线莲 、木通 、蒿属;土壤为腐殖土
泸定沙湾大渡河边(S3) 山坡上 ,坡度约 50°;灌木丛 ,伴生植物有六月雪 、合欢 、羊蹄甲 、木旬子 、茅草;土壤为粉质沙
石土 ,碎石多
天全县紫石乡高家庄(S4) 山坡废耕地 ,坡度约 40°;伴生植物有醉鱼草 、八角枫 、大青 、野牡丹 、魔芋 、木旬子 、悬钩子 、盐
肤木 、拉拉藤 、绣球 、蕨类植物;土壤为沙质红壤
透气性都比较好 。
2.2　生物学特征比较
王百合和通江百合在形态上很相似 ,都表现为
植株高大 ,花大 、喇叭状 、白色等。两个种主要区别
在于:一是叶片的形状 ,王百合叶片明显比通江百合
叶片多而狭长;二是王百合叶腋无珠芽 ,而通江百合
叶腋有深绿色珠芽;三是花茎上的斑点 ,王百合的紫
色斑点很明显 ,而通江百合不明显(表 2)。
表 2　王百合与通江百合在南京种植的生物学表现(2001 ～ 2003年)
项　　目 王　百　合 通　江　百　合
始花日期(月 /日) 6/27～ 7 /3 7/2～ 7 /6
花期(d) 65.4(57～ 71) 61.5(52～ 68)
花茎高度(cm) 97.7(65.5～ 137.0) 115.5(85.5～ 144.5)
花茎基部粗度(cm) 0.68(0.39～ 1.19) 0.75(0.45～ 1.36)
花茎特征 有明显的紫色斑点 斑点不明显
花朵直径(cm) 9.73(6.86～ 11.80) 9.08(6.57～ 10.25)
花形花色 花喇叭状 ,花瓣白色 ,基部黄色 ,外轮花被片都具有紫
红色的脊
花喇叭状 ,花瓣白色 ,基部黄色 ,外轮花被片都具有紫
红色的脊
叶片与腋芽 叶片散生 ,狭长条形 ,长 5～ 10 cm,宽 0.2 ～ 0.5 cm;叶
腋处无珠芽
叶片披针形 ,长 5.5 ～ 14 cm,宽 1～ 3 cm;叶腋处有深
绿色珠芽
鳞茎与鳞片 鳞茎圆形或梨形或纺锤形 ,鳞片浅褐色或深紫红色 鳞茎圆形 ,鳞片浅紫红色
2.3　种球特征比较
对王百合 3个采样点和通江百合 4个采样点样
品的鳞茎宽度分别进行测定 ,结果见表 3。来自不
同取样地点的植株形态显示出了较大变异 ,尤其在
种球形态上 。王百合 3个样点之间种球大小(以中
部最宽处来衡量)的差异达到了极显著水平 。在外
观性状上 , R1的种球最大 ,平均宽度 7.90 cm,种球
圆球形 ,鳞片呈深紫红色 ,外层鳞片薄 ,类似膜质;
R2平均宽度 5.26 cm,种球近似纺锤形;R3平均宽
度只有 4.67 cm。
通江百合 4个样点之间的种球大小差异也极显
著 。S1和 S3的鳞茎宽度极显著大于 S2和 S4。但
在鳞茎形状和色泽上 , 4个样点间无明显差异 ,都为
圆形 ,鳞片呈浅紫红色 。
2.4　PPO同工酶酶谱分析
王百合与通江百合不同样品的PPO同工酶电
表 3　王百合和通江百合鳞茎宽度比较
种名 采集地点代号 样品数 鲜茎平均宽度(cm)
王百合 R1 9 7.90Aa
R2 8 5.26Bb
R3 6 4.67Cc
通江百合 S1 5 5.16Aa
S2 5 4.56Bb
S3 5 4.98Aa
S4 10 4.29Bb
　　注:同列数字后字母不同者表示差异显著;大写字母表示极显著
水平(P<0.01),小写字母表示显著水平(P<0.05)。
泳图谱见图 1和表 4。
由图 1可见 ,两个百合种的功能叶片中共出现
7条 PPO同工酶酶带 ,其 Rf值分别为 0.23、0.30、
0.38、 0.46、 0.52、 0.60、 0.68, 分别编号 PPO1、
PPO2、PPO3、PPO4、PPO5、PPO6、PPO7,可将其分为
酶区 Ⅰ(Rf为 0.23和 0.30)、酶区 Ⅱ(Rf为 0.38和
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0.46)、酶区Ⅲ (Rf为 0.52、0.60和 0.68),形成 3个
活性区域 ,样点间谱带差异很大。其中 Rf为 0.30
和 0.38的两条带在所有样品中均出现 ,但活性差异
也很明显 ,尤其是 Rf为 0.30的带 ,在样点 1、6、8、9、
16、18中活性都很小。
表 4　王百合与通江百合的 PPO同工酶酶带
谱带 Rf 样　　　品
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
PPO1 0.23 - - + + - - + + + + + + + + + + + -
PPO2 0.30 + + + + + + + + + + + + + + + + + +
PPO3 0.38 + + + + + + + + + + + + + + + + + +
PPO4 0.46 + - + + + - + + + + + - - + - - + +
PPO5 0.52 - + + + - - + + + + + - + + - - + +
PPO6 0.60 + + + + - - + + + + + + + + + + + +
PPO7 0.68 + - + - - + + + - + + - - - - + - -
　　注:“ +”表示该样品出现该谱带 , “ -”表示该样品不出现该谱带。
　　酶带的相似系数 =2个分类群中相同酶带数 /
酶带总数。亲缘关系越近的类群 ,相似系数越接近 ,
因此可利用酶带的相似系数来对样品间的关系进行
分析。采用相似系数法 ,分别对王百合与通江百合
各样品进行聚类分析 ,结果见图 2和图 3。在 λ=
0.60时 ,可将王百合 14个样品分为 4类:第一类为
样品 1、6、5,第二类为样品 2、13、12,第三类为样品
4、9、14,第四类为样品 3、7、8、 10、11。在 λ=0.60
时 ,可将通江百合 4个样品分为 2类:样品 15、16为
一类 ,样品 17、18为另一类 。
3　讨论
百合是花卉产业中最重要的品种之一 ,无论是
种球还是切花 ,都在国际花卉商品贸易中占有很大
份额 。我国是百合属的分布中心 ,拥有世界 60%以
上的种 ,百合切花栽培在我国花卉产业中的地位也
—247—姚青菊等:岷江流域王百合与通江百合资源特征的初步研究
非常重要 ,但是生产中使用的商业品种基本上是由
国外输入。尽管如此 ,在原产中国的百合属植物中 ,
有一半以上的种尚未开发利用 [ 2 -3] 。因此调查研究
和驯化利用野生种质资源 ,对发展我国百合花卉产
业有重要意义。
通过对岷江流域野生百合资源的调查 ,我们发
现王百合主要分布在岷江上游河谷两岸茂汶 、黑水 、
汶川 、理县等地 ,生于海拔 800 ～ 2 700 m处的山坡
草丛 、灌丛 、悬崖岩缝中以及急流边的乱石间。分布
区内干旱少雨 ,当地森林遭到砍伐 ,植被以耐旱次生
灌丛和草丛为主 ,因水土流失严重 ,土壤多为粗质沙
土 。而通江百合则广泛分布于四川盆地边缘山区 ,
如北部的青川 、安县 ,南部的长宁东南部的古蔺 、合
川等地 ,但其主要分布区仍在岷江流域内 ,汶川 、理
县 、都江堰(灌县)、宝兴 、天全 、泸定 、名山 、洪雅 、峨
眉 、会东 、马边 、宜宾等地都可采集到 。分布区内的
气候 、土壤条件差异较大 ,岷江河谷的汶川 、理县与
大渡河河谷的泸定 、石棉属于亚热带干热河谷气候
类型 ,本种植物多生长在旱生矮灌木和草丛中 ,而都
江堰 、马边 、峨眉等地雨水丰沛 ,本种植物常见于低
海拔(约 500 m)亚热带常绿阔叶林边缘的草地 ,生
长在花岗岩 、板岩或泥质页岩风化形成的排水良好
的土壤中。
同时 ,不同居群间种球形态有很大变异 ,尤其是
王百合 , 3个取样点的种球大小差异达到了极显著
水平 ,说明它们之间存在着遗传上的差异 ,这种差异
与其生长地的气候条件是一致的 ,是长期适应干旱
环境的结果。在汶川所采的王百合 ,种球形态上表
现出了很强的保水能力 ,初步推断其可能具有抗旱
基因 ,这在遗传育种上具有较大的利用价值 。
同工酶作为一种普遍应用的遗传标记 ,在了解
天然居群的遗传结构 ,探索种内遗传多样性 、种间遗
传关系等方面有较好的效果 [ 7] 。本试验对百合叶
片 PPO同工酶做了初步研究 ,发现王百合与通江百
合多酚氧化酶出现 7条 PPO同工酶酶带 ,形成 3个
活性区域 ,样品间活性差异大。谱带相似系数的聚
类结果 ,与样品的形态特征有较好的一致性 ,因此可
将 PPO同工酶作为百合种质资源研究的关键酶之
一。
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