全 文 ：不同地区罗布红麻和罗布白麻的过氧化物同工酶分析
陈彦云　(宁夏大学生命科学学院,宁夏银川 750021)
摘要　[目的 ]对不同地区罗布红麻和罗布白麻的过氧化物同工酶进行分析。 [方法]采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行分析 , 并应用相
似系数方法对其亲缘关系进行研究。 [结果]不同地区的罗布红麻和罗布白麻的过氧化物酶酶谱分为A、B、C3个区域 ,其中 ,活性最强
的是A、C区 ,所有供试样品显现出 3种酶谱谱型 , 10种酶谱谱带 ,并且在酶谱特征、种间(内)相似程度上均有明显差异 ,说明种间(内)
遗传差异较大。宁夏地区的罗布白麻与其他 3个地区的罗布红麻亲缘关系最远 ,新疆地区的罗布红麻与内蒙古 、宁夏地区的罗布红麻
的亲缘关系很亲近 ,但与宁夏地区的罗布白麻无亲缘关系 , 内蒙古、宁夏地区的罗布红麻与宁夏地区的罗布白麻亲缘关系比较亲近。
[结论]该研究可为进一步研究罗布麻的亲缘关系奠定基础。
关键词　罗布红麻;罗布白麻;同工酶;过氧化物酶
中图分类号　S563.7　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)12-06092-03
AnalysisofPeroxideIsoenzymesofApocynumvenetumL.andPoacynumhendersoni(Hook.f.)WoodsonfromDifferentAreas
CHENYan-yun　(ColegeofLifeScience, NingxiaUniversity, Yinchuan, Ningxia750021)
Abstract　[ Objective] TheresearchaimedtoanalyzetheperoxideisoenzymesofApocynumvenetumL.andPoacynumhendersoni(Hook.
f.)Woodsonfromdiferentareas.[ Method] Thezymotypesofperoxideisoenzymesfromtheleavesof4varietiesofApocynumvenetumL.and
Poacynumhendersoni(Hook.f.)Woodsonwereanalyzedthoughpolyacrylamidegelelectrophoresis.Theirgeneticrelationshipswerere-
searchedthroughthemethodofsimilarcoeficientana1ysis.[ Result] Theresultsshowedthatthezymotypesofperoxidasefrom4varietesofA-
pocynumvenetumL.andPoacynumhendersonii(Hook.f.)Woodsonwereapproximatelydividedinto3regionsofA, BandC, inwhichthe
regionsofCandAwerethemostactive.Alofthevarietesfortestshowed3spectralpatternsand10spectralbandsofzymotypes.Thezymo-
typefeaturesandinterspecificsimilarlevelshadsignificantdiferences, whichilustratedthatthereweregreatdiferencesintheinterspecific
inheritance.ThevarietyofPoacynumhendersoni(Hook.f.)WoodsonfromNingxiahadthefarthestgeneticrelationshipwiththeother3vari-
etiesofApocynumvenetumL.fromNingxia, XinjiangandInnerMongolia.ThevarietyofApocynumvenetum(Hook.f.)WoodsonfromXin-
jianghadclosegeneticrelationshipwithvarietiesofApocynumvenetumL.fromNingxiaandInnerMongolia, andnosimi1aritywithvarietyof
Poacynumhendersoni(Hook.f.)WoodsonfromNingxia.ThevarietyofApocynumvenetumL.fromNingxiaandInnerMongoliahadclosege-
neticrelationshipswithvarietyofPoacynumhendersonii(Hook.f.)WoodsonfromNingxia.[ Conclusion] Thestudycanlayfoundationfor
deeplystudyingtherelationshipamongApocynumvenetumLinn.
Keywords　 ApocynumvenetumL.;Poacynumhendersoni(Hook.f.)Woodson;Isoenzyme;Peroxidase
基金项目　国家自然科学基金项目(30660039);宁夏自然科学基金项
目(NZ0807);国家林业局 “ 948”项目(2004-4-10)。
作者简介　陈彦云(1965-),男 ,宁夏平罗人 ,研究员 ,从事植物资源教
学及科研工作。
收稿日期　 2010-01-04
　　罗布麻(ApocynumvenetumLinn.)是一种极具经济价值
的野生植物 ,属夹竹桃科(Apocynaceae)多年生宿根草本植
物 。我国分类学家一般通称的罗布麻分为 2个属 3个种 [ 1] ,
但其资源可供开发利用的仅有 2个种 ,即通称的红麻和白
麻 。红麻(ApocynumvenetumL.)主要特征是花小 ,紫红色或
粉红色 ,株高 ,分枝少 ,茎向阳部分红色 ,耐干旱耐盐性能力
较弱;白麻 [ Poacynumhendersoni(Hook.f.)Woodson]主要特
征是花大 ,粉红色 ,株型矮而分枝多 ,耐旱耐盐能力极强 。红
麻和白麻可以杂交 ,杂种花型较大 ,耐旱及耐盐能力比双亲
更强。我国罗布麻分布的地区 ,由东到西 ,大致在长江 、淮
河 、秦岭和昆仑以北的广大区域 ,其中 ,红麻分布于东至沿
海 、西至新疆的广大范围 ,而白麻则只分布于 104°E以西的
西北内陆区域 [ 2] 。不同区域的地理气候差异 ,造就了红麻和
白麻的多种不同生态类型 。同工酶是一种特异蛋白质 ,是基
因的直接产物 ,同工酶与生物的遗传 、生长发育和代谢调节
等都有一定关系 [ 3] ,且它普遍存在于各种植物组织中 ,易于
提取和分离 ,并且比较稳定 ,因此常采用同工酶分析技术来
分析物种间的亲缘关系。为此 ,笔者对不同地区罗布红麻和
罗布白麻的过氧化物(POD)同工酶进行电泳分析 ,通过谱带
数目 、颜色深浅和相似系数比较分析它们间的亲缘关系。
1　材料与方法
1.1　材料　试验材料共 4份 ,分别于 2006年 8月采自新疆
库尔勒尉犁县 1份 、内蒙古包头市郊区 1份 、宁夏银川市西
夏区 2份 。所有材料栽植于宁夏大学 C区试验基地 ,各材料
经宁夏大学生态中心李吉宁副教授鉴定 ,供试材料的来源及
名称见表 1。
表 1　供试材料的来源及名称
Table1　Theoriginandnameoftestmaterials
编号No.
中文名Chinesename
拉丁学名Latinname
产地Producingarea
备注Notes
(1) 罗布红麻 ApocynumvenetumL. 新疆尉犁县　　　 野生
(2) 罗布红麻 ApocynumvenetumL. 内蒙古包头市郊区 野生
(3) 罗布红麻 ApocynumvenetumL. 银川市西夏区　　 野生
(4) 罗布白麻 Poacynumhendersoni 银川市西夏区　　 野生
(Hook.f.)Woodson
1.2　方法
1.2.1　样品处理。取罗布红麻和罗布白麻新展开的嫩叶数
片 ,称其质量 ,清洗后放入预先冷却的研钵中 ,按 1∶10(W/V)
的比例加入预冷的 0.02 mo1/LKH2 PO4溶液 ,再加入占材料
质量 10%的交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP),在冰浴中研磨成
匀浆。匀浆倒入烧杯中 ,放入 4 ℃冰箱中浸提 1 h,用 4层纱
布过滤 ,滤液以 3 000r/min离心 10 min,取上清液 ,即为酶粗
提液 ,低温下保存备用。
1.2.2　聚丙烯酰胺凝胶电泳。分离胶浓度为 8%,浓缩胶浓
度为 4%,每个点样孔均加样 25 μl,每个样品重复 3次 ,用
责任编辑　姜丽　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(12):6092-6094
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2010.12.113
0.1%的溴酚蓝作指示剂 ,用 pH值 8.3的 Tris-Gly作电极缓
冲液。放入 4 ℃冰箱中 ,在 200 V条件下电泳 15min,然后调
至 250 V电泳 ,当指示剂到达离凝胶底层 0.5 cm时停止电
泳 [ 4] 。
1.2.3　染色。过氧化物同工酶采用醋酸联苯胺法(20 ml联
苯胺贮液 +20 mlH2O2 +60 mlH2 O)染色。常温下染色 5
min,显色完毕 ,用蒸馏水冲洗数次 ,再用 7%的醋酸脱色 ,用
数码相机照相 。
1.2.4　统计方法。相似系数计算公式为:S=2w/(a+b)。
式中 , S为相似系数;w为 2个品种相同的条带数;a、b分别为
2个品种各自的条带数。酶带迁移率(Rf)=酶带迁移距离 /
溴酚蓝迁移距离。
2　结果与分析
2.1　不同地区罗布红麻和罗布白麻过氧化物同工酶酶谱分
析　由图 1、2可知 , 3个地区罗布红麻和罗布白麻的过氧化
物同工酶谱型稳定 ,重复性良好 ,除共有的酶带和酶带强弱
(颜色深浅)存在差异外 ,均具有各自特征性谱带 ,表现出具
有一定的遗传相似性和变异性。将谱带由负极向正极分为
A、B、C3个区 ,各自的酶带及特征酶带数目不同 ,且罗布红
麻和罗布白麻的过氧化物酶在 A、C区存在极强的活性酶
带 ,其中 ,罗布白麻具有 P1、P8、P10 3条酶带 ,而红麻则没有 ,
因此 ,可作为鉴别罗布红麻和罗布白麻的过氧化物同工酶特
征酶带之一。 3个地区的罗布红麻和罗布白麻过氧化物同工
图 1　不同地区罗布红麻与罗布白麻过氧化物同工酶酶谱示意
Fig.1　Zymotypesofperoxideisoenzymesfromdiferentbreeds
ofApocynumvenetumindiferentregions
图 2　不同地区罗布红麻与罗布白麻过氧化物酶电泳图
Fig.2　TheelectrophoresisoftheperoxideisoenzymesfromA-
pocynumvenetumindifferentregions
酶带在 C区共同具有 P7、P9 2条酶带;在 A区差别比较明
显 ,表现为宁夏地区的罗布红麻和罗布白麻有 P2和 P3 2条
酶带 ,内蒙古 、新疆地区的分别具有 P2、P3 2条酶带。在 B
区差别表现十分突出 ,宁夏地区的具有 P4、P5 2条酶带 ,而
其他 2个地区的则没有 ,内蒙古地区具有 P6酶带而其他 2
个地区的则没有。因此 ,可将 B区的这些酶带看作为不同地
区的过氧化物同工酶特征酶带 ,作为不同地区罗布红麻和罗
布白麻不同生态型的鉴定依据之一。
2.2　不同地区罗布红麻和罗布白麻过氧化物同工酶 Rf值
的比较分析 　由图 1、表 2可知 , 3个地区罗布红麻和罗布白
麻过氧化物同工酶的酶谱和迁移率各不相同 ,在供试材料中共
显现 3种谱型 , 10条酶带 ,最多者 6条 ,最少者 3条 , Rf在 0.111
～ 0.556之间变化 ,且 4种供试材料之间无共同的酶带出现;P1
～ P10酶带出现频率分别为 25%、75%、50%、50%、25%、25%、
75%、25%、75%、25%;各个酶带的强弱有明显差异 ,充分显示
了它们的特异性。新疆 、内蒙古 、宁夏地区的罗布红麻过氧化
物同工酶谱带数分别为 3、4、6条 ,其中 ,宁夏地区与内蒙古地
区比较有 3条谱带的 Rf完全相同 ,但多出了 3条 Rf为 0.175、
0.270、0.333的谱带 ,少了 1条 Rf值为 0.381的谱带;与新疆地
区的比较 ,也具有 3条 Rf完全相同的谱带 ,但多出了 3条 Rf为
0.143、0.270、0.333的谱带。宁夏地区罗布白麻的谱带数为 5
条 ,它与宁夏地区的罗布红麻比较有 2条酶带 Rf完全相同 ,多
出了 3条 Rf为 0.111、0.508、0.556的谱带 ,少了 4条 Rf值为
0.175、0.333、0.492、0.540的谱带;与内蒙古地区的罗布红麻
比较仅有 Rf为 0.143的酶带相同 ,其余均不相同;与新疆地区
的罗布红麻比较无迁移率相同的酶带。迁移率的差异说明了
4种供试材料遗传组成的不同 ,从而反映了其具有遗传多样性
的特点。
表 2　不同地区罗布红麻和罗布白麻过氧化物同工酶酶带的迁移率、出
现频率
Table2　Mobilityandemergencefrequencyofperoxideisoenzymesof
ApocynumvenetumandPoacynumhendersonifromdifferent
regions
材料编号
MaterialNo.
酶带编号
BandsNo.
酶带迁移率Rf
Mobility
出现频率∥%
Emergencefrequency
(4) P1 0.111 25
(2)(3)(4) P2 0.143 75
(1)(3) P3 0.175 50
(3)(4) P4 0.270 50
(3) P5 0.333 25
(2) P6 0.381 25
(1)(2)(3) P7 0.492 75
(4) P8 0.508 25
(1)(2)(3) P9 0.540 75
(4) P10 0.556 25
2.3　不同地区罗布红麻与罗布白麻过氧化物酶酶谱相似性
分析　同工酶是由不同等位基因或不同基因位点编码的 ,
它所表达的信息是 DNA分子水平上的信息 ,是基因表达的
产物 ,过氧化物同工酶的表现型差异可以反映出基因型的差
异 ,由基因型差异的大小可以显示出种间或居群间亲缘关系
的远近 。采用联合系数法预测种间亲缘关系 [ 5] ,为便于比较
酶谱的变化与物种间的关系 ,分别计算了各物种之间的酶谱
相似系数(S),相似度愈大 ,说明物种间的酶谱差异愈小 ,物
种间关系越密切 ,反之则说明差异愈大 ,物种间关系愈疏
松 [ 6-7] 。当所比材料的酶带数相同且全部为共有时 S=1,当
609338卷 12期　　　　　　　　　　　　　　　　陈彦云　不同地区罗布红麻和罗布白麻的过氧化物同工酶分析
所比材料之间没有一条共有酶带时 S=0,计算结果见表 3。
表 3　不同地区罗布红麻与罗布白麻酶带相似系数
Table3　Similarcoefficientofisoenzymebandsfromdiferentbreeds
ofApocynumvenetumindifferentregions
材料编号 MaterialNo. (1) (2) (3) (4)
(1) 1.000
(2) 0.571 1.000
(3) 0.667 0.600 1.000
(4) 0 0.222 0.364 1.000
　　由表 3可知 ,新疆 、内蒙古 、宁夏地区之间的罗布红麻与
罗布白麻过氧化物同工酶酶谱相似系数均大于 50.0%,说明
亲缘关系很亲近;新疆地区罗布红麻与宁夏地区的罗布白麻
相似系数为 0,说明无亲缘关系;内蒙古和宁夏地区的罗布红
麻与宁夏地区的罗布白麻的过氧化物酶酶谱相似系数为
22.2%、36.4%,说明亲缘关系较远 。
3　结论与讨论
罗布红麻是罗布麻属的一个种 ,在新疆 、内蒙古 、宁夏不
同地区均匀分布 ,其过氧化物酶酶谱之间既具有相同点 ,又
具有各自的特征。并且 3个地区的过氧化物酶酶谱清晰稳
定 ,酶带数目较少 ,最多达到 6条 ,最少出现 3条 ,但酶谱谱
型及其强弱差异十分明显 ,反映出罗布麻不同生态型之间遗
传基础的相互联系与差异 。这与 3个地区罗布麻不同生态
型在形态学上的细微差异表现相一致。罗布白麻是白麻属
的一个种 ,酶谱分析共出现 2种谱型 , 5条谱带 ,可作为品种
鉴别的生化指标之一。
3个地区罗布红麻和罗布白麻过氧化物同工酶酶谱相
似系数值为 0～ 66.7%,说明它们之间有着较复杂的亲缘关
系 。刘胜祥提出的亲缘关系等级划分标准为:S≥0.5,很亲
近;0.5>S≥0.3,亲近;0.3>S≥0.2,较亲近;0.2>S≥0.1,
较疏远;0.1>S≥0.05,疏远;0.05 >S≥0.01,很疏远;S=0,
无关系 [ 8] 。根据此标准 ,该研究中 , 3个地区的罗布红麻与罗
布白麻的过氧化物同工酶酶谱相似系数值大于 50.0%,说明
虽然在不同生态环境条件下 ,物种为了生存而发生适应性的
变异 ,但仍然保留了其种的基本特性 ,亲缘关系很亲近 。宁
夏地区的罗布白麻与新疆 、内蒙古 、宁夏地区的罗布麻之间
的酶谱相似系数分别为 0、22.2%、36.4%,说明它们之间的
亲缘关系从无 、较亲近到亲近 ,反映了 2个物种之间的遗传
背景差异 ,从宁夏地区 2个物种的相似系数看 ,它们之间表
现的亲缘关系亲近 ,可以推断 2物种在同一地区 、同一生态
群落内存在种间花粉杂交的现象;内蒙古地区的罗布红麻与
罗布白麻之间的亲缘关系较亲近的结果有待于进一步研究
探讨。
彭雪梅等利用 PCR产物直接测序法对罗布麻 、大叶白
麻和 Apoacynumcannabinum的核基因组(rDNA)ITS区与叶
绿体基因组(cpDNA)trnL内含子及 trnL-F间隔区序列进行
测序比较得出 ,同种内不同居群样品的 trnL与 trnL-F序列完
全一致 ,而所有罗布麻与大叶白麻在此序列上存在稳定的碱
基差别 [ 9] 。因此 ,理论上可以鉴定罗布麻和大叶白麻。这与
该研究中不同地区罗布红麻与罗布白麻的不同生态型之间
亲缘关系很亲近的试验结果相一致。
过氧化物同工酶是由单基因决定的同工酶 ,具有物种 、
组织器官和发育阶段的特异性 ,它在一定程度上能较好地反
映不同种源间的遗传差异 ,作为基因存在和表达的一种生化
指标 ,已在遗传学 、分类学和生理学等学科中得到广泛应
用 [ 10-12] ,用作分类依据之一是有一定价值的 ,但遗传差异受
多种因素影响 ,如果能同时将其他生理生化指标结合形态指
标进行分析 ,则更能全面地反映遗传差异 ,更能对不同种源
罗布麻作出合理评价。
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