全 文 ：　上海农业学报 2001 , 17(3):57 ～ 60
　Acta Agriculturae Shanghai
　　文章编号:1000-3924(2001)03-57-04
三色堇 F1 代杂交制种中过氧化物同工酶研究＊
陈香波　吴根娣　万国保
(上海市园林科学研究所 , 上海 200232)
　　摘　要　通过对三色堇与角堇黄色 、紫色两色系杂交组合父 、母本及 F1 代过氧化物同工酶酶
谱分析 , 初步探明了父本角堇 、母本三色堇及 F1 代过氧化物同工酶特征和相互差异 , 并对其遗传
特点进行讨论。
关键词　过氧化物同工酶;杂种 F1 代;三色堇
中图分类号:S603.6;S681.9　　　文献标识码:A
　　三色堇为一种常见草本花卉 ,它具有开花早 、花期长 、花色鲜艳 ,色彩丰富等特点 ,且有较
强的耐寒性 ,在冬季或早春也可露地开花 ,因而被广泛用来布置城市冬季花坛。自 19世纪世
界各地开展三色堇品种改良至今 ,已育成包括不同花色 、株型及不同抗寒 、耐热性的丰富品种
类型 ,这其中杂交选育 ,功不可没。近年来 F1 代杂交制种技术在花卉品种改良中得到广泛应
用 ,包括金鱼草 、矮牵牛 、百日草 、万寿菊 、三色堇 、仙客来在内的许多花卉都已获得表现优良的
F 1代杂交品种 ,它们在生长势 、抗逆性及综合观赏价值等方面表现优势明显[ 1] 。结合当前上
海城市花坛缺少地被型植物的现状 ,本研究以三色堇与同属的角堇为杂交亲本 ,配置广泛杂交
组合从中选配优良杂种 F1 代 ,力求获得覆盖性能较好的三色堇新品种 ,至今已筛选出表现优
良的黄色和紫色两色系杂交组合 ,亲本及 F1代性状表现见表 1 。
　　收稿日期:2001-02-22初稿;2001-06-19修改稿。＊　上海市建委项目(编号:A9700828)。　　作者简介:陈香波 ,女 , 1972年 10月出生 ,硕士 ,助理工程师 ,从事花卉生物技术及遗传育种研究。
表 1　亲本及杂种 F1 代性状表现
Table 1　Characters of parents and their F1 hybrid
性　状
Character
紫色系杂交组合
Hybrid combination parents and purple F1 hybrid line父本( )
Male paren t角堇
Viola cornuta L.
杂种 F1 代
F1 hyb rids
母本(♀)
Female parent三色堇
V.t ricolor
var.hortensis
黄色系杂交组合
Hyb rid combination parents and yellow F1 hybrid line父本( )
Male paren t角堇
Viola cornuta L.
杂种 F1代
F1 hyb rids
母本(♀)
Female parent三色堇
V.t ricolor
var.hortensi s
冠幅
Crown range(cm) 32 30 18 33 28 15
花　径
Flower diameter(cm) 3.2 4.5 6.7 3 4.2 6.4
单株开花数(朵)
Flow er number per plant
17 13 7 18 10 6
株型
Plant type
丛生型
Clustered
丛生型
Clustered
直立型
Erect
丛生型
Clustered
丛生型
Clustered
直立型
Erect
结构
S t ructure
致密
Compact
致密
Compact
较稀松
Loose
致密
Compact
致密
Compact
较稀松
Loose
覆盖功能
Ground covering power
强
S trong
较强
Rather strong
弱
Weak
强
S trong
较强
Rather st rong
弱
Weak
注:＊父本角堇是混合自然种子种植筛选后经人工自交获得的性状稳定一致的自交系。　＊＊母本为从国外引进三色堇种子后代群体中选择优良单株经多代自交得到的优良自交系。
Notes:＊Male parent is an inbred line with stable and uniform characters obtained by arti ficial selfing af ter mixed selection f rom w ild
group of Viola cornuta L..＊＊Famale parent i s an inbred line obtained through successive generation self ing of good plants selected f rom p rogeny populat ion of
foreign Viola tricolor var.hortensi s seeds.
　　经杂交组合选配得到的 F1 代 ,无论在冠幅还是开花数方面均优于原三色堇母本 ,接近甚
至超过中亲值 ,其丛生株型更符合地被型草花具备强覆盖功能的要求 。
为进一步验证杂种真实性 ,探明优势产生的内在因素 ,以便为以后选配亲本组合提供生化
依据 ,本项目深入进行了杂交父母本及其 F1代过氧化物同功酶酶谱分析 ,现将研究结果作一
初步报道 。
1　材料 与方 法
于 2000年 5月下旬采集父本角堇 、母本三色堇及杂种 F1 代植株叶片 ,分上 、中 、下三个部
位分别摘取(上部叶采取顶生花以下正数三片叶 ,下部叶采自根部以上三片叶 ,中部叶指介于
上 、下叶之间的叶片),同一部位采自不同植株的叶片剪碎混合后称样 ,每样称取 0.25g 加
2mL 样品提取液 ,置冰浴中匀浆 ,4000r/min离心 10min ,取上清液作为供试酶液 ,冰箱冷冻保
存备用。
试验采用聚丙烯酰胺不连续垂直板凝胶电泳法 ,分离胶浓度 7.2%, pH8.9 ,浓缩胶浓度
3%,pH6.0。电极缓冲液为 Tris-甘氨酸缓冲液(pH8.3),每槽点样 30μL ,电泳在 4℃冰箱内进
行 ,起始电压 140V ,每样电流强度 1mA ,样品进入分离胶后每样电流强度升至 2mA ,待指示剂
溴酚蓝迁移距离胶面底部 2cm 处时停止电泳 ,取出胶面醋酸-联苯胺染色照相[ 2] 。
2　实验 结果
2.1　不同部位三色堇叶片过氧化物同工酶酶谱　父 、母本及 F1 代分别上 、中 、下三个不同部
位叶样点样于同一胶面电泳 ,图谱见图 1 、图 2 ,其中 1 、4 、7代表上部叶样 ,2 、5 、8为中部叶样 ,
3 、6 、9为下部叶样 。由图可见 ,供试材料不同部位叶片样品提取液电泳酶带基本一致 。父本
角堇 、母本三色堇及杂种植株叶片不同部位过氧化物同工酶未表现特异性变化 ,表明三色堇生
长发育过程中控制过氧化物同工酶的位点基因表达是稳定的 ,未有酶带的增加或减少 ,其酶谱
可作为叶片的特征酶谱固定加以分析。
2.2　紫色系杂交组合过氧化物同工酶酶谱　该组合母本三色堇与父本角堇间酶带数与酶带
宽度 、酶活性等均无明显差异 ,都具有 4条酶带(酶谱及酶带特征见图 1 、表 2),然而 F1 代杂种
却显示增加了一条酶带(X1带),迁移率 0.45 ,较其它 4条酶带落后 ,说明该酶分子量偏大 ,而
这一酶带在 F1代杂种个体间没有差异 ,稳定存在 ,因此基本可代表 F 1代杂种的标志酶带与其
父 、母本区别开来。
表 2　紫色系三色堇杂交组合过氧化物同工酶酶带特征
Table 2　Characteristics of peroxidase isozyme bands in parents and purple F1 hybrid line
编号
Number
迁移率
Rf value
三色堇(♀)
V.tricolor var.hortensis
酶带宽度
Band w idth(mm)
颜　色
Color
F1 代杂种
F1 hybrid
酶带宽度
Band w idth(mm)
颜色
C olor
角堇( )
V.cornu ta L.
酶带宽度
Band w idth(mm)
颜色
Color
清晰度
C learness
X 1 0.45 — — 1.5 极浅Very light — — 不清晰Not clear
X 2 0.57 1.5 极深Very deep 1.2 深Deep 1.2 深Deep 清晰Clear
X 3 0.59 1.1 深Deep 1.1 深Deep 1.1 深Deep 清晰Clear
X 4 0.62 1.3 深Deep 1.3 深Deep 1.3 深Deep 清晰Clear
X 5 0.64 1.4 浅Light 1.4 浅Light 1.4 浅Light 较清晰Rather clear
58　　　　　　　　　　　　上　　海　　农　　业　　学　　报　　　　　　　　　　　　　17 卷
2.3　黄色系杂交组合过氧化物同工酶酶谱　黄色系母本三色堇仅具三条酶带 ,父本角堇有五
条酶带 ,F1 代杂种丢失了母本三色堇 Y2酶带及父本角堇的 Y1 酶带 ,但 Y3酶带带宽格外增加
且酶活性极强(染色深),基于以上变化仍然可以将 F 1杂种与其父 、母本区别开来 ,但杂种 F 1
代不具特征酶带(独立区别于父本 、母本的酶带),结果见表 3 、图 2。
图 1　紫色系三色堇杂交组合过氧化物同工酶酶谱图
Fig.1 Peroxidase isozymogram in parents
and purple F1 hybrid l ine　
图 2　黄色系三色堇杂交组合过氧化物同工酶酶谱图
Fig.2 Peroxidase isozymogram in parents
and yellow F1 hybrid line　
表 3　黄色系三色堇杂交组合过氧化物同工酶酶带特征
Table 3　Characteristics of peroxidase isozyme bands in parents and yel low F1 hybrid l ine
编号
Number
迁移率
Rf value
三色堇(♀)
V.t ricolor var.hortensis
酶带宽度
Band w idth(mm)
颜　色
Color
F1 代杂种
F1 hybrid
酶带宽度
Band w idth(mm)
颜　色
C olor
角堇( )
V.cornuta L.
酶带宽度
Band w idth(mm)
颜　色
Color
清晰度
C learness
Y 1 0.42 — — — — 0.7 极浅Very ligh t 不清晰Not clear
Y 2 0.53 1.2 浅Light — — — — 较清晰Rather clear
Y 3 0.56 1.2 深Deep 1.9 极深Very deep 1.2 深Deep 清晰Clear
Y 4 0.58 2.0 极深Very deep 0.9 浅Light 1.0 浅Light 较清晰Rather clear
Y 5 0.60 — — 1.2 深Deep 1.2 深Deep 清晰Clear
Y 6 0.62 — — 1.2 极浅Very light 1.2 较浅Rather light 不清晰Not clear
593 期　　　　　　　　　陈香波等:三色堇 F1 代杂交制种中过氧化物同工酶研究
3　讨　论
同工酶是指催化相同生化反应但具不同结构和分子量的酶类总称 ,在生物界广泛存在 。
植物体内催化不同反应的酶如过氧化物酶(POX)、酯酶(EST)、苹果酸脱氢酶(MDH)等都各
有其同工酶。不同物种间同工酶差异显著 ,而同一物种内不同品种 、不同变异个体间也同样存
在差异 ,其本质在于基因表达的差异 ,反应了植物体内部遗传特性的不同 。蔬菜 、花卉杂交制
种中要求较高的种子纯度 ,若仅从形态方面鉴别杂种 ,不仅不够准确 ,而且容易造成种质漏失 。
利用同工酶差异位点这一生化标记检测技术能够更加灵敏的鉴别杂种 ,一方面可以提高杂种
鉴定的可信度 ,另一方面还可进行苗期鉴定 ,及早剔除`假杂种 。
本试验中三色堇黄色 、紫色两色系杂交组合均表现其与父 、母本的差异 ,这种酶带变化反
应了杂种 F1 代遗传基础的改变 ,但并不只是简单的基因累加。紫色组合中新的 X1 酶带的出
现可能与父 、母本基因的互作调整有关。有研究提出杂种酶带的形成是杂种优势产生的一个
原因[ 3] ,本试验紫色 F1代杂种 X1酶带的出现是否与杂种优势有关还不可下定论。同样黄色
组合 F1 代分别丢失了父本一条和母本一条共两条酶带 ,显示了基因间的`遮盖作用 ,抑制表
达 ,从而不能产生`应有 的酶 ,但并未影响 F1 代植株的生长及其它一些性状 ,这些酶带代表了
父 、母本特征 ,但 F 1杂种其它酶活性的加强似乎可以抵消丢失酶带产生的负面影响。
由酶谱分析得出 ,紫色 、黄色系三色堇 F 1 代植株确系父 、母本遗传基础改变的群体 ,但不
是父 、母本遗传基因的简单累加 ,其中存在复杂的位点表达变化 ,还需更广泛的分析不同来源
的种 、品种间酶谱差异 ,搞清遗传变化规律 ,以便以后应用于杂交亲本选配及后代分析中 。
参 考 文 献
[ 1] 　金　波 ,王月新.三色堇 、金盏菊 、雏菊 、金鱼草新品种选育.园艺学报 , 1995 , 22(1):97～ 98.
[ 2] 　何忠效 ,张树政.电泳.北京:科学出版社 , 1999 , 284～ 287.
[ 3] 　曾孟潜 ,杨太兴.玉米杂种优势的同工酶预测.中国科学院遗传研究所工作年报.北京:北京大学出版社 , 1980 , 120 ～
121.
STUDYON PEROXIDASE ISOZYMES IN TWO GOOD
F1 HYBRID LINES SELECTED THROUGH INTERSPECIFIC
HYBRIDIZATION BETWEEN Viola tricolor
var.Hortensis AND Viola cornuta
Chen Xiangbo　Wu Gendi　Wan Guobao
(Shanghai Landscape Gardening Research Institute , Shanghai 200232)
Abstract　Through analy sing peroxidase isozymog rams of tw o interspecific hybridizing par-
ents and their two purple and yellow F 1 hybrid lines , the characterist ics and mutual differences of
peroxidase isozymes of the male parent Viola cornuta , female parent Viola tricolor var.Hortensis
and F1 hybrids w ere preliminarily ascertained.The hereditary features w ere also discussed.
　　Key words　Peroxidase isozymes;F1 hybrids;Viola tricolor var.Hortensis
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