全 文 ：收稿日期:2010 － 04 － 20
作者简介:向 红(1967 －) ，女，副教授，主要从事植物分类学及细胞生
物学研究;E-mail:lpsszxianghong@ 126． com。
羽叶蓼及变种赤胫散的过氧化物酶同工酶的研究
向 红， 孙爱群， 林长松， 王绪英
(六盘水师范学院， 贵州 六盘水 553004)
摘要:采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，对六盘水境内羽叶蓼及变种赤胫散的 4 个居群的过氧化物酶(POD)同工酶进行了
研究。结果表明:羽叶蓼与变种赤胫散 POD 同工酶酶带共 10 条，羽叶蓼酶带数为 3 条，赤胫散不同居群酶带数为 4 ～ 9
条。DPS 聚类分析结果显示，羽叶蓼单独聚为一支，赤胫散 4 个居群聚为一支。羽叶蓼与赤胫散遗传差异较大，支持赤
胫散从羽叶蓼的变种上升为独立的物种。
关键词: 羽叶蓼;赤胫散;过氧化物酶同工酶;聚类分析
中图分类号: Q 949; Q 812 文献标志码: A 文章编号: 1001 － 4705(2010)07-0033-04
Studies on Peroxidase Isozyme of Polygonum runcinatum and
P． runcinatum var． Sinense
XIANG Hong，SUN Ai-qun，LIN Chang-song，WANG Xu-ying
(Liupanshui Normal College，Liupanshui Guizhou 553004，China)
Abstract:The peroxidase (POD)isozyme zymogram of Polygonum runcinatum and 4 groups of P． runcinatum
var． sinense in Liupanshui were studied through polyacrylamide gel vertical flat electrophoresis． The result
showed that POD isozyme zymogram of Polygonum runcinatum and P． runcinatum var． sinense had 10 bands，in
which，P． runcinatum had 3 bands and the band of 4 groups of P． runcinatum var． sinense were different (from
4 to 9 bands)． In this study，the genetic relationships of Polygonum runcinatum and P． runcinatum var． sinense
were analyzed also by DPS mothed． The results indicated that Polygonum runcinatu and P． runcinatum var．
sinense had distant genetic relationship，so Polygonumruncinatum var． sinense might be a distinct species，
instead of a variety．
Key words: Polygonum runcinatum;P． runcinatum var． sinense;peroxidase isozyme;cluster analysis
同工酶是基因直接表达的产物，同工酶酶谱则是
基因表达后的一种表型。目前，在植物系统发育与进
化研究中，同工酶常用于估计种内居群间、居群内基因
频率的变化，估算种间、种内分化程度，分析种内亲缘
关系等［1］。过氧化物酶(POD)在植物组织中广泛存
在，它是植物细胞内的一种保护酶，主要作用是清除
H202，从而维持正常的生理过程。过氧化物酶同工酶
是目前研究得较多且较为清楚的氧化酶类，是一种重
要的遗传标记，其酶谱资料可用来探讨植物间的亲缘
关系，对不同分类群的不同植物间进行比较，为分类提
供证据［2，3］。
羽叶蓼(Polygonum runcinatum)、赤胫散(P． runci-
natum var． sinense)属蓼科(Polygonaceae)蓼属(Polygo-
num L．)植物，李安仁［4］将蓼属植物分为萹蓄组(Sect．
Avicularia)、蓼组(Sect． Polygonum)、拳参组(Sect． Bis-
torta)、头状蓼组(Sect． Cephalophylon)、刺蓼组(Sect．
Echinculon)、分叉蓼组(Sect． Aconogonon)6 个组。按
形态特征分类，羽叶蓼属于头状蓼组，赤胫散是羽叶蓼
的一个变种，又称华赤胫散［5］，在贵州民间，赤胫散又
称花蝴蝶［6］，具有清热解毒、活血舒筋之功效，主治痢
疾、泄泻、赤白带下、经闭、经痛、乳痈、疮疖、无名肿毒、
毒蛇咬伤、跌打损伤等［7］。关于羽叶蓼、赤胫散的研
究，除对种的形态特征的描述［4，8］外，只见向红［9］、蔡
泽贵［10］对赤胫散的抑菌作用、向红［11］对头状蓼组的
rDNA ITS 序列做过报道，未见其同工酶研究的报道。
本实验采用聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳技术，对羽叶
蓼及变种赤胫散的 4 个不同居群的过氧化物酶(POD)
同工酶进行比较研究，旨在探讨物种的遗传结构，为蓼
属头状蓼组植物的系统分类研究提供理论依据。
·33·
研究报告 向 红 等:羽叶蓼及变种赤胫散的过氧化物酶同工酶的研究
1 材料与方法
1 ． 1 材 料
羽叶蓼及赤胫散的 4 个不同居群于 2006 ～ 2008
年 5 ～ 7 月采自贵州省六盘水境内。实验材料来源具
体见表 1，凭证标本存放于六盘水师范学院生命科学
系植物标本室。
表 1 实验材料
种 名 采集地 凭证标本 生境
羽叶蓼
Polygonum runcinatum 贵州钟山区 0772703 路边
赤胫散(居群 1)
P． runcinatum var． sinense(group 1) 贵州水城 0772808 林下
赤胫散(居群 2)
P． runcinatum var． sinense(group 2) 贵州水城 0772802 林下
赤胫散(居群 3)
P． runcinatum var． sinense(group 3) 贵州钟山区 0708001 山坡
赤胫散(居群 4)
P． runcinatum var． sinense(group 4) 贵州钟山区 0708002 林下
1 ． 2 方 法
1 ． 2 ． 1 样品制备
野外采集同种植物的不同单株的幼嫩叶片，迅速
放入冰壶并做好记录带回实验室。洗净吸干后，每个
样品称取鲜重 5 g，剪碎后置于事先在冰箱内冷却过的
研钵中，加入 5 ml 预冷 0． 1 mol /L 的 Tris-HCl 提取缓
冲液(pH 7． 5)［2］与少量的石英砂在冰浴上研磨成匀
浆，4 层纱布过滤于 1． 5 ml 的离心管中，平衡后置高速
冷冻离心机(4 ℃ 15 000 r /min)离心 20 min。取上清
液按 1∶ 1比例加入 40% 蔗糖溶液与 1% 溴酚兰 1 ～ 2
滴，混匀后分装成小瓶(便于取样) ，置 － 20 ℃冰箱保
存备用。
1 ． 2 ． 2 垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)
采用高 pH 值的不连续系统［12］，浓缩胶浓度为
4%，分离胶浓度为 7%，胶板体积为 12． 5 cm × 10 cm
× 0． 15 cm。各样品加样量为 30 μl，电极缓冲液(Tris-
Gly，pH = 8． 3) ，电泳在室温下进行，通自来水冷却。
起始电压 100 V，当样品进入分离胶后升高电压至 250
V，持续 4 ～ 8 h。
1 ． 2 ． 3 凝胶染色及固定
取下凝胶，用蒸馏水洗 2 次，按胡能书［1］的方法染
色，待出现清晰的紫红色酶带时，迅速倒出染色液，用
自来水冲洗凝胶，拍照后用 7%乙酸保存。
1 ． 2 ． 4 数据分析方法
采用数码相机对分离后的凝胶进行照相，记录酶
谱，统计其酶带数及其强弱特征。计算相对迁移率
(Rf 值) ，相对迁移率(Rf 值)= 酶蛋向样品中心距分
离胶上端迁移距离(cm)/溴酚蓝区带中心距分离胶上
端迁移距离(cm)。计算酶谱相似度指数。采用系统
聚类法，首先将各样本看成一类，有酶带数计为 1，无
酶带数计为 0，使用 DPSv 3． 01 分析软件，采用最短距
离法对样品进行系统聚类分析，确定各样品间的亲缘
关系。
2 结果与分析
2 ． 1 过氧化物酶同工酶酶谱分析
羽叶蓼及变种赤胫散 4 个居群的过氧化物酶同工
酶电泳酶谱见图 1。
图 1 羽叶蓼及赤胫散的过氧化物酶(POD)同工酶电泳图
注:羽叶蓼(1 ～ 2) ，赤胫散(居群 3) (3 ～ 6) ，赤胫散居群 4(7 ～ 9) ，
赤胫散居群 1(10 ～ 12) ，赤胫散居群 2(13 ～ 15)。
根据谱带的分布可分为 3 个区:Ⅰ区有 1 条带
(POD-1) ，Ⅱ区有 3 条带(POD-2、POD-3 和 POD-4) ，Ⅲ
区有 5 条带(POD-5、POD-6、POD-7、POD-8、POD-9 和
POD-10)。
羽叶蓼及赤胫散 4 个居群的 POD 同工酶谱带数
共 10 条。每种材料酶谱带数量存在一定差异，且酶带
强弱不等。羽叶蓼有 3 条酶带;赤胫散居群 1 有 6 条
酶带，其中 POD-4、POD-6 较深;赤胫散居群 2 有 4 条
酶带;赤胫散居群 3 有 9 条酶带，其中 POD-1、POD-4、
POD-7、POD-8 和 POD-9 较深，POD-6 很深;赤胫散居
群 4 有 5 条酶带，其中 POD-2 和 POD-3 较深，POD-4
很深。羽叶蓼与赤胫散不同居群的 POD 同工酶在条
带数目及活性强弱上差异较大。
2 ． 2 过氧化物酶同工酶相对迁移率
羽叶蓼及赤胫散不同居群 POD 同工酶 Rf 值见
表 2。
羽叶蓼及赤胫散 4 个不同居群共有 10 条相对迁
移率 Rf 不同的条带，Rf 的变化范围为 0． 210 ～ 0． 877，
其中 Rf 在 0． 370 ～ 0． 432 和 0． 691 ～ 0． 753 范围内条
带分布的频率较高。Rf 为 0． 432 和 0． 691 的酶带是 5
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第 29 卷 第 7 期 2010 年 7 月 种 子 (Seed) Vol． 29 No． 7 Jul． 2010
表 2 羽叶蓼及赤胫散不同居群的过氧化物酶同工酶的 Rf 值
酶带数
羽叶蓼
Polygonum
runcinatum
赤胫散居群 1
P． runcinatum var．
sinense(group 1)
赤胫散居群 2
P． runcinatum var．
sinense(group 2)
赤胫散居群 3
P． runcinatum var．
sinense(group 3)
赤胫散居群 4
P． runcinatum var．
sinense(group 4)
1 0． 210 0． 210
2 0． 333
3 0． 370 0． 370 0． 370 0． 370
4 0． 432 0． 432 0． 432 0． 432 0． 432
5 0． 691 0． 691 0． 691 0． 691 0． 691
6 0． 728 0． 728 0． 728 0． 728
7 0． 753 0． 753 0． 753
8 0． 802
9 0． 840
10 0． 877
表 3 羽叶蓼及赤胫散不同居群过氧化物酶同工酶酶谱相似度指数
物种
赤胫散居群 1
P． runcinatum var．
sinense(group 1)
赤胫散居群 2
P． runcinatum var．
sinense(group 2)
赤胫散居群 3
P． runcinatum var．
sinense(group 3)
赤胫散居群 4
P． runcinatum var．
sinense(group 4)
羽叶蓼
Polygonum
runcinata
0． 500 0． 400 0． 333 0． 600
赤胫散居群 1
P． runcinatum var．
sinense(group 1)
0． 667 0． 667 0． 571
赤胫散居群 2
P． runcinatum var．
sinense(group 2)
0． 444 0． 500
赤胫散居群 3
P． runcinatum var．
sinense(group 3)
0． 400
注:相似度指数 =相同酶带数 /(相同酶带数 +不同酶带数)。
个样品共有条带，且这 2 条带清晰
明显，暗示羽叶蓼与赤胫散 4 个居
群之间保持着一定的遗传一致性;
Rf 为 0． 728 的酶带为赤胫散 4 个
居群的共有酶带，暗示赤胫散 4 个
居群之间保持着一定的遗传一致
性。Rf 为 0． 333 的酶带为赤胫散
居群 4 的 特 有 带，Rf 为 0． 802、
0． 840和 0． 877 的酶带为赤胫散居
群 3 的特有带，表明赤胫散不同居
群各自的酶带数及特征酶带数目有
所不同，暗示赤胫散的 4 个居群之
间存在一定的差异。
2 ． 3 过氧化物酶同工酶谱相似度
指数与亲缘关系
Vaughan［13］提出以酶谱相似度
指数预测种间亲缘关系，相似度指
数越大，说明物种间的酶谱差异愈
小，亲缘关系越密切。羽叶蓼及赤
胫散 4 个居群相似度指数计算结果
见表 3。
从表 3 可知，羽叶蓼与赤胫散
居群 3 的相似度指数为 0． 333，表
明羽叶蓼与赤胫散居群 3 的亲缘关
系较远;羽叶蓼与居群 2 的相似度
指数为 0． 6，表明二者的亲缘关系
较近;赤胫散 4 个居群的相似度指数在 0． 400 ～ 0． 667
之间，居群 3 与居群 4 的相似度指数为 0． 400，表明二
者差异相对较大，亲缘关系稍远。
2 ． 4 过氧化物酶聚类分析结果
应用 DPS 3． 01 软件，最短距离法进行聚类分析，
结果见图 2。
图 2 羽叶蓼及赤胫散不同居群过氧化物酶同工酶聚类图
从聚类图可知，羽叶蓼与赤胫散 4 个居群被分为
2 个类群，类群Ⅰ包括羽叶蓼，类群Ⅱ包括赤胫散 4 个
居群，羽叶蓼与赤胫散 4 个居群可明显分开;在类群Ⅱ
中，赤胫散居群 1 与居群 3 聚在一起，表明这二者亲缘
关系较近。
3 讨 论
根据 Grava 和 Tsunwaki［14］的观点，同工酶越多的
品系越进化，即同工酶条带数少的种是较原始种，同工
酶条带数多的种分化程度较高，是较进化种。羽叶蓼
及赤胫散 4 个居群 POD 同工酶，按酶带数由多至少排
列，依次为赤胫散居群 3(9 条)、赤胫散居群 1(6 条)、
赤胫散居群 4(5 条)、赤胫散居群 2(4 条)、羽叶蓼
(3 条) ，表明羽叶蓼是较原始种类，赤胫散是较进化种
类;在赤胫散 4 个居群中，居群 3 的条带最多，居群 4
的条带最少，表明编码同工酶的基因在种内居群间存
在一定差异。
羽叶蓼及赤胫散不同居群的 POD 同工酶酶谱之
间既具有某些相同点，又各自具有自身的特征，反映出
羽叶蓼与赤胫散之间的相互联系与区别。
根据李安仁［4］、傅立国［8］等按形态特征分类，羽
叶蓼属于蓼属头状蓼组，赤胫散是羽叶蓼的一个变种，
·53·
研究报告 向 红 等:羽叶蓼及变种赤胫散的过氧化物酶同工酶的研究
从形态上，二者的主要区别在于:羽叶蓼头状花序较
大，有 1 ～ 3 对耳片;赤胫散头状花序较小、通常只具有
1 对耳片或无。本研究中的赤胫散 4 个不同居群在地
下茎形态、花序大小、花色上均有所差异，居群 1(标本
号:0772808)的地下茎为球茎，花序较小，花为白色;居
群 2(标本号:0772802)的地下茎为根状茎，花序较大，
花为粉红色;居群 3(标本号:0708001)的地下茎为球
茎，花序较小，花为粉红色;居群 4(标本号:0708002)
的地下茎为根状茎，花序较小，花为白色。
聚类分析结果表明，羽叶蓼单独聚为一支，赤胫散
4 个居群聚为一支，支持赤胫散从羽叶蓼的变种上升
为独立的物种，与向红等［11］的观点一致;赤胫散 4 个
居群中，居群 1 和居群 3 聚在一起，表明二者的亲缘关
系相对较近，这一结果与二者在形态特征上的相似是
吻合的，进一步证明 POD 同工酶对蓼属分类鉴定的可
行性;赤胫散 4 个居群形态特征上存在着较大差异，
POD 同工酶酶谱上也存在差异，这些差异对能否将赤
胫散 4 个居群作为不同的物种处理，还有待进一步
研究。
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