全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2013 年
收稿日期：2012－06－11
基金项目：河南省科技攻关重点项目（082102330006）
作者简介：李勇超（1978－），男，河南南阳人， 在读博士研究生，研究方向为天然产物的分离与纯化，（电话）15936529310（电子信箱）
histlyc＠163．com；通讯作者，任永信，副教授，主要从事植物生理生化方面的研究，（电子信箱）hisyryx＠163．com。
第 52卷第 8 期
2013年 4 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 52 No.8
Apr．，2013
栽培菘蓝居群的遗传多样性分析
李勇超 a，任永信 b，陈宏恩 b，杨 靖 a，周修任 b
（河南科技学院，a．生物技术系；b．生物工程系，河南 新乡 453003）
摘要：试验以不同地理区域中药种植上所用的菘蓝栽培居群为材料，通过对与菘蓝药用有关的植物学性
状指标（株高、叶面积、叶干重、根干重）的遗传多样性指数统计、主要药用有效成分（靛蓝、靛玉红）的含
量测定、酯酶等位酶酶谱的建立与聚类分析，计算了用于衡量菘蓝居群内变异水平的多态位点比率、有
效等位基因数、观察杂合度 3 个指标，探讨了常见的栽培菘蓝各居群之间的遗传多样性关系，以揭示菘
蓝在形态、主效成分及同工酶 3 个层次上的遗传多样性变化。 结果表明，河北安国（S1）、安徽亳州（S2）和
河南新乡（S3）3 个居群的植物学性状指标的平均遗传多样性指数分别为 0．870、0．877、0．763，各植物学性
状的遗传多样性指数在各居群内从高到低的排序多数为株高、叶面积、叶干重、根干重；3 个居群在表型
上居群间的差异不显著 （P＞0．05）， 而居群内多样性丰富。 S1 的靛蓝和靛玉红的含量分别为 5．67、10．93
mg ／ g，S2 的分别为 4．74、9．68 mg ／ g，S3 的分别为 5．32、9．27 mg ／ g，2 种成分的含量分别具极显著差异水平
（P＜0．01）。90 个样品的平均有效等位基因数、多态位点比率、观察杂合度分别是 1．346 9、61．53％、0．346 9；
在相似系数 0．70 处可聚为 3 类，第Ⅰ聚群包含有 66 个样品，第Ⅱ聚群包含有 10 个样品，第Ⅲ聚群包含
有 14 个样品，分别占样品总数的 73％、11％和 16％，显示出了 3 个菘蓝居群具有丰富的遗传多样性和种
质资源的流动性。
关键词：菘蓝；居群；遗传多样性
中图分类号：S567．23＋9；Q944．5；Q346＋．5 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2013）08－1842-06
Analysis of Genetic Diversity of Cultivated Populations of Isatis indigotica
LI Yong－chaoa，REN Yong－xinb，CHEN Hong－enb，YANG Jinga，ZHOU Xiu－renb
（a．Department of Biotechnology；b．Department of Bio－engineering，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China）
Abstract： Taking cultivated populations of Isatis indigotica Fort． in different geographic regions for Chinese medicine planting
as materials， by statistics of the genetic diversity indexes of the botanical traits of I． indigotica related to its medical use
（plant height， leaf area， leaf dry weight， root dry weight）， detecting the content of main medicinal active ingredients
（indigo， indirubin）， establishment of the zymogram of enzymes such as esterase and clustering analysis， 3 indicator for
measuring the variation level within I． indigotica population， proportion of polymorphic loci， the number of effective alleles
and observed heterozygosity， were calculated． The genetic diversity between common cultivation populations of I． indigotica was
discussed to uncover the genetic diversity at the levels of morphological， main effective ingredient and isozyme． Results
showed that the average genetic diversity index of the botanical traits of the 3 populations， Anguo， Hebei （S1）， Bozhou，
Anhui （S2） and Xinxiang， Henan （S3） was 0．870， 0．877， 0．763， respectively． The genetic diversity of botanic characters
within populations ranked from high to low as plant height， leaf area， leaf dry weight， root dry weight． The phenotypic
difference among the 3 populations was not significant while the diversity within population was rich． The content of indigo
and indirubin of S1 was 5．67 mg ／ g and 10．93 mg ／ g， of S2 was 4．74 mg ／ g and 9．68 mg ／ g， and of S3 was 5．32 mg ／ g and
9．27 mg ／ g respectively， the content of the 2 ingredients in the 3 populations was very significantly different （P ＜0．01）
respectively． The average number of effective alleles， proportion of polymorphic locus， observed heterozygosity of the 90
samples was 1．346 9， 61．53％ ， 0．346 9， respectively． The samples clustered to 3 categories at the similarity coefficient of
0．70， cluster Ⅰ contained 66 samples， cluster Ⅱ contained 10 samples， and cluster Ⅲ contained 14 samples， accounted for
73％，11％ and 16％ of the total samples， respectively， and were with rich polymorphism and liquidity of germplasm resource．
Key words： Isatis indigotica Fort．； populations； genetic diversity
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.08.054
第 8 期
菘蓝（Isatis indigotica Fort．）别名大靛，为十字
花科（Cruciferae）菘蓝属（Isatis L．）草本植物，其根
在中药里名为板蓝根（Radix Isatidis），又叫北板蓝、
大青根等，其叶为大青叶（Folium Isatidis），将鲜叶
加工后称青黛，均可入药。 板蓝根性寒、味苦，有清
热解毒、凉血消肿之功效，临床上广泛用于抗菌、抗
病毒等病症的治疗 ［1］，还有增强机体免疫功能 ［2］、抗
内毒素等作用［3］。 菘蓝所含的主要药用有效成分吲
哚类生物碱为靛蓝（Indigo）和靛玉红（Indirubin），是
板蓝根最重要的活性成分［4］。 目前菘蓝在药用植物
栽培生产上有相当的种植规模。 但在实际生产中，
由于获种渠道狭窄和育种相对滞后等原因，导致了
栽培上菘蓝品种混杂退化， 产量和质量参差不齐，
也使得用此原料炮制的板蓝根饮片及其他加工药
品疗效不稳，严重制约了菘蓝的生产和应用，因此
有必要对栽培用菘蓝的种质资源遗传多样性进行
科学比较。
菘蓝在我国分布较广，各地形成了不同的栽培
品种，并且品种的遗传变异较大；而中药板蓝根的
道地性主要体现在种质资源方面，环境因素反而是
其次的 ［5］。 作为同工酶（Isozyme）的酯酶（Esterase，
EST）等位酶（Allozyme），由于具有不易受外界环境
条件影响、具有稳定的遗传特性、酶谱类型丰富等
特点，常被用做遗传标记，以作为基因和性状的联
结物用以识别基因的存在与表达 ［6］，从而在植物的
遗传多样性研究方面被广泛应用，如已经报道的有
油菜 （Brassica napus L．）［7］， 菊花（Chrysanthemum
morifolium Ramat．）［8］， 胡卢巴 （Trigonella foenum－
graecum L．）［9］等酯酶等位酶的研究；因此可以用酯
酶等位酶对菘蓝的遗传多样性进行分析，且相关研
究尚未见报道。 试验以不同地理区域生产上所用的
菘蓝栽培居群为材料，通过对其与药用有关的植物
学性状指标、主要药用有效成分含量以及酯酶等位
酶酶谱等方面的研究，对菘蓝进行了遗传多样性分
析，旨在了解常见的栽培菘蓝各居群之间的遗传多
样性关系，为菘蓝的新品种选育及品质改良奠定基
础。
1 材料与方法
1．1 材料
供试菘蓝种子来自国内 3 个药材产地，分别是
河北省安国市（用 S1 表示，以下类推）、安徽省亳州
市（S2）及河南省新乡市（S3），将 3 个产地的菘蓝种
子播种在河南科技学院百泉校区的试验田内，正常
管理；待植株长成后，在田间选取生长正常植株的
根系和地上部分的叶片，分别测量其植物学性状指
标；并以根系为材料实施有效成分测定，以叶片为
材料实施等位酶的分析。
1．2 仪器和试剂
仪器主要有 L－90 型叶面积仪（加拿大 SINTEK
公司 ），SPECORD200 型紫外－可见光分光光度计
（德国耶拿分析仪器股份公司），RE－52AA 型旋转蒸
发仪（上海亚荣生化仪器厂），DYY－12 型电泳仪（北
京市六一仪器厂），DYCZ－28C 垂直电泳槽 （北京市
六一仪器厂），FA2104S 电子天平 （上海天平仪器
厂），DHG－9420A－电热鼓风干燥箱 （上海申贤恒温
设备厂）。 试剂方面，靛蓝、靛玉红标准品由中国药
品生物制品检定所提供，Tris、β－巯基乙醇、 丙烯酰
胺、 甲叉双丙烯酰胺、TEMED等购自生工生物工程
（上海）股份有限公司，α－醋酸萘酯、β－醋酸萘酯、固
蓝 RR 盐等购自北京索莱宝科技有限公司， 氯仿、
HCl 等为河南科技学院生物工程系实验室原备，试
验用水为双蒸水，由实验室自制。
1．3 方法
1．3．1 植物学性状指标测定方法 采用叶面积仪
测量 3 个菘蓝居群的植株相同部位当年生正常叶
片，每个居群随机取 10 株，每株取 1 片叶，叶面积
测量的具体操作按说明书完成， 单叶面积取均值。
株高在当年用直尺在田间取 3 个菘蓝居群各 10 株
实施测量，取均值；干重则将菘蓝叶片（当年生）与
根系（二年生）于每个居群随机取 10 片（株），清洗
干净后晾干，然后在电热鼓风干燥箱里先 105 ℃烘
30 min、再 80 ℃烘至恒重，冷却后称干重，取均值。
1．3．2 靛蓝和靛玉红含量测定方法 参照董娟娥
等［10］和吴彦［11］的方法，略有改进。 ①标准品溶液的
制备。分别准确称取靛玉红标准品 2．5 mg、靛蓝标准
品 2．5 mg，用氯仿溶解于小烧杯中，然后用氯仿定容
于 25 mL容量瓶中， 各配制成 0．1 mg ／ mL 的标准品
溶液。 ②待测样溶液的制备。 分别精确称取 3 个产
地的菘蓝根系样品各 2 g（干品），磨碎，置于 150 mL
平底烧瓶中， 加入 100 mL 氯仿， 于 80 ℃水浴中索
氏提取法提取 8 h，旋转蒸发浓缩提取液，氯仿定容
至 25 mL，待测。③靛蓝和靛玉红最大吸收波长及计
算公式的确定。 以氯仿为空白样，将标准溶液置于
1 cm 石英比色皿中， 用紫外－可见光分光光度计在
200～800 nm 段变化波长，测定吸光度，重复 6 次，取
均值，确定最大吸收的波峰。④稳定性试验。以氯仿
为空白对照， 分别在波长 609 、540 nm 处测定靛蓝
和靛玉红标准品溶液的浓度，每隔 2 h 测定 1 次，测
定 5 次后，过 24 h 再测 1 次，取均值。 ⑤ 靛蓝和靛
玉红含量的测定。 以氯仿为对照，在一定波长下测
定待测样溶液的吸光度，重复 6 次，取均值，由公式
李勇超等：栽培菘蓝居群的遗传多样性分析 1843
湖 北 农 业 科 学 2013 年
计算出待测样溶液中靛蓝和靛玉红的含量。 ⑥精密
度试验。以氯仿为空白， 分别于波长 609、540 nm处
测定靛蓝、靛玉红标准品溶液的浓度，重复 6 次，取
均值。
1．3．3 酯酶等位酶的提取和电泳检测 聚丙烯酰胺
凝胶电泳参照杨靖等［12］的方法并有所改进。 从菘蓝
S1、S2 和 S3 群体中随机分别采集 30 个样品的叶
片，共 90 个样品，先用自来水冲洗干净，再用去离
子水漂洗后晾干水分，每样称重 0．5 g，按样品∶提取
液＝1∶2（W ／V）的比例加提取液（1．5 mol ／ L、pH 8．3 的
Tris－HCl 加 2％ β－巯基乙醇），即 1 mL，然后在冰浴
条件下研磨，匀浆；接着 12 000 r ／ min 离心 10 min，
取上清液放入冰箱保存。 聚丙烯酰胺凝胶电泳的分
离胶浓度为 5．6％，浓缩胶浓度为 3.0％。点样孔为 10
泳道，每样品按 40 μL的点样量点样 2泳道，从左到
右按顺序依次进行点样。在 4 ℃冰箱中进行电泳，电
泳采取稳压方式， 浓缩胶电压 150 V， 分离胶电压
350 V， 整个电泳过程约需 4～5 h。 酯酶等位酶采用
α－醋酸萘酯加 β－醋酸萘酯加固蓝 RR 盐溶液复合
染色，染色时间 3 min 左右，待显现条带后立即取出
（由于取出后凝胶上仍附着有染液， 且染色速度极
快， 并且在转移至漂洗的过程中还在继续染色，故
不必等条带彻底显现才取出，否则会造成条带过宽
而重叠，统计时损失条带），染色完毕后，用清水漂
洗 3～5遍即可。 对胶板进行照相，统计条带并记录。
1．4 数据分析
1．4．1 植物学性状数据分析 菘蓝的株高、 叶面
积、叶干重和根干重 4 个数量性状参考丁艳来等 ［13］
的方法进行分级，以平均数（x）为基准，0．25s 为级差
（s 为标准差），最小级为小于 x-2s，最大级为大于 x
＋2s，用分级数据计算遗传多样性指数（以 Simpson
指数［14］H为指标，H＝1－
n
i=1
ΣPi2，其中 Pi为某个级别出
现的频率，n 为级别总数）， 并采用 SPSS 13．0 统计
软件对植物学性状进行方差分析。
1．4．2 酯酶等位酶图谱和聚类分析 统计电泳条
带并计算用于衡量居群内变异水平的 3 个指标 ［8］，
分别为：①多态位点比率（Percentage of polymorphic
loci，P），P＝（多态位点数 ／检测位点总数）×100%；②
平均有效等位基因数（Mean effective number of al-
leles per locus，Ae），Ae＝各位点有效等位基因总和 ／
检测位点总数；③观察杂合度（Mean observed het-
erozygosity per locus，Ho），Ho＝杂合体个体数 ／样本
大小。 并且根据电泳条带将每个迁移率位点上条带
的有、无分别用 1 和 0 表示，建立 90 个样品的酯酶
等位酶酶谱，随机取其中 10 个样品做代表性分析。
再根据文献［15］的方法计算相似系数，建立相似矩
阵，采用 NTSYSpc－2．10 e 程序 ［16］，以非加权成对数
据 分 析 法 （Unweighted pair －group method with
arithmetic means，UPGMA）将 90 个样品经聚类分析
按照 Nei’s遗传距离理论生成系统树。
2 结果与分析
2．1 3个菘蓝居群植物学性状的多样性
3 个菘蓝居群株高、叶面积、叶干重和根干重 4
个植物学性状指标的测定结果（均值）见表 1，分别
对这 4 个性状进行单因素方差分析，其中株高方差
分析的结果见表 2，而叶面积、叶干重和根干重 3 个
性状的方差分析结果与株高类似，故略去，而以株
高方差分析的结果代表之。 3 个菘蓝居群 4 个植物
学性状指标的多样性分析结果见表 3。 从表 2、表 3
可见，4 个性状在 3 个菘蓝居群间没有显著性差异。
然而在居群内表现出较高的多样性，如株高平均为
74．05 cm、变幅为 45．6～86．9 cm、变异系数为 12．8％；
叶面积平均为 76．06 cm2、 变幅为 62．49～88．62 cm2、
变异系数为 9．4％； 叶干重平均为 0．89 g、 变幅为
0．65～1．09 g、 变异系数为 8．1％； 根干重平均为
5．58 g、变幅为 4．53～6．87 g、变异系数为 9．7％。另外，
株高与叶面积、叶干重、根干重都没有明显的相关
性，而叶面积和叶干重有显著的正相关性（r＝0．90）。
由表 1、表 2 和表 3 可见，栽培用的菘蓝种质资源不
具备明显的品种特征，根据田间植株的外部特征难
以区分居群之间的差异。
从表 3 还可见， 综合 3 个菘蓝居群的株高、叶
面积、 叶干重和根干重 4 个植物学性状指标，其
Simpson 指数平均为 0．912，河北安国、安徽亳州和
河南新乡 3 个居群的平均 Simpson 指数分别为
0．870、0．877 和 0．763。 总体上表现出较高的遗传多
样性， 其中在各居群内部表现出相同的规律性，
Simpson 指数从高到低的排序多数为株高、叶面积、
叶干重、根干重。
表 1 3 个菘蓝居群植物学性状比较
居群
S1
S2
S3
株高//cm
70.49
74.58
77.09
叶面积//cm2
77.83
73.05
77.30
叶干重//g
0.91
0.84
0.93
根干重//g
5.22
5.48
6.03
表 2 3 个菘蓝居群间株高的方差分析
差异来源
组间
组内
总计
离差平方和
221.96
2 402.05
2 624.02
自由度
2
27
29
均方
110.98
88.96
F 值
1.247
显著性
-
注：F0.05（2，27）=3.35；“-”表示没有显著性。
1844
第 8 期
2．2 靛蓝和靛玉红的含量
靛蓝和靛玉红的吸收光谱测定结果见图 1，根
据图 1， 靛蓝和靛玉红的最大吸收波长分别为 609
nm和 540 nm。 以氯仿做空白样， 分别在 609 nm 和
540 nm 处测定靛蓝、靛玉红标准溶液的吸光度。 根
据 Lambert－Beer 定律：A＝E·C （A 表示吸光度，E 表
示消光系数，C表示溶液的浓度），分别计算出 4个消
光系数。当波长为 609 nm时，E609 靛蓝＝27．03，E609 靛玉红＝
4．82； 当波长为 540 nm 时，E540 靛蓝＝12．34，E540 靛玉红＝
15．47。
靛蓝、靛玉红含量的计算公式分别为：
C 靛蓝＝4．31×10－2×A609－1．34×10－2×A540；
C 靛玉红＝7．53×10－2×A540－3．43×10－2×A609。
式中： C 靛蓝为靛蓝在待测溶液中的质量浓度
（mg ／mL），C 靛玉红为靛玉红在待测溶液中的质量浓度
（mg ／mL），A609为待测溶液在波长 609 nm 处的吸光
度值，A540 为待测溶液在波长 540 nm 处的吸光度
值。 经测定，靛蓝和靛玉红在 4 ℃下可放置 24 h，精
密度（相对标准偏差，RSD）分别为 2．86％和 2．94％。
3 个菘蓝居群的靛蓝和靛玉红的含量测定结果见表
4， 单因素方差分析结果 ［F 靛 蓝＝13．86，F 靛 玉 红＝
15．08；F0．01（2，6）＝ 10．92］ 显示，3个菘蓝居群中的靛蓝
和靛玉红含量都达到极显著差异水平。
2．3 等位酶酶谱分析
参照王中仁 ［17］的方法，对 90 个不同种质来源
的菘蓝样品进行酯酶等位酶酶谱分析，随机取其中
10 个菘蓝样品做代表性分析，结果见图 2。 通过酯
酶等位酶酶谱分析，确定了 5 个酯酶等位酶基因位
点， 即 EST－1、EST－2、EST－3、EST－4、EST－5， 其中
EST－1 为慢速带，EST－2 和 EST－3 为中速带，EST－4
和 EST－5 为快速带； 在 90 个随机样品中共获得了
13 条 EST 带， 分别为 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、
L、M， 其中 EST－2 的 D 带 、EST－3 的 H 和 I 带 、
EST－4 的 K 带以及 EST－5 的 M 带为 90 个随机样
品的共有谱带；其有效等位基因数、多态位点比率、
观察杂合度分别是 1．346 9、61．53 ％、0．346 9；其中
遗传多样性最丰富的是 S1 居群， 其平均有效等位
基因数、多态位点比率、观察杂合度分别是 1．432 6、
69．23％、0．432 6， 说明 S1 居群的种质来源要比 S2
和 S3 居群更为广泛， 是试验取材与品种选育的良
好资源。
2．4 聚类分析
采用 NTSYSpc－2．10 e 程序、 以非加权成对数
据分析法将不同种质来源的 3 个菘蓝居群的共 90
个被测样品的酯酶等位酶酶谱条带数经聚类分析
生成系统树，结果见图 3。 从图 3可见，90个样品在
相似系数 0．70 处可聚为 3 类， 可明显地分为 3 组；
第Ⅰ聚群包含有 66 个样品，占总样品数的 73％；第
Ⅱ聚群包含有 10 个样品，占总样品数的 11％；第Ⅲ
表 4 3 个菘蓝居群中靛蓝、靛玉红含量 （单位：mg ／ g）
居群
S1
S2
S3
靛蓝
5.67
4.74
5.32
靛玉红
10.93
9.68
9.27
图 1 靛蓝和靛玉红的吸收光谱
表 3 3 个菘蓝居群植株 4 个植物学性状指标多样性分析
性状
株高
叶面积
叶干重
根干重
H 平均值
x±s
74.05±9.51
76.06±7.14
0.89±0.092
5.58±0.541
H
0.923
0.917
0.912
0.896
0.912
x±s
70.49±11.84
77.83±7.83
0.91±0.094
5.22±0.488
H
0.902
0.882
0.874
0.823
0.870
x±s
74.58±9.20
73.05±9.43
0.84±0.089
5.48±0.525
H
0.894
0.872
0.875
0.866
0.877
x±s
77.09±6.49
77.30±6.87
0.93±0.091
6.03±0.581
H
0.785
0.769
0.754
0.745
0.763
3 个菘蓝居群均值 S1 S2 S3
靛玉红
靛蓝
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
吸
光
度
150200250300350400450500550600650700750800850
吸收波长//nm
图 2 随机选取的 10 个菘蓝样品的酯酶等位酶酶谱
李勇超等：栽培菘蓝居群的遗传多样性分析 1845
湖 北 农 业 科 学 2013 年
图 3 基于 Nei′s 遗传距离的 90 个菘蓝样品的 UPGMA 聚类图
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
0.57 0.68 0.79 0.90 1.00
相似系数
1846
第 8 期
聚群包含有 14个样品，占总样品数的 16％。 其中第
Ⅰ聚群的 66 个样品来自于 S1、S2、S3 居群的数目
分别是 17、24、25， 第Ⅱ聚群的 10 个样品来自于
S1、S2、S3 居群的数目分别是 3、3、4；第Ⅲ聚群的 14
个样品来自于 S1、S2、S3 居群的数目分别是 10、3、
1。 由此可见，3 个居群并没有体现出明显的地理位
置特征， 但是反映出居群 S1 较 S2、S3 具有更丰富
的遗传多样性这一特征，聚类结果与酯酶等位酶酶
谱的居群内产生变异的有效等位基因数、多态位点
比率、 观察杂合度 3 个指标所显示的结果一致，也
和植物学性状的 Simpson 多样性指数结果较为接
近； 居群 S2 和 S3 的遗传多样性虽然不及居群 S1，
但展示出了这 2 个居群作为栽培种的整齐性和相
似性优势，这也跟酯酶等位酶酶谱与植物学性状的
遗传多样性分析结果较为一致。
3 讨论
3．1 植物学性状和酯酶等位酶分析在研究菘蓝遗
传多样性中的作用
遗传多样性（或基因多样性）是生物多样性的 3
个基本组织层次之一 ［18］，其可以从“形态”、“细胞”
和“分子”等不同水平上切入研究，其中等位酶分析
可以在大多数情况下作为遗传标记来反映整个基
因组的遗传变异情况 ［17］。 在形态水平方面，刘新龙
等 ［19］采用株高等表型性状对甘蔗（Saccharum L．）种
质资源进行了遗传多样性分析；丁艳来等 ［13］结合表
型性状和 SSR 分子标记对中国野生大豆 （Glycine
soja Sieb． et Zucc．）做了遗传多样性分析；而在单一
分子水平方面，已经有等位酶和基于基因组的各种
分子标记对遗传多样性进行了分析，前者在文中已
有提及，后者的相关研究举不胜举，这里不再赘述。
由于菘蓝个备良好的药用功效以及人们保健
意识的增强，使菘蓝药材的需求量日趋增大，然而
各地区由于地理环境及栽培管理方式的不同，导致
药材在产量和质量上存在较大的差异［20］。 这其中还
与目前国内外缺乏一种专门用于药用植物品种选
育的理论或方法［21］有关。 菘蓝的药用部位为叶片和
根系，因此本研究将株高、叶面积、叶干重、根干重
以及根系中的靛蓝和靛玉红含量作为重要指标进
行测定，结合酯酶等位酶来全面分析了菘蓝的遗传
多样性。 等位酶是同一基因位点、不同等位基因编
码的一种酶的不同形式，酶蛋白作为结构基因编码
的产物直接反映了 DNA 链上碱基对的顺序， 其变
化能较好地代表 DNA 分子水平的差异。 等位酶的
遗传和表达遵循孟德尔定律，酶位点的不同等位基
因都是等显表达的，从酶谱上可以直接分析识别出
编码它们的等位基因，且能统计出等位基因频率和
基因型频率；作为一种稳定的基因组标志，等位酶
比形态特征更能直接地反映出遗传信息的特征，而
且通过众多位点的抽样分析可以推断或代表整个
基因组的遗传学特征［15］。酯酶等位酶的位点数为 2～
10 个，相对于其他等位酶来说具有更为丰富的多态
性。 菘蓝栽培上的品种繁多，且多为自家留种，故而
用酯酶等位酶技术分析菘蓝天然居群遗传结构是
可行和有效的方法。
3．2 种质资源的多样性及所表现出的现象
通过植物学性状指标的数据分析， 结果显示 3
个居群中单个居群内的表型性状均表现出显著差
异，说明在生产上没有把表型性状的整齐性作为品
种选择的重要依据是正确的，也就是说生产上并没
有把菘蓝的叶片（即大青叶）和根系（即板蓝根）的
产量作为惟一的评价指标；在某种程度上，以其疗
效作为重要指标参考是客观的，而疗效是以有效成
分的组合及含量为基础的。
在本研究的 3 个居群中，测定了根系有效成分
中含量较高的 2 种组分靛蓝和靛玉红， 结果显示 3
个居群在居群内和居群间均存在显著差异，产生差
异的原因与植物次生代谢过程的环境有关 ［22］，该结
果与马莉等［23］的研究结果一致。 说明目前大家虽然
以疗效和产量兼顾为生产目标，但是有效成分和产
量仍是参差不齐的，规范化不足反映出在品种的选
育和改进上还有较大的拓展空间。 试验得到的聚类
图也说明了这一点，在第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ这 3 个聚群
中，各聚群的样品数量差异较大，其中第Ⅰ聚群包
含有 3个居群的多个样品。 聚类图并没有显示出聚
群的群类与地理位置有明显的相关性，该结果与张
俊红等［24］对光皮桦（Betula luminifera H．Winkl．）遗传
多样性的研究结果一致。 但第Ⅰ聚群中样品来源相
当丰富，这与酯酶等位酶酶谱显示出的平均有效等
位基因数、 多态位点比率和观察杂合度的结果一
致， 也说明了 3 个居群的种质资源存在明显的交
流。
通过对菘蓝的植物学性状、药用有效成分和酯
酶等位酶的研究， 一方面可了解到菘蓝在外部形
态、次生代谢产物和酶基因构成等层面上存在丰富
的遗传多样性；另一方面也使我们意识到菘蓝在品
种选育及改良方面还需要做大量的工作。 首先要明
确育种目标，即药用部位生物产量要适当，药用成
分种类要齐全并且含量高、组合佳、抗性强 ［21］；其次
要建立种质资源库，充分了解该植物在不同层面上
的遗传多样性； 第三要建立和完善新的育种方法，
（下转第 1871页）
李勇超等：栽培菘蓝居群的遗传多样性分析 1847
第 8 期
（上接第 1847页）
如通过指纹图谱和生物效价来评价、筛选优质资源
将大大提高育种效率； 最后要确定合理的种植方
式、栽培技术、采收加工方法和流通途径。
致谢： 本研究始终得到了河南科技学院实验中心牛立元教
授的关心和实验室王青、陈仕均、张兆沛等老师的帮助， 在
此表示衷心感谢。
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（责任编辑 王 珞）
4）试验只进行了互叶醉鱼草的扦插基质配比
组合筛选试验，其他防风固沙、水土保持、园林绿化
等经济植物是否在这些基质中表现出同样的效果，
有待进一步研究证实。
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（责任编辑 王 珞）
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