全 文 ：第 25卷第 3期 浙江师范大学学报(自然科学版) Vol.25 , No.3
2002年 8月 　　　　　　JOURNAL OF ZHEJIANG NORMAL UNIVERS ITY(Nat.S ci.)　　　　　　 Aug.2002
　　文章编号:1001-5051-(2002)03-0285-04
不同生境中七子花同工酶的研究

刘　鹏 , 　徐根娣 , 　王玮嫔
(浙江师范大学 生命与环境科学学院 ,浙江 金华　321004)
摘　要:应用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳对生活在 2种不同生境中的七子花(浙江师范大学植物园和金华
北山)的过氧化物酶(Peroxidase , POD)和酯酶(Esterase , EST)同工酶进行了分析 ,同时以同为忍冬科的珊瑚树
作为参照.结果表明 , 生活于 2 种不同环境中的七子花叶片中的过氧化物酶同工酶具有较明显的差异 , 但酯酶
同工酶差异不明显;而七子花和珊瑚树两者叶片中的过氧化物酶和酯酶差异十分显著.
关键词:七子花;同工酶;过氧化物酶;酯酶;生境
中图分类号:Q946.5;Q949.781.2　　　　文献标识码:A
　　七子花(Heptacodium minconioides Rehd.)是
中国特有的珍稀濒危植物 ,属国务院首次公布的
二级重点保护植物.七子花属忍冬科 ,为七子花属
(Heptacodium)唯一的种类 ,在系统演化和区系分
类上具有重大的学术价值 ,同时也具有极高的观
赏价值 ,但其分布非常狭窄 ,仅间断分布在安徽泾
县 、宣城和浙江天台 、金华等少数地区 ,七子花群
落只在天台山和金华北山有小片残留 ,且由于七
子花生境不断恶化 , 种群逐渐变小 , 数量日益减
少 ,分布范围缩小[ 1] .为了保护七子花的种质资
源 ,笔者从 1996年起陆续从金华北山迁移一些七
子花至浙江师范大学植物园中 ,进行生物多样性
的保护 ,但至今未能正常开花和结果.笔者对 2种
不同生境中的七子花及同为忍冬科的珊瑚树
(Viburnum odoratissimum)三者叶片中的过氧化
物酶和酯酶同工酶进行了比较分析 ,试图发现不
同生境中七子花生活能力的强弱 ,并从分子水平
上揭示七子花和珊瑚树之间的亲缘关系 ,以便为
进一步保护七子花提供一定的理论依据.
1　两地生境的比较
为了分析不同生境对七子花的影响 ,将七子
花的 2种生境进行了比较 ,见表 1.
表 1　金华北山和浙江师范大学植物园气温及土壤主要理化性质的比较
生境 t年均/ ℃ pH 值 w/ %
H2O 有机质 Na Ca M g
w/(μg·g -1)
Mn Pb Mo La Al S r
北山 15.1 6.22 6.31 1.28 0.347 0.38 0.433 1 102 38.8 2.42 45.5 7.39 63.8
植物园 17.2 8.12 3.04 0.81 0.126 2.37 0.621 420 22.7 1.44 27.8 5.76 98.5
　　从表 1可以看出 ,金华北山为七子花的原生
地 ,与植物园相比 ,海拔高 、气温低 ,而且其土壤的
有机质含量 、含水率及 Mn 、Mo 、Na、Al 、La的含量
明显高于植物园土壤 , Ca 和 Sr 的含量低于植物
园土壤中的含量;北山七子花生长土壤呈弱酸性 ,
植物园土壤呈弱碱性.
2　材料和方法
2.1　取材及样品提取
2000年 5月 ,分别从金华北山和浙江师范大
收文日期:2001-12-06;修订日期:2002-03-25
　基金项目:浙江省自然科学基金资助(39277)
　作者简介:刘　鹏(1965-),男 ,湖南冷水江市人,教授 ,博士.研究方向:植物营养学;植物生态学;植物区系和植物地理.
学植物园采集新鲜 、健壮的七子花功能叶片 ,同时
从浙江师范大学校园主教学楼旁采取新鲜的珊瑚
树叶片作为分析的对比材料.
3种叶片分别用蒸馏水反复冲洗 ,用吸水纸
吸干后剪碎 , 分别置于研钵中 , 加入酶提取液
(POD提取液分别为 5 倍于样品的 pH 8.3高离
子强度电极缓冲液[ 2] ,EST 提取液为 1.5倍于样
品的 pH 8.3高离子强度电极缓冲液),研磨成匀
浆 ,在台式高速离心机中以 12 000 r/min的速度
离心 15 min ,取上清液 ,加入等量的 ρ(蔗糖)为
0.4 g/mL的蔗糖溶液和一滴 ρ(溴酚蓝)为0.02
g/mL的溴酚蓝指示剂制成样品液.
2.2　电　泳
采用不连续聚丙烯酰胺垂直平板凝胶电泳
法[ 2] .先制胶 ,分离胶为 ρ(Arc)=0.09 g/mL 的
Arc 溶液 ,浓缩胶为 ρ(Arc)=0.025 g/mL 的Arc
溶液;接着在样品槽中加入酶提取液(POD提取
液20 μL , EST 提取液 30 μL),在电泳槽中加入
pH 8.3高离子强度电极缓冲液[ 2] ,接通电源 ,开
始以 120 V 的电压电泳 30 min左右 ,当溴酚蓝走
到浓缩胶与分离胶界面时 ,将电压升至 260 V ,恒
压电泳至溴酚蓝走到距凝胶末端1 cm左右为止.
2.3　同工酶的染色
电泳结束后 ,取下胶板用蒸馏水洗净 ,然后染
色 、冲洗 、固定 、扫描 、画图.酯酶同工酶采用坚牢
蓝-乙酸-α-萘酯染色法[ 2] ,过氧化物酶同工酶采
用改良联苯胺法[ 3] .
3　结果与分析
3.1　过氧化物酶同工酶
由图 1可以看出 ,七子花叶片 POD同工酶谱
带从阴极到阳极的迁移有 2 个活性区:Px-Ⅰ和
Px-Ⅱ.Px-Ⅱ活性区中 POD同工酶谱带类型和
染色深浅几乎一致 ,而 Px-Ⅰ活性区中则有所差
异———北山七子花叶片中多了 3条染色较浅的弱
带 ,其余共有的谱带也是北山七子花叶片中的染
色稍深些 ,表明北山七子花叶片中的 POD活性比
植物园七子花叶片中的 POD活性强.从图 1 还可
以看出 ,珊瑚树叶片中的 POD酶带与七子花叶片
中的 POD酶带存在较大的差异 ,笔者认为这可能
是由于珊瑚树和七子花种间亲缘关系较远的缘
故.
1.珊瑚树;2.浙江师范大学植物园七子花;
3.金华北山七子花
图1　七子花和珊瑚树的过氧化物酶同工酶酶谱
3.2　酯酶同工酶
由图 2可以看出 ,植物园七子花和北山七子
花叶片中的 EST 酶谱位置 、染色深浅几乎一致 ,
且同工酶酶谱均较宽 ,比较而言 ,植物园七子花叶
片的 EST 酶谱比北山七子花叶片的更宽一些 ,因
而笔者认为两者 EST 差异并不明显.而珊瑚树叶
片中 EST 同工酶酶谱一片空白 ,表明珊瑚树叶片
中的 EST 含量很少 ,与七子花有很大的区别 ,这
仍是由于珊瑚树与七子花种间差异所致.
1.浙江师范大学植物园七子花;
2.金华北山七子花;3.珊瑚树
图 2　七子花和珊瑚树的酯酶同工酶酶谱
4　讨　论
过氧化物酶是一种生理功能较复杂的酶.近
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10多年来不少作者注意到过氧化物酶在植物组
织中有很广泛的分布 ,并参与多种生理活动[ 4 , 5] .
在植物清除自由基的防护系统中 ,过氧化物酶起
着重要的作用[ 3] .酯酶是一类能水解酯键的酶 ,
其生理功能还不十分清楚[ 2] ,可能在代谢中有转
脂作用 ,可水解大量非生理存在的酯类化合物 ,因
而对植物具有解毒作用.由此可见 ,过氧化物酶和
酯酶都与植物的抗逆生理有关.
Edreva等的实验表明[ 6] ,无论在组织水平 、
超微结构水平还是在功能水平上 ,逆境损伤是诱
导POD的前提条件.在逆境中 ,七子花叶片 POD
活性的提高有利于清除活性氧 ,缓解不利因素对
植物自身构成的威胁 ,从而达到保护的目的.从实
验结果看 ,生活在金华北山七子花群落中的七子
花叶片的 POD 活性明显高于栽培于浙江师范大
学植物园的七子花 ,这主要由于北山七子花群落
中光照较弱 ,湿度较大 ,温度较低 ,土壤水分含量
较高 ,有机质丰富 , 非常有利于七子花的生长发
育;相反 ,植物园的生境与七子花群落片断化后的
情况相似 ,光照较强 ,湿度较小 ,温度较高 ,土壤水
分含量较低 ,有机质贫乏 ,不利于七子花的生长发
育 ,故 5年来在植物园移栽的七子花一直不能正
常开花结果.七子花长期对不同的生境适应使得
其 POD同工酶谱已经出现了一定的变化 ,这为七
子花生态分化过程的研究提供了证据 ,也是生境
片断化对七子花生理影响的具体表现.金华北山
和浙江师范大学植物园七子花酯酶同工酶谱带基
本相同 ,可能由于七子花叶片的酯酶同工酶热稳
定性较强 ,对生境的变化有一定的适应性.
珊瑚树属荚蒾属(Viburnum)的植物 ,七子
花为七子花属(Heptacodium)的唯一种类 ,两者
同属于忍冬科 ,而忍冬科在系统演化中较为复杂 ,
至今对于荚蒾属是否列入忍冬科还有不少的争
论[ 7] ,故笔者选择七子花和珊瑚树进行对比研
究.从笔者的研究结果来看 ,无论是从过氧化物酶
同工酶谱带 ,还是从酯酶同工酶谱带来看 ,珊瑚树
与七子花两者都有很大的差异 ,表明两者亲缘关
系较远.本研究的结果从生理生化的角度为忍冬
科的系统演化提供了新的资料.
七子花的分布较为独特 ,主要分布在海拔
600 ～ 1 000 m的水沟边或乱石中 ,生长土壤为微
酸性 ,喜弱光但不耐强光 ,较耐寒但畏炎热 ,而七
子花的各主要分布地(金华北山 ,天台山和四明山
等)由于森林砍伐和破坏使其生境片断化 ,引起其
暴露在其他生境中的边缘比例增加 ,生境片断化
可能导致遗传多样性的丧失[ 8] 和种群变小 、个体
数量下降 、产生边缘[ 9] ,边缘的产生将使光照强
度大大增强 ,光饱和点和相对湿度降低 ,地表及土
壤表层的温度日较差变大 ,使七子花处于逆境胁
迫状态 ,对七子花的生理生化过程产生较大的影
响 ,是导致七子花灭绝的重要原因.因而七子花的
抗逆性在七子花多样性保护中非常关键.由于生
境不断恶化 ,七子花现存数量越来越少 ,生存范围
越来越小.目前 ,七子花在其模式标本产地———湖
北宜兴已经灭绝.另外 ,由于金华北山双龙洞属旅
游热点 ,其环境污染日益严重[ 10] ,七子花的生境
片断化胁迫越来越大 ,因而对七子花的生物多样
性保护迫在眉睫.
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Study of isozymes of operoxidase and esterase
in Heptacodium minconioides
LIU Peng , 　XU Gen-di , 　WANG Wei-pin
(Col lege of Li fe and Environmen tal Sciences , Zhejia ng Normal Univer si ty ,Jinhua Zhejiang　321004 , China)
Abstract:Isozymes of peroxidase and esterase of the leaves of Heptacodium minconioides in tw o habitats
(one of w hich was f rom the North M ountains of Jinhua and others w as from the botanical g arden of Zhe-
jiang Normal University)and Viburnum odoratissimum were studied by poly acrylamide gel electropho re-
sis.The results showed that the expression and regulation of some POD isozyme genes are dif ferent between
the leaves of H.minconioides picked from the North M ountains and those f rom the botanical g arden , but
the EST isozyme genes are almost the same.The results also indicated that the expression and regulation of
both POD and ES T isozyme genes are distinct ly dif ferent between H.minconioides and Viburnum odor-
atissimum .
Key words:Heptacodium minconioides;isozyme;EST ;POD;habitat
(责任编辑　薛　荣)
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