全 文 ：第 9卷 第 4 期 (专辑 )
2 005年 1 2月
生 命科 学研究
肠免 S ci en ceRe s ea r ch
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.
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氏 c. 2 05
濒危植物尖叶拟船叶鲜的过氧化物同工酶分析
李朝阳 `. 2, 姜业芳 ’ , 田 向荣 ’ , 陈 军 ’ , 陈良碧 ` , 李 昔 ’
l(
. 湖南师范大学 生命科学学院 , 中国湖南 长沙 4 10 0 81 ;
2
. 吉首大学 生物资源与环境科学学院 , 中国湖南 吉首 4 16 0 0 )
摘 要 : 采用 聚丙烯酸胺凝胶电 泳技术分析 了濒危植物 尖叶拟船叶醉 7 个 自然居群的过氧化物 同工酶 . 结 果
表明 : 尖叶拟船叶拜在 13 个位点表现醉带 . 其中 Pod 一4 、 oP d 一6 、 Pod 一7 为 7 个居群共有 , 是 尖叶拟船 叶醉 的特
征带;l 号居群酶带最 多 , 为 12 条 , 除与其他居群共有的 3 条主带外 , 还出现 了其特有的 3 条酶带; 尖叶拟船叶
醉存在哑等位基因现 象 , 有两个稀有基因 oP d 一5 和 Pod 一 1 1 . 3 号和 5 号 、 4 号和 6 号有较强 的 同源性 . 据此认为
尖叶拟船叶醉具有较丰富的遗传 多样性 .
关健词 : 尖叶拟船叶葬 ; 过氧化物 同工酶 ; 酶语分析
中图分类号 : Q9 4 9 . 36 文献标识码 : A 文章编号 : 10 07 一78 4 7 (20 05 )5 1一 007 8 一04
A n a ly s i s o n eP
r o 对d a s e ( P O D ) I s o e n z y m e s o f E dn a n g e r e d
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( L诉 sc ie cn 。 五“ e a crn , 2 0 0 5 , 9 (4 ) : 0 7 5 一 0 5 1 )
收稿 日期 : 2 0 0 5一 1 1一 1 0; 修回 日期 : 2 0 05 一 12一 10
甚金项 目 : 国家自然科学基金资助项 目 (3 0 4 7 0 18 1)
作者简介 : 李朝阳 (19 6 9 一 ) , 女 , 湖南古丈县人 , 硕士研究生 , 主要从事生物化学与分子生物学研究 , Tel : 十 8 6一 0 7 4 3 一85 64 4 16 , E 一m ia 卜
il zy 0() o 0 @ “ an . co m . cn ; 陈良碧 ( 19 5 6一 ) , 男 , 湖南沉陵县人 , 湖南师范大学教授 , 主要从事植物生理学研究 , eT l : 十 8 6· 0 7 3卜 8 87 27 24 ,
E
一
m a i l : e h e n l i a n gb i@ h o rm a il
.
e o m ;李葺 ( 19 5 5 一 ) , 男 ,湖南石门县人 ,湖南吉首大学教授 , 通讯作者 , 主要从事植物生理生态学教学与
研究 , T el : + 8 6一7 4 3 一 8 5 6 3 85 2 .
DOI : 10. 16605 /j . cnki . 1007 -7847. 2005. s2. 016
第 4 期 李朝阳等 :濒危植物尖叶拟船叶醉的过氧化物同工酶分析
尖叶拟船叶醉 ( 刀口Zic ho ni zt r柳廊 di ~ 如。 众
(M i t t
.
) N
o g
.
) 系船叶醉科 Le mbo p h y l lae e ae 拟船
叶醉属植物 , 分布于我国安徽 、 贵州 、 四川 、 浙江
等省及 日本的部分区域 , 为东亚特有 I’ · 2 1. 近几十
年来 , 由于污染及生态环境破坏的 日趋加剧 , 该
植物所受到的胁迫越来越严重 , 分布范围也越来
越狭窄 , 从而成为我国苔醉植物遭受威胁最严重
的类群之一 L3 ! . 在梵净山 , 尖叶拟船叶醉群落主要
分布于海拔约 1 7 0 0 一 2 0 0 0 m 的山地南坡或山脊
地带 , 北坡较少 . 其海拔上限不超过 2 08 O m , 下限
在 1 6 5O m 左右 , 总跨度约在4 0O m 以内 , 是垂直
分布幅度较窄的群落 `4 1.
为比较系统地了解该植物种群 的特性 , 从而
为有效地抢救和保护这一珍稀物种资源提供基
本科学依据 , 陈军等曾对该植物种群在梵净山的
生存现状及其群落生境特征进行 了初步调研 , 并
对不同海拔的尖叶拟船叶辞 的叶片形态进行 了
研究 , 结果表明叶片形态存在较大变异 15 ; 李佑极
等认为温度的适应范 围过小可能是尖 叶拟船叶
醉濒危的主要原因之一 16卜刘世彪等发现光照和
温度对尖叶拟船叶醉抱子萌发及原丝体发育影
响有决定性作用 17 .
一个物种的长期生存 , ` 有赖于其居群内和居
群间足够的遗传变异 , 以此适应不断变化的生境
条件 . 了解珍稀濒危植物的居群遗传特征及现存
状况 , 对于确立保护单元 、 制定合理的保护策略
是十分重要的 18] . 本文采用同工酶技术初步分析
了尖叶拟船叶醉的过氧化物同工酶的异同 , 以期
为尖叶拟船叶醉的保护提供生化水平的依据 .
1 材料与方法
1
.
1 材料采集
2 0 0 5 年 7 月于贵州梵净山和安徽黄山共采
集了 7个居群 (见表 l) 的尖叶拟船叶鲜 . 采回后
在培养箱中培养 . 待材料恢复生长后 , 选取长势
良好的醉丛 , 剪下细嫩部分用于酶液提取 .
1
.
2 方法
1
.
2
.
1 酶液的提取
称取 1 9 嫩枝条于预冷的研钵中 , 加 3 m l 的
样品提取液及少量石英砂 , 研磨成匀浆 , 在 10 0 0
r/ m in 下离心 2 0 而 n . 上清液置冰箱中备用 .
1
.
2
.
2 电泳
采用垂直 板式 电泳槽 . 分离胶浓度为 7% ,
浓缩胶浓度为 3% , 电极缓 冲液为 irT s 一 甘氨酸 、
p H 为 8 . 3 . 加人 20 闪样品液后 , 在常温下 20 m A
稳流到总电压 2 4 0 V 左右 , 移至 4 ℃稳压电泳 , 直
到澳酚兰到距离底部 1 c m 处 .
1
.
2
.
3 染 色
过氧化物酶同工酶采用联苯胺法 . 凝胶染色
后照相记录谱带 , 计算相对迁移率 ( fR ) .
1
.
3 酶谱的判读和数据分析
酶谱的位点和等位基因的确定参照王中仁的
方法 9[] . 酶谱距离 = 两分类群不相同酶带数 /两
分类群酶带总数 [` 0] .
2 结果与分析
2
.
1 尖叶拟船叶醉 7 个居群的过氧化物同工酶
酶谱分析
尖叶拟船叶辞 7个居群的过氧化物同工酶电
泳结果见图 1 . 因为醉的植株是单倍体 , 根据酶是
基因的产物及酶谱与基因相对照原理 , 将所得 7
个居群的酶带确定为 13 个等位基因位点 l ’ 01 . 各
居群的酶谱带和等位基因位点分析结果见表 .2
从过氧化物酶的同工酶谱带图可以得出尖叶拟船
叶醉 7 个居群的过氧化物同工酶谱带在数量及分
布上的概况 (表 3 ) . 从这些酶谱带的分布情况来
表 l
T a b le 1 D is itr b u对o n
材料采集地
of D
o价hom 洲op s众
居群编号 采集地 海拔高度 / m
贵州梵净山
贵州梵净山
贵州梵净山
贵州梵净山
贵州梵净山
贵州梵净山
安徽黄山
1 9 97
2 0 10
2 0 10
1 906
1 7 6()
1 704
1 585
8 0生 命 科 学 研 究 2 005年
看 , 在不同的居群中酶谱带分布的数量存在着一
定的差异 . 尖叶拟船叶醉 7 个居群的过氧化物同
工酶按酶谱带数量的多少排列顺次为 : 1号 ( 12
条 ) 、 7 号 ( 9 条 ) 、 2 号 ( 8 条 ) 、 6 号 ( 6 条 ) 、 3 号和 5
号 ( 5 条 ) 、 4 号 ( 6 条 ) . 从 图谱来看 , 尖叶拟船叶醉
存在哑等位基因现象 , 有两个稀有基因 , 分别是黄
山居群的 P o d 一 1 和 1 号的 oP d 一 .5
表 2 尖叶拟船叶醉 7 个居群的过权化物酶同工酶谱带数及等位基因位点数
参数指标 居群 合计
Q飞ú4盛.1酶谱带数
等位基 因位点数
单态位点数
多态位点数
根据过氧化物同工酶谱带的分布特点 , 可以
将同工酶的分布归结为 3 种类型 . 其中 , 类型 I是
7 个居群 中普遍存在的谱带类型 , 这一类型的酶
谱带有 3 条 , 占总谱带数的 6 . 12 % , 这 3 条谱带
虽然有 1条在黄山居群中没有表现 , 但这 3 条谱
带均较明显 、清晰 , 染色较深 , 酶活性强 , 可以判断
其为尖叶拟船叶醉的共有特征谱带 , 这表明不同
产地的尖叶拟船叶醉保持着一定 的遗传一致性 ;
类型 1为在 2 一 6 个居群 内有分布 , 而其余 1 一 5
个居群没有分布的酶谱带类型 , 共有 30 条 , 占总
谱带数的 61 . 2% ; 类型 uI 为某居群所特有的谱带
类型 , 共有 4 条 , 占总谱带数的 8 . 16 % , 其 中 1号
居群表现最为突出 , 共有 3条特有谱带 , 黄山居群
即 7 号有 1条特有谱带 . 由此可见 , 由于居群间
的生殖隔离 , 限制了居群间个体的相互基因交流 ,
在系统演化 中那些适应了新的环境的遗传变异得
以保存下来 , 致使居群间在酶谱上愈来愈发生分
化 , 形成了较高水平居群的特有谱带 .
T日b lc 3
表 3 过权化物同工醉在尖叶拟船叶辞 7 个居群中的分布概况
N u m b e sr of P O D i歇姆山万m o b a n ds 山s tr 比 u U o n in 7 n a t u ” 目 op ulP 比osn of 石叻价彻侧沉如`七 id v `招伽丽钻
谱带 居群
( R
,
) 1 2 3 4 5 6 7
+十
+十+十
++十
+ù+
++十+十++十
+十+0 . 05 3 3
0
.
0 80 0
0
.
10 6 7
0
.
18 6 7
0
.
2 5 3 3
0
.
30 6 7
0
.
37 3 3
0
.
5 0 6 7
0
.
533 3
0
.
5 73 3
0
. 肠 6 7
0
.
73 3 3
0
.
86 6 7 十 一 一 _ _ _ _一- -一-一一 ~ - .一-一- -一- -- 一2 . 2 酶谱距离分析由于酶是基因的产物 , 并且酶谱带与基因相对应 , 即植物的表型同谱酶带有着密切的关系 , 分析酶谱距离的远近 , 可以判断各居群之间亲缘关系的远近 `川 . 尖叶拟船叶鲜 7 个居群过氧化物同
工酶酶谱距离分析结果见表 4 . 从表 4可以看出 , l
号居群与其他各居群 的酶谱距离都 比较大 , 与最
接近的 2号居群 , 其酶谱距离也在 0 . 2 0 0 , 说明 1号
与其他居群亲缘关系比较远 , 其中 3号和 5号 、 4号
和 6号的酶谱距离为 0 , 说明它们的谱型一致 , 亲缘
关系很近 , 显示它们具有较强的同源性 . 7 号即黄
山居群与其他各居群的酶谱距离也比较大 , 其酶
谱距离与 2 号最为接近 , 为 0 . 17 6 , 然而二者之间
是否存在有亲缘关系还有待进一步研究 .
第 4 期 李朝 阳等 :濒危植物尖叶拟船叶鲜 的过氧化物同工酶分析
尖叶拟船叶辞 7 个居群 P O D 同工酶的酶谱距离
Ts b le 4
表 4
D is加 nC e o f P O D iso e n z ye ms b adn s i n 7 an t u r a P lo P u lad o sn of
居群编号
刀口左动o m洲OP s is di v e 招伽朋臼
5 6 7
0
.
00
0
.
23 1
0
.
16 7
0
.
2 3 1
0
.
16 7
0
.
1 7 6 0
.
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3 讨论
虽然大量物种等位酶研究的总结表明 , 特有
种或狭窄分布种的遗传多样性水平较低 , 但近年
来不少研究发现有些特有或濒危物种 的遗传多样
性仍具有较高的遗传多样性 ’` 2〕 . 关于遗传多样性
在物种生存中的作用 , 一些学者认为对物种的生
存和发展起决定性的作用 `” ’ , 另一些学者则认为
生态学因素 (如生境的破坏和环境的变迁等 )是物
种濒危和灭绝的直接原因 `’ 略, . 就苔鲜植物来说 ,
有研究认为苔鲜植物的遗传多样性受环境的影响
较大 , 如有遮盖物保护的 、 生长茂盛的拟三列真鲜
( 刀。 廿川甲3 e 之以o t向uet ur m) 具有较高水平的遗传变
异能力 , 而分布稀疏不被保护的拟三列真鲜遗传
变异水平较低 l ` , 1.
本实验通过对 PO D 同工酶的分析表明 , 尖叶
拟船叶鲜 7 个居群均有各 自的 oP D 酶谱特征 , 在
酶带数 、 着色深浅上既有共同的特征 , 也有明显的
差异 . 各居群共有的主酶带 , 显示出尖叶拟船叶
鲜在长期进化过程中具有较强的遗传稳定性 , 而
各居群因小生境的不同形成了各异的生理特征 ,
这种差异在 P OD 同工酶酶谱上也得到了反映 .
苔醉植物因为其生活史过程中受精离不开水 , 所
以对生存环境有着较强的依赖性 . 从取样环境来
看 , 大多是背阴 、 湿度很大 、 附生于树干的基部 . 2
号居群和黄山居群的生活环境相似 , 都是向阳面 ,
光线较充足 , 环境较干燥 , 在 PO D 同工酶酶谱中 ,
它们的酶谱距离最为接近 , 可能暗示着尖叶拟船
叶鲜在长期进化过程中存在着趋同进化 . 虽然单
独分析某一个酶系的某一条带的有无或谱带染色
深浅来比较和鉴定居群间酶谱差异 尚有一定的局
限性 , 但至少在一定程度上反映了各居群 间表现
型的差异 . 同时 , 从黄山居群与其它居群的酶谱距
离来看 , 也可以说明光照和水分对尖叶拟船叶鲜
生长的决定作用 . 此外 , 从 P O D 酶酶谱来看 , 尖叶
拟船叶鲜 中哑等位基因比较多 , 如在梵净山各居
群 中都存在的 oP d 一 6 , 在黄山居群中表达很少或几
乎不表达 , 而 oP d一 12 在黄山居群和 1 号 2 号居群
中都有表达 , 但在其他居群中却没有表达 , 说明尖
叶拟船叶醉具有较丰富的遗传多样性 . 本实验结
果支持上述苔薛植物的遗传多样性受环境因素影
响较大的观点 .
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