全 文 ：此文于 1998 年 7 月 3 日收到。
卫星搭载的甜椒 8722 过氧化物同
工酶检测和 RAPD 分子检测初报
刘　敏　李金国　王亚林　张　赞
薛　淮　张纯花　李社荣
(中国科学院遗传所　北京　100101)
郝连元　李广元
(中国空间技术研究院　北京　100083)
对卫星搭载后育成的甜椒 8722 与地面对照龙椒 2 号进行了过氧化物同工酶检测
和 RAPD 分子检测 ,过氧化物同工酶检测的结果表明 :太空椒 8722 的生理活性明显高
于地面对照 ;利用随机引物扩增多态 DNA 技术 (Randomly Amplified Polymorphic DNA)
检测基因序列多态性 ,从分子水平上找出卫星搭载的甜椒与地面对照品种间的差异 ,结
果显示 :有 38 个引物得到扩增产物 ,其中有 4 个产物的扩增物出现差异。
关键词 :卫星搭载 　甜椒 　同工酶 　RAPD
自 1987 年以来 ,航天育种已成为我国一项新兴的农业育种技术 ,通过返回式卫星将农作
物种子带到 200～400km 的太空中 ,再返回地面选育试种 ,这是航天技术与农业育种技术相结
合的产物。
由于空间环境中宇宙射线、高真空、微重力等综合因素[1 ] ,使种子出现了某些地球上不能
获得的且有利于人类需要的变异。
太空甜椒 8722 品种 ,是中国科学院遗传研究所与黑龙江农业科学院合作选育的高产优质
蔬菜新品种 ,它的原种是龙椒 2 号。1987 年种子经卫星搭载后又经地面多代选育 ,获得了太
空椒 8722 新品系。太空椒 8722 与地面对照龙椒 2 号相比 ,表现出果型大、Vc 含量高、早熟、抗
病虫害及风味佳等优良特性。太空椒 8722 平均单果重 300g 左右 ,最大可达 500g 以上 ,产量
比对照龙椒 2 号高 20 %～30 %。经过多年大面积栽培 ,高产优质等优良特性保持稳定。
为了进一步证实太空椒 8722 与地面对照龙椒 2 号在生理上以及遗传性状上存在的变异 ,
我们采用同工酶和 RAPD 分子标记技术[2 ]对其进行了检测 ,获得了电泳照片及分子标记图
片 ,从遗传学角度检测出太空椒与地面对照之间生理水平及分子生物学水平方面的差异 ,从理
论上进一步证实了太空育种确实是一条农业育种的新途径。
1 　材料与方法
111 　实验材料
192　核 农 学 报　1999 ,13 (5) :291～294Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
田间生长的太空椒 8722 幼苗第 5 片叶 ,对照为同样生长条件下的龙椒 2 号幼苗第 5 片叶。
112 　过氧化物酶同工酶检测[ 3]
11211 　样品制备 　取 015g 材料 ,在冰浴条件下用柠檬酸缓冲液进行匀浆研磨 ,4000rpm 离心
3～5min 后取上清液 ,测定其紫外吸收光值 ,计算出总蛋白含量 ,置低温冰箱保存。
11212 　聚丙烯酰胺凝胶制备 　实验采用常规 7 %分离胶和 4 %浓缩胶。
11213 　电泳 　稳定电压为 10～15V/ cm ,于 4 ℃下进行。
11214 　染色 　醋酸联苯胺过氧化物酶染色液 (醋酸联苯胺 1g + 冰醋酸 9mL + H2O 40mL +
3 %H2O2 50mL)约 15s 后染出蓝色酶带。
113 　RAPD 分子标记检测
11311 　DNA 提取与纯化 　参照 K1E1 Yu 等的方法[5 ] ,将 400mg 甜椒幼嫩叶片剪碎置于
115mL 十字匀浆器中 ,加 600μL DNA 提取液并研磨。研浆加入 600μL 氯仿2异戊醇 (24∶1) 充
分混匀 ,12000rpm/ min 下离心 3min ,取水相 ,重复抽提 1 次。水相加入 2 倍体积无水乙醇 ,离
心去上清液 ,用 70 %乙醇冲洗沉淀 ,吹干后溶于 200μL TE(p H810) ,取 5μL 在 018 %。琼脂糖
凝胶上电泳 ,与入 DNA 比较定量。
11312 　DNA 扩增反应 　25μL 扩增体系 , 100mmol/ L Tris2HCl (p H813) , 50mmol/ L KCl ,
15mmol/ L MgCl , dN TP 200nM , 100ng 引物 ,50～100ng 模板 DNA ,110 单位 Taq 酶。
反应程序 : 94 ℃模板预变性 1min ,95 ℃变性 15s、36 ℃复性 45s ,72 ℃延伸 2min、循环 45
周 ;最后 1 次延伸温度 72 ℃,5min。
2 　结果与讨论
211 　过氧化物酶的变化
图版 Ⅰ　太空椒及地面对照的
过氧化物同工酶活性
Plate Ⅰ　Peroxidase isoenzyme activities of
space2flown pepper and its ground control
第 1～4 带为太空椒 8722 ,第 5～8 带为地面对照
1～4 :Space2flown sweet pepper ,5～8 : Ground control从图版 Ⅰ可看出 ,太空椒 8722 的酶带粗而清晰 ,颜色很深 ,而相比之下龙椒 2 号的酶带条带细 ,颜色浅。上述过氧化物酶检测进行过 6 次重复试验 ,6 次结果基本相似。212 　RAPD 分子检测结果21211 　实验结果表明 ,在使用的 42 个随机引物中 ,有 38 个引物得到了扩增产物 ,其中有 33个引物在两组中都扩增出了相同的产物 ,表明两组材料在遗传上极其一致 ,其大小介于 500～2000bp ,尤以 800bp 左右的片断较多。21212 　扩增产物的特异性 　在 38 个得到扩增产物的引物中 ,有 4 个引物的扩增物在两组材料上出现了差异 ,这 4 个引物为 D10、D15、D18、D17。D10 碱基序列为 : GGTCTACACC ;
D15 碱基序列为 : CA TCCGTGCT ;D17 碱基序
列 为 : TTTCCCACGG; D18 碱 基 序 列 为 :
292 核　农　学　报 13 卷
GA GA GCCAAC。
由图版 Ⅱ可看出 1、2 比 3、4 多 1 条带 ,5、6 比 7、8 多 1 条带。
3 　讨 　论
图版 Ⅱ　RAPD 检测在分子水平上显示空间椒与
对照之间的基因序列上的多态性
Plate Ⅱ　RAPD analysis of the polymorphism
of gene sequence and the difference
in molecular level between the
space2flown pepper and the ground
control
1～4 是引物 D10 扩增产物 ;5～8 是引物 D15 扩增产物 ;
1、2、5、6 为太空椒 8722 ; 3、4、7、8 为龙椒 2 号 ;
1～4 :Amplified products of primer D10 ;
5～8 :Amplified products of primer D15 ;
1 ,2 ,5 ,7 :Space2flown pepper 8722 ;3 ,4 ,7 ,8 :Longjiao22
　　11 酶系和代谢调控等研究表明 ,一个
酶分子的结构不但决定它的活性部位 ,而
且也必然反映酶在生物体内错综复杂的代
谢体系中所处的特定位置 ,以及它们与各
自环境中的大、小分子间的关系[3 ] 。植物
同工酶的分析可应用于遗传分析中 ,由于
遗传物质发生了微小的改变 ,那么它的同
工酶谱就会有相应的改变 ,如酶活性的改
变、代谢关系的改变以及大、小分子间关系
的改变。在太空椒 8722 与龙椒 2 号的过
氧化物同工酶分析中 ,太空椒 8722 的酶带
与对照相比有明显的加粗现象 ,从而说明
太空椒 8722 酶在活性上及代谢关系上都
发生了变化 ,进而从遗传学分析的角度来
看 ,太空椒 8722 的遗传性状有了明显的改
变。
21RAPD 分子标记反映的是基因组的
多态性 ,从照片上看出太空椒 8722 比对照
龙椒 2 号多出 1 条带 ,表明太空椒 8722 的
遗传物质 DNA 发生了变化 ,这与太空椒
的产量高、抗逆性强、果型大的变化是相一
致的。
参 考 文 献
1 　蒋兴村 ,等 1“8885”返地卫星搭载对水稻种子遗传性的影响 1 科学通报 ,1991 ,36 (23) :1820～1824
2 　梁红健 ,刘敏 ,等 1 中国部分兰花品种 RAPD 分析 1 园艺学报 ,1996 ,4 (23) :365～370
3 　张自立 ,俞新大 1 植物细胞和体细胞遗传学技术原理 1 北京 :科学出版社 ,1990. 391～394
4 　韩冬 ,李金国 ,等. 利用 RAPD 分子标记检测空间飞行诱导的番茄 DNA 突变. 航天医学与医学工程 ,1996 ,9 (6) :412～
416
5 　Kangtu Yu , Pauls K P. Rapid estimation of genetic relatedness avuorng heterogeneous populations of alfalta by random ampli2
fication of bulred genmic DNA samples. Theor Appl Genet , 1993 ,86 :788～794
392　5 期 卫星搭载的甜椒 8722 过氧化物同工酶检测和 RAPD 分子检测初报
PREL IMINARY STUDY ON PEROXIDASE ISOENZYME DETECTION AND
RAPD MOL ECULAR VERIFICATION FOR SWEET PEPPER 8722 CARRIED
BY A RECOVERABL E SATELL ITE
Liu Min 　Li Jinguo 　Wang Yalin 　Zhang Zan 　Xue Huai 　Zhang Chunhua 　Li Sherong
( Instit ute of Genetics , Academic Sinica , Beiji ng , 100101)
Hao Lianyuan 　Li Guangyuan
( Instit ute of S pace Technology , Beiji ng , 100083)
ABSTRACT
The detection technology of peroxidase isoenzyme pattern and RAPD( Randomly Amplif ied
Polymorphic D NA) analysis were used to space2flown sweet pepper variety of 8722 carried by a
recoverable satell ite , and its correspondent ground control Longjiao22. Determination of pero2
xidase isoenzyme revealed that the physiological activities of space2flown sweet pepper were sig2
nif icantly higher than those of its ground control . To detect the polymorphism of gene sequence
and the difference in molecular level , 42 primers were used , among them , 38 primers amplif ied
polymorphic products , and the amplif ied products from 5 primers of sweet peper 8722 differed
from those of ground control .
Key words :Sweet pepper , carried by satellite , isoenzyme , RAPD.
492 Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
1999 ,13 (5) :291～294