全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 052340203
种子蛋白质电泳在陆地型长绒棉种
质鉴定中的应用
高国强　吕铁信　苏学合　刘孝永　吴德芳　朱斗北
(山东省农业科学院原子能农业应用研究所 , 山东 济南　250100)
摘 　要 :采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶法 ,进行单粒种子醇溶蛋白质电泳分析 ,参试材料有陆地
型长绒新种质 98301 系、4 个海岛棉品种和 8 个陆地棉品种。98301 和中棉所 12 号、石远 321
在试验中 ,同一品种 (系)内的不同种子之间的蛋白谱带基本一致。对分别取样于山东省 7 个
不同地区试验点的 98301 种子谱带进行比较 ,没有发现差异。胶板上陆地棉品种均具有 3 条
与海岛棉相区分的带 ,同样各海岛棉品种也共同具有 3 条特征带。98301 显出 3 条陆地棉特有
带 ,证明其谱带主要倾向于陆地棉 ;同时也稳定地出现 1 条海岛棉的特有带 ,表现出其属于海
陆杂交种的遗传特性。98301 分离出一条独有带 (“1”带) ,凭借此带和另一条带 (“10”带) 可较
容易地和其它陆地棉品种相区分。
关键词 :棉花 ;蛋白质 ;电泳
SEED PROTEIN ELECTROPHORESIS FOR IDENTIFICATION OF FINE FIBRE COTTON LINE
IN Gossypium hirsutum L.
GAO Guo2qiang 　LU¨ Tie2xin 　SU Xue2he 　LIU Xiao2yong 　WU De2fang 　ZHU Dou2bei
( Institute for Application of Atomic Energy , Shandong Academy of Agricultural Sciences , Jinan , Shandong , 　250100)
Abstract : Gel electrophoresis was conducted to test seed ethanol resolvable protein in cotton. 13 lines were used ,
including a fine fibre cotton line (98301) in G. hirsutum L. , 4 varieties in G. barbadense L. and 8 varieties in
G. hirsutum L. . In results of the 98301 line , Zhongmiansuo 12 and Shiyuan 321 , no different protein
electrophoresis band pattern was shown among different seeds belong to the same variety , respectively. In
comparison among the 98301 seeds sampled from seven different growth sets in Shandong province , their protein
band patterns were the same. On the gel plate , three special bands were distinctive to all the varieties in G.
hirsutum L. and other three special bands were distinctive to all the varieties in G. barbadense L. . The three
characteristic bands of G. hirsutum L. appeared in the protein band pattern of the 98301 line. It showed that the
seed protein composition of the line was inclined to G. hirsutum L. mainly. And , a characteristic band of G.
barbadense L. in the band pattern of the 98301 line proved that the fine fibre cotton line derived from a hybrid
between G. barbadense and G. hirsutum L. . The 98301 line was easily distinguished from other varieties in G.
hirsutum L. by its distinctive band , i . e. band No. 1 , and another island cotton band , i . e. band No. 10.
Key words :cotton ; protein ; electrophoresis
收稿日期 :2002208205
作者简介 :高国强 (1960～) ,男 ,副研究员 ,主要从事棉花远缘杂交材料及创造长绒棉新种质研究。
经60 Coγ射线辐射诱变棉花海陆杂交种 ,创造出具有海岛棉纤维品质特点的陆地棉类型长绒新种
质[1 ] 。因棉花为常异花作物 ,加上此类材料的种子形态特征与陆地棉品种无异 ,致使其优良性状的保持
043　 核 农 学 报　2003 ,17 (5) :340～342Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
表 1 　供试材料
Table 1 　The lines tested
材料
line
编号
No.
材料类型
type
98301
　
　
1
陆地型长绒新种质
Fine fibre cotton line
in G. hirsutum
江西 7124
Jiangxi 7124
2
海岛棉类型
G. barbadense
吉扎 69
Giza 69 3
海岛棉类型
G. barbadense
阿须莫尼
Ashmouni
4
海岛棉类型
G. barbadense
新海 12 号
Xinhai 12
5
海岛棉类型
G. barbadense
石远 321
Shiyuan 321 6
陆地棉类型
G. hirsutum
中棉所 12 号
Zhongmiansuo 12
7
陆地棉类型
G. hirsutum
中棉所 30 号
Zhongmiansuo 30 8
陆地棉类型
G. hirsutum
中棉所 9418
Zhongmiansuo 9418 9
陆地棉类型
G. hirsutum
鲁棉 11 号
Lumian 11
10
陆地棉类型
G. hirsutum
N890
　 11
陆地棉类型
G. hirsutum
豫 2067
Yu 2067 12
陆地棉类型
G. hirsutum
33B
　 13
陆地棉类型
G. hirsutum
和防止机械混杂较为困难。本文尝试种子醇溶蛋白
质电泳分析用于鉴定陆地型长绒棉新种质 ,以提高
其育种价值 ,并对保持育成品种的高纯度提供技术
支持。
1 　材料与方法
参试材料共 13 个 :陆地型长绒棉新种质 (98301
系) 1 个、海岛棉品种 4 个、陆地棉品种 8 个 (见表
1) 。所有种子经 1998 年田间观察提纯。
电泳方法 :每品种各取干种子 1 粒 ,粉碎后置于
115ml 离心管中 ,加 015ml 提取液 (25 % 22氯乙醇) ,
室温震动提取 16h 以上 ,10000rpm ,离心 10min ,取上
清夜 ,冷冻备用。采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶法 ,
凝胶缓冲系统为 Tris2HCl 缓冲夜 , T = 717 % , C =
216 % ,pH = 818 ,电极缓冲系统为 Tris2甘氨酸 ,pH =
813。溴酚蓝为前沿指示物 ,恒流 50mA ,电泳 4h。胶
剥离后浸入含 011 %考马斯亮蓝 ( G250) 、20 %甲醇
和 7 %醋酸的染色液中过夜 ,换脱色液 (20 %甲醇、
7 %乙酸)直到底板清晰为止。照相并做干胶。
2 　结果与分析
　　胶版上可分离出 20 条谱带 ,为分析方便 ,将其
中 18 条可分析带从慢 ( - ) 到快 ( + ) 编号。电泳中
因溴酚蓝移动很快 ,一般待其跑出凝胶才能保证蛋
白质的分离效果 ,因此迁移率难以测量 ,只能参照主要蛋白带来确定各带相对位置。
由图 121 可见 ,比较 98301、石远 321 和中棉所 12 的蛋白质谱带 ,为检测同一品种内个体间的一致
性 ,每一品种提样时重复 3 次。结果显示品种内不同个体间带完全相同 ,而 3 个品种间存在着较大差
异 ,首先 98301 分离出“1”、“10”、“13”和“16”带 ,石远 321 也有“10”和“16”带 ,却少“13”和“1”带 ,同前两
者相比中棉所 12 缺少上述 4 个带 ,但要多出 1 条强带 (“3”带) 。最有鉴定价值的是慢带区 ,98301 稳定
的显出“2”、“5”、“6”、“7”、“8”5 条强带和“1”1 条中带 ,这 6 条带不受分辨率变化的影响。石远 321 和中
棉所 12 均不具备“1”带 ,且中棉所 12 多出“3”带。
在 98301 与海岛棉品种和陆地棉品种的比较中 (图 122) ,98301 慢带区的“1”、“2”、“5”、“6”、“7”、“8”
6 条强带仍是其主要标志 ,其中“1”带为 98301 特有。陆地棉品种一般表现出“2”、“5”、“6”、“7”和“8”带 ,
其中 3389 和中棉所 12 还是显出“3”带 ,这和 98301 有明显的不同。4 个海岛棉品种的慢区带型均为
“3”、“4”、“6”、“7”和“8”带型。从总体上观察 ,陆地型对照品种趋向显现“2”、“5”、“15”带 ,而“4”、“10”、
“13”带为海岛棉对照品种的特征带。98301 有“2”、“5”、“15”带 , 而缺“4”、“13 ”带 ,表明其谱带特点在很
大程度上倾向于陆地棉类型 ,而同时表现较强的“10”带说明其中蛋白质的构成仍受海岛棉遗传物质的
影响。图 122 中石远 321 也显现出“10”带 ,其原因可能与同为海岛棉远缘杂交育成有关。
为了提高蛋白质分离效果 ,图 123 适当增加了电泳时间 ,使主要带区的带型特点更加清晰。同时也
增加了参试对照品种 ,以检验结果的普遍性和准确性。图中江西 7124 和吉扎 69 的谱带仍具有非常独
特的海岛棉特征 ,98301 凭借“1”和“10”带 ,可容易地和各种陆地棉对照相区分。此外 ,98301 在“4”带位
置 ,还表现出 1 条微弱的带迹。
143　5 期 种子蛋白质电泳在陆地型长绒棉种质鉴定中的应用
1 2 3
图 1 　3 种不同类型棉花品种的电泳谱带
Fig. 1 　Electrophoresis band pattern of three types of cotton lines
　　以检验不同环境下对棉花种子蛋白类型构成的影响为目的 ,分别从山东省 7 个不同地区试验点生
产的 98301 种子中取样 ,其中两个点还包括霜后花种子。结果在同一胶版上 ,9 个样品的带型一致 ,无明
显差别 (图略) 。
3 　讨 　论
国际上 , ISTA1986 已将 SR. Draper 等规范化的大麦、小麦单粒种子醇溶蛋白聚丙烯酰胺凝胶电泳技
术列入国际种子检验规程[2 ] 。国内颜启传等[3 ] 、张翠兰等[4 ] 、王圆荣等[5 ]和孙雁等[6 ] 均成功地将种子蛋
白电泳技术应用于小麦、玉米等作物的品种鉴定和杂交种研究。
陆地型长绒棉新种质是经60 Coγ射线辐射海陆杂交种选育而成 ,既保持了海岛棉的优良纤维品质
特点 ,又在主要农艺、形状和生态适应性上相同于陆地棉品种。在种子醇溶蛋白电泳中 ,其谱带主要表
现出倾向于陆地型的特征 ,而不时出现的少数海岛棉蛋白带又在生化水平上进一步证实了其海陆杂交
种的属性。
同一品种个体间种子醇溶蛋白谱带的一致性为种质和品种鉴定建立了必要的基础。综合观察慢带
区 6 条主带 ,其 98301 特有构型作为生化标记 ,可同参试陆地棉对照品种相区别 ,有效的满足了其真实
性和纯度鉴定的要求。同时不同地区和不同收获期间带型的稳定性 ,说明此技术不但易行、准确、而且
不易受环境气候变化的影响。试验发现适当延长电泳时间 ,可在一定程度上提高鉴定效果。然而 ,试验
中尚不能通过带型将参试对照品种逐一分辨 ,有待进一步深入探讨。
参考文献 :
[ 1 ] 　苏学合 ,高国强 ,时香玉 ,朱斗北. 陆地型长绒棉鲁原 343 系的选育. 核农学报 ,2000 , 14 (3) :180～183
[ 2 ] 　Draper SR. ISTA Variety Committee , Report of the working group for biochemical tests for cultivar identification 1983～1986. Seed Sci Tech.
1987 , 15 : 431～434
[ 3 ] 　颜启传 ,黄亚军 ,徐媛. 试用 ISTA 推荐的种子醇溶蛋白电泳方法鉴定大麦和小麦品种. 作物学报 ,1992 ,18 (1) :61～67
[ 4 ] 　张翠兰 ,吴郁文 ,张炎. 普通小麦×硬粒小麦杂种蛋白质含量及其电泳分析. 作物学报 ,1990 ,16 (1) :65～72
[ 5 ] 　王圆荣 ,苏菊萍 ,杨军 ,姬海利. 玉米种子纯度的电泳鉴定方法研究. 种子科技 ,2000 (6) :351～352
[ 6 ] 　孙雁 ,冯锐 ,段利琴. 杂交玉米及亲本种子碱溶蛋白电泳鉴定. 种子科技. 2000 (5) :17～18
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2003 ,17 (5) :340～342