全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 7期，2009年 7月 681
收稿 2009-03-18 修定 　2009-06-16
资助 甘肃省科技攻关项目(2GS064-A43-019-08)。
* 通讯作者(E-mail: lzjiying2005@163.com; Tel: 0931-
4 9 0 8 7 0 8 )。
苦参和苦豆子的过氧化物酶同工酶谱分析和比较
张新中, 纪瑛 *
甘肃农业职业技术学院, 兰州 730020
提要: 采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析和比较了5个不同产地的苦参和1种苦豆子的过氧化物酶同工酶活性。结果表明:
不同产地苦参品种和苦豆子的过氧化物酶同工酶谱迁移率在0.14~0.28之间, 共6条酶谱带。聚类分析表明, 苦参和苦豆子
的亲缘关系较远, 而不同产地的苦参种质也存在一定的差异, 可分为3类: 甘肃成县栽培的苦参与甘肃岷县栽培的苦参为一
类, 河南卢氏野生苦参单独为一类, 河北承德野生苦参和甘肃成县野生苦参为一类。
关键词: 苦参; 苦豆子; 过氧化物酶同工酶; 聚类分析
Analyses and Comparison on Peroxidase Isoenzymes of Sophora flavescens Ait.
and Sophora alopecuroides L.
ZHANG Xin-Zhong, JI Ying*
Gansu Agriculture Technical and Vocational College, Lanzhou 730020, China
Abstract: Experiments were conducted to analyze the peroxidase isoenzymes of Sophora flavescens and Sophora
alopecuroides. The peroxidase isoenzymes of five sources of S. flavescens and S. alopecuroides were deter-
mined by polyacrylamide gel electrophoresis technique. The results indicated that the electrophoretic mobilities
of the isoenzyme spectra were among 0.14–0.28. There were six peroxidase-active bands observed. According
to cluster analysis on the isoenzyme spectra, S. flavescens showed a distant relationship to S. alopecuroides, and
the germplasms of the five sources of S. flavescens were classified into three groups.
Key words: Sophora flavescens; Sophora alopecuroides; peroxidase isoenzyme; cluster analysis
苦参别名野槐、地槐、山槐子、槐麻、地
骨和好汉枝等, 为豆科槐属亚灌木, 野生苦参分布
于全国各地。其根可入药和杀虫, 茎叶可作农药,
茎皮纤维可作工业原料。近年来, 苦参在药材市场
中需要量很大, 野生苦参供不应求, 很多地方已用
人工栽培以满足需求。以前, 苦参的种质资源一般
根据植物形态学划分, 而从遗传学角度分析(如同工
酶分析和 RAPD分析)的较少。一般来说, 同工酶
谱分析仍然是鉴定植物品种资源的手段之一(杨文
等 1998; 徐秀芳等 2001; 涂炳坤等 2002; 徐根娣等
2002; 区炳庆等 2003)。据此, 本文对不同产地苦
参品种的过氧化物酶同工酶谱进行了分析, 以期为
苦参的育种和分类提供参考。
材料与方法
材料为本校苦参课题组引进的 5个不同产地
的栽培和野生苦参(Sophora flavescens Ait.)以及同
属的另外1个种——苦豆子(Sophora alopecuroides
L.), 编号为: 1 (甘肃成县栽培苦参)、2 (河北承德
野生苦参)、3 (河南卢氏野生苦参)、4 (甘肃榆
中野生苦豆子)、5 (甘肃岷县栽培苦参)和 6 (甘肃
成县野生苦参)。
取各材料的种子, 用浓硫酸拌种处理 40 min,
然后用水冲洗干净, 分别播种于花盆中, 每盆播 20
粒, 于室温(20 ℃)下萌发, 幼苗复叶长出 5个小叶
时, 分别取生长良好的茎, 准确称取 1 g, 置于预冷
的冰浴研钵内, 加入少量的 0.12 mol·L-1、pH为 6.7
的 Tris-HCl缓冲液, 研成匀浆后定容至 5 mL, 然后
全部转入离心管中以 7 040×g离心 20 min, 取 0.5
mL上清液, 加入等体积的样品处理液(5 mL甘油,
0.5 mL 0.1%溴酚蓝, 5 mL 0.49 mol·L-1、pH为 6.7
的 Tris-HCl缓冲液), 混匀后贮存于冰箱中备用。
采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳分离同工
酶, 浓缩胶的浓度T为3.1%, 交联度C为20.0%, pH
为 6.7; 分离胶浓度 T为 7.2%, 交联度 C为 2.6%,
pH为 8.9。过氧化物酶同工酶测定的上样量为每
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孔 20 μL, 酶蛋白浓度分别为: 1号 0.228 mg·mL-1、
2号 0.272 mg·mL-1、3号 0.263 mg·mL-1、4号
0.255 mg·mL-1、5号 0.241 mg·mL-1、6号 0.232
mg·mL-1。在冰箱冷藏室内(1~4 ℃)电泳, 当溴酚蓝
标志到达凝胶前沿时停止电泳。
过氧化物酶同工酶采用联苯胺方法染色。待
过氧化物酶同工酶显现出清晰的酶谱后, 以蒸馏水
冲洗, 测定酶带迁移距离和指示剂迁移距离, 并计
算 R f值。
结果与讨论
1 苦参的过氧化物酶同工酶谱特征分析
由图 1可见, 5种不同产地苦参及苦豆子中共
分离出6条过氧化物酶同工酶带, 酶带依次命名为
A、B、C、D、E、F。酶谱可划分为两大区,
即 I区(Rf=0.14~0.18)和 II区(Rf=0.25~0.28), I区出
现 3条酶带, II区也出现了 3条酶带, 其中酶带 B
(Rf=0.17)为各供试样品所共有, 但在 2号样品中该
酶带颜色较浅, 酶活性较其他样品稍弱。酶带 E
(Rf=0.26)除4号苦豆子中未出现外, 其余均出现, 因
此该酶带可作为鉴别苦参与苦豆子的特征酶带; 将
1、2、3、5、6 号样品的酶带 E 比较, 该酶带
在 1号和 6号样品中酶活性较弱, 尤其在 6号样品
中该酶带颜色较浅。酶带 F (Rf=0.28)只在 2号和
6号样品中出现, 因此该酶带可作为鉴别河北承德
野生苦参、甘肃成县野生苦参与其他苦参的特征
酶带, 但该酶带在 6号样品中酶活性较弱, 酶带颜
色较浅, 而在 2号样品中酶活性较强, 酶带颜色较
深。酶带 C (Rf=0.18)为 3号样品所特有, 因此该
酶带可作为鉴别河南卢氏野生苦参的特征酶带。
酶带A (Rf=0.14)和酶带D (Rf=0.25)为 4号样品所
特有, 因此这两条酶带可作为鉴别苦豆子的特征酶
带。
2 苦参的过氧化物酶同工酶谱的聚类分析
在用酶谱间相似系数的大小表示分类群亲缘
关系的远近中, 亲缘关系越近的种类, 相似系数越
接近于 1, 彼此没有关系的种类之间的相似系数越
接近于 0。酶谱中两两之间的相似系数(C)等于相
互对比的两种酶谱中相同的酶带总数除以两种酶谱
中酶带的总数(刘海学等2001; 区炳庆等2003)。苦
参各样品及苦豆子过氧化物酶同工酶谱的相似系数
见表 1。苦参过氧化物酶同工酶谱的相似系数聚
类分析用类平均距离聚类法(区炳庆等 2003; 涂炳
坤等 2002)进行, 聚类分析树状图见图 2。
表 1 不同来源苦参和苦豆子过氧化物酶
同工酶谱的相似系数(C)
Table 1 The similarity coefficients of the electrophoretic
mobility of peroxidase isoenzyme spectrums of different
sources of S. flavescens and S. alopecuroides
样品 1 2 3 4 5 6
1
2 0.80
3 0.80 0.67
4 0.40 0.33 0.33
5 1.00 0.80 0.80 0.40
6 0.80 1.00 0.67 0.33 0.80
图 1 不同来源苦参和苦豆子中过氧化物酶同工酶谱
Fig.1 The electropherogram of peroxidase isoenzyme
spectrums of different sources of S. flavescens
and S. alopecuroides
1: 甘肃成县栽培苦参; 2: 河北承德野生苦参; 3: 河南卢氏野
生苦参; 4: 甘肃榆中野生苦豆子; 5: 甘肃岷县栽培苦参; 6: 甘肃成
县野生苦参。
由聚类分析可知, 6个不同样品可分为 4类: 1
(甘肃成县栽培苦参)和 5 (甘肃岷县栽培苦参)分为
一类; 2 (河北承德野生苦参)和 6 (甘肃成县野生苦
参)分为一类; 3 (河南卢氏野生苦参)分为一类; 4
(甘肃榆中野生苦豆子)可单独分为一类。此外, 由
图 2和表 1还可看出, 河南卢氏野生苦参与甘肃成
县栽培苦参、甘肃岷县栽培苦参的亲缘关系较近;
河南卢氏野生苦参与河北承德野生苦参、甘肃成
县野生苦参的亲缘关系也较近, 但不及 1、5; 苦
豆子与 1、2、3、5、6 亲缘关系相对较远, 而
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苦豆子与苦参在植物分类学上均属于豆科槐属的不
同种, 所以这与实际情况相符。
总之, 用过氧化物酶同工酶谱变化以及酶谱特
征区分和鉴定不同产地苦参种质间差异和亲缘关系
的准确性较高, 直观、简便, 在实践中可能有一定
的应用价值。
参考文献
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徐根娣, 刘鹏, 钱丽(2002). 毛茛属两种植物的过氧化物酶同工
酶和酯酶同工酶的研究. 浙江师范大学学报(自然科学版), 25
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徐秀芳, 张海洋, 赵永勋, 李秀霞(2001). 5个不同形态类型龙葵
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杨文, 何如洲, 程剑平, 郭荣发, 邝雪梅(1998). 甘蔗过氧化物酶
同工酶分析. 植物学通报, 15 (6): 65~69
图 2 不同来源苦参和苦豆子过氧化物酶
同工酶聚类分析树状图
Fig.2 The cluster analysis dendrogram of the peroxidase
isoenzyme of different sources of S. flavescens
and S. alopecuroides
1: 甘肃成县栽培苦参; 2: 河北承德野生苦参; 3: 河南卢氏野
生苦参; 4: 甘肃榆中野生苦豆子; 5: 甘肃岷县栽培苦参; 6: 甘肃成
县野生苦参。