全 文 ：植物生理学通讯 第 4 4 卷 第 1 期 , 2 00 8 年 2 月
种子蛋白质超薄等电聚焦电泳鉴定杂交水稻种子纯度的准确性初探
严敏’,4 ‘ , 赵婷 2 ,4 , 彭元成 3,4 , 姜德锋 ’
, 青岛农业大学植物科技学院 , 山东青岛26 6 109 : z 新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究所 , 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 9 ;
, 曲阜师范大学生命科学学院 , 山东曲阜 2 7 3 16 5 ; 4 华南农业大学生命科学学院 , 广州 5 10 6 4 2
P r elim in a ry Stu d y o n Id e n tifi c a tio n S eed Pu r itie s o f H yb r id R ic e (口尽za sPP . )
F l b y U ltr a th in
·
Ia y e r Is o ele c tri c Fo c u sin g o f See d P r o tein (U T L IE F)
狄N M in l·4 , ’, z H A o 肠n g Z , 4 , PE N G 物a n 一c h e n g 3, 4 , JIA N o D e 一Fe n g l
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S叩e rv is io n a n d ln 明e e tio n of Xi nj ia n g Mu n ieiPa lity , 口月砚m 叮1 83 00 09, Ch in a ,. “Co lle g e of L旅 Sc ie n c es , Q咖 No rm a lUn iv e rs i妙,
Q咖, Sh a n do n g Z刀I盯 , Ch in a ; 甲Co lle g e of Llfe Sc ie n ce s , S o u th Ch in a A g r ic u ltu ra l Un iv e rs i妙, G u a n g zh o u 万1 0“2 , Ch in a
提要 : 分别用超薄等电聚焦电泳技术和田 间小 区种植技术鉴定杂交水稻 64 sx EP4 3 1 F 、种子纯度和比较两者吻合程度的
结果表明 : 这两种方法鉴定的纯度完全吻合。 显示超薄等电聚焦电泳技术可用于鉴定杂交水稻种子纯度 。
关键词 : 超薄等电聚焦电泳 ; 准确性 ; 杂交水稻 ; 种子纯度鉴定
杂交水稻种子的纯度一直困扰着我国水稻种
子生产 , 特别是在 自然环境条件下 , 两系杂交水
稻由于光温敏不育系易受光温等条件的影响 , 制
种期间若出现异常低温可能会引起育性波动导致不
育系部分自交结实 , 种子纯度降低 , 给两系杂交
水稻大面积生产带来风险(陈小荣等 2 0 0 2) 。 所以
杂交水稻品种纯度的鉴定一直备受人们关注 , 从
简单的形态学鉴定到复杂的分子生物学鉴定 , 每
一种方法均在不 同的水稻品种中找到应用范围 。
种子蛋白质的超薄等电聚焦电泳技术(u ltr a thin 一lay er
iso e le e tri c fo e u sin g o f se e d p r o te in
,
U TL IE F)是 由
R ad ol a (19 80 )发展起来并一再改进的一种非常实用
的电泳技术 。 此法用于检验种子纯度和品种真实
性时 , 具有简便 、 快速 、 准确 、 经济的特点 ,
已在水稻品种鉴定中取得了较好的结果(王晓峰等
2 0 0 0 ; 王晓峰和赵婷 2 0 0 0 ; W a n g 等 2 0 0 1 ; 严
敏和王晓峰 2 0 0 3 ; Z h a o 等 2 0 0 5 ; Y a n 等 20 0 6) 。
但以前评价其鉴定结果的准确性时 , 都是从同一
样品中分取 2 份试品 , 分别用电泳方法和大田种
植鉴定方法鉴定纯度 , 然后 比较二者的吻合程
度 , 吻合程度高则准确性高 , 否则准确性就低(胡
听等 2 0 0 1 ; 胡群宝等 2 0 0 4) 。 这种验证方法所用
的 2 份试样虽然是随机取得 , 从统计学来说 , 二
者的纯度一样 , 但实际上二者的纯度或多或少地
还是有差别的 。 这样 , 在比较电泳鉴定和大田种
植鉴定结果之间的吻合度时 , 样品本身之间在纯
度上的差别就会干扰比较结果 , 因而不 同实验室
甚至同一实验室的不 同重复之间的鉴定结果经常出
现较大的差别 。 为了消除电泳鉴定和大田鉴定样
品之间在纯度上的差异 , 我们将水稻种子横切为
卜1 的两半 , 无胚半粒用于实验室的快速鉴定 , 有
胚半粒则用于 田间种植 , 由于相对应的两个半粒
种子在纯度上完全一致 , 这样就可消除两种方法
样品之间在纯度上的差别 , 从而便可更正确地评
价电泳技术鉴定结果的准确性 。 迄今 , 这方面的
研究还未见报道 。
材料与方法
1 实验材料
两系杂交水稻旧弓, sP .)组合(翻S x E p4 3 1) 的父
本 、 母本和 F l种子 , 由华南农业大学农学院提供 。
2 方法
从 F I种子中随机数取 3 份样品 , 每份 2 0 0 粒
净种子 [农作物种子检验规程(G B /T 3 5 4 3 一 1 9 9 5 )] 。
收稿 2 0 0 7 一 1 0 一 1 7 修定 2 0 0 7 一 1 1一 2 6
资助 广东省自然科学基金 (0 0 0 5 9 0 )、 广东省教育厅 自然科
学基金 (2 0 0 0 6 8 )和青岛农业大学人才基金 (6 3 0 7 2 3 ) 。
E
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:
y a n m in 7 5 @ 1 6 3
.
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0 5 3 2
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8 8 0 3 0 3 4 2
植物生理学通讯 第科卷 第 1 期 , 20 0 8 年 2 月
一份样品用于 田间小区种植鉴定纯度 。 一份样品
用超薄等电聚焦电泳鉴定纯度 。 另一份逐粒用经
1% (Wl 妈次氯酸钠消毒的刀片从中间横切为无胚
半粒和有胚半粒 , 将 2 个半粒编上同样的号码 。
有胚的半粒在实验室内发芽后 , 将幼苗移植到田
间进行大田种植鉴定 ; 而不带胚的半粒用于提取蛋
白质 , 进行超薄等电聚焦电泳 。 比较实验室鉴定
和大田种植鉴定结果的一致性 。 具体操作如下 。
(l) 大田种植鉴定 : 将在实验室中萌发好的幼
苗移植 , 全粒种子萌发的随机栽插 , 而有胚半粒
种子萌发的幼苗按编号单本栽插 。 开花期和成熟
期进行农艺性状鉴定 。
(2 )种子蛋白质超薄等电聚焦电泳 : 提取种子
蛋 白质 , 取上述种子用单粒种子粉碎器逐粒粉
碎 , 全粒种子和半粒种子分别加入 12 0 和 6 0 林L
30 % (Vl 均的 2 一 氯乙醇蛋白质提取液 , 于常温下
提取 l h 后 , 以 4 00 o x g 离心 5 m in 。 取 2 0 林L 上
清液用于电泳点样 。 电泳按 w an g 等(2 0 1)的方法
进行 。 所加两性电解质(se r v a lyt)为 p H S一8 。
结果与讨论
1 种子蛋白质超薄等电聚焦电泳的鉴定
用电泳技术判定 F I种子是否为真正的杂交种
子 , 主要是看它是否同时具有父 、 母本的特征蛋
白质带 , 如有 , 则为真实的杂交种子 ; 若只具
有母本特征带而无父本特征带 , 则为 “ 假杂
种 ” ; 若既无父本特征带又无母本特征带 , 则为
品种混杂。 我们曾在该组合中找到 2 条父本特征
带 , 此种半粒种子拥有与全粒种子相同的父本特
征带(Z hao 等 20 5)。 组合培矮 64 S x EP4 3 1 FI 无胚
半粒种子的蛋白质电泳的部分图谱(图 l) 表明 , 第
2
、
7
、
8
、
1 5
、
1 6
、
2 1
、
2 8 粒种子没有父本
特征蛋白质带 , 为母本自花授粉种子 ; 第 5 、 13
粒种子的带型与其它种子明显不同 , 为其它品种
种 子 。
2 大田种植鉴定
大田鉴定结果表明 , 第 2 、 7 、 8 、 15 、 16 、
2 1
、
2 8 粒种子为母本自花授粉种子 , 第 5 、 13
粒种子为其它品种种子 。 这与电泳结果吻合(表
l)
。 从表 1 可以看出 , 3 份样品鉴定出来的纯度
存在差异 , 但不显著 , 说明他们之间的差异主要
是由取样造成的 。
总之 , 从传统上讲 , 验证某一种子纯度的室
内鉴定方法是否可靠 , 一般采用全粒种子进行 ,
即从同一种子批中随机扦取 2 份样品 , 一份用作
实验室鉴定 , 一份用作大田鉴定 , 然后比较两者
图 1 杂交水稻组合培矮64 s x EP4 3 1 F ; 无胚半粒种子的蛋白质超薄等电聚焦电泳图谱
M M B I
、
M M B Z : 父本特征带 1 、 2 : ▲ : 母本 自茬授粉或其他品种种 子 。
表 1 杂交水稻组合培矮 64 sx EP4 3 l F: 种子超薄等电聚焦电泳和田间小区种植鉴定的比较
超薄等电聚焦电泳 田间小区种植
半粒种子
全粒种子
种子纯度为 9 5 . 5 % , 其中第 2 、 7 、 8 、 1 5
1 6
、
2 1
、
2 8 粒种子为母本自花授粉种子 ,
第 5 、 1 3 粒种子为其它 品种种子 。
种子纯度为 9 7 . 0 %
种子纯度为 9 5 . 5 % , 其 中第 2 、 7 、 8 、 1 5
1 6
、
2 1
、
2 8 粒种子为母本自花授粉种子 ,
第 5 、 1 3 粒种子为其它品种种子 。
种子纯度为 9 6 . 0 %
植物生理学通讯 第 44 卷 第 1 期 , 20 0 8 年 2 月 14 3
的吻合程度 。 正如在前言中所提到的 , 2 份样品
本身由于在种子纯度上存在或多或少的差异 , 因
此经常会影响到鉴定结果准确性的评价 。 从本文
结果来看 , 将种子横切为两半 , 无胚半粒用于电
泳鉴定 , 而有胚半粒用于田间小区种植鉴定就可
避免上述问题 。 由于有胚半粒和无胚半粒不仅在
总的纯度上是一致的 , 而且可以相应编号的样
品 , 其鉴定结果也是一致的 , 因而评价结果似乎
更正确一些 。
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