全 文 ：BU L L E T I NOF B OT A NI C L R E ASE R ACH
第 巧 卷
V OI
.
1 5
第 4期
NO
.
4
1 9 9 5年 10 月
o e t
. ,
19 9 5
应用酷酶同工酶对甘草属长英果
系的不同种亲缘关系的研究
潘鼎元 张煌星 李学禹
A S T U D Y O N R E L A T IO N S H I P O F D I F F E R E N T
S P E C I E S O F G L Y C Y R R H I Z A L G N G I L E G U M A T A
T H R O U G Y E S T E R A S E 一 I S O Z YM E S
P a n D i n g 一 y u a n Z h a n g Y u 一 x i n g L i X u e 一 y u
〔摘 要〕 对甘草属的长英果系 , 采取聚丙稀西幻按翻明交电泳法 , 分析它们的
酣酶同工酶 。 结果表明 : 每个种具有明显的酶谱差异 , 有其特征酶带 ; 从酶谱的相
似度指数来看 , 6 . a6 、 8 、 a8 的相似度指数较高 , 亲缘关系较近 。 而 2 、 4 、
5
、
8b 的相似性度指数较低 , 它们之间的亲缘关系较远 。 经过薄层色谱扫描 , 根
据各酶谱的峰面积的百分率 , 用 系统聚类法 , 最短距离法进才于聚类分析 , 以欧氏距
离 4 . 0 为分类线 , 把甘草属长芙果 系分为二类 , I 类 : l 、 5 、 6 、 6a 、 7 、
8
、
s b ; 11类 : Z a 、 4 、 s a 、 3 、 2 。
关键词 甘草属 ; 醋酶同工酶 ; 亲缘关 系
材料与方法
材料及其形态特征 : 试验材料 8种 及变种 , 计 12 个样品 , 均来源于新疆 。
以上样品形态特征 :
l
、
0
.
s h i h e z i e n s i s : 羽 ) I犬复叶 , 小叶 7一 19 枚 : 花序长于或近相等 , 小花长介于光
果甘草与乌拉甘草之间 ; 小叶基部心形或微心形 ; 英果单向弯曲 , 其长咏 。
2
、
G
.
e u巧 ca r p a : 羽状复叶 , 小叶 5一 7 枚 , 叶缘波状 : 英果宽 , 稍膨胀 , 向腹缝线
弯曲 , Za 产阿克苏 , 16 团上游水库 , 其小叶 5一 7 枚 , 英果不如前者宽 , 且稍弯曲 。
3
、
G
.
al al e ns is : 羽状复叶 , 小叶 7一 1 枚 ; 花序长于叶 , 旗瓣边缘波状 ; 英果稍
本文作者单 位 : 新姗 , 石河子市 , 新蕊 石河子农学院 ( x i nj ia n g S h ih e z i A g r ie u l t u r a l C o l le ge , Sh ih e z i
8320 3 )
.
199 5年 3 月收到本文 。
植 物 研 究 巧卷
胀 , 呈柱状 、 光 、 直 。
4
、
G
.
infl at :a 羽状复叶 , 小叶 3一 7枚 , 叶缘波状 , 花序长于叶 , 英果明显膨胀 ,
宽厚比值为 1 .
5
、
G
.
k or s hi n sk 如: 羽状复叶 , 小叶 7一 13 枚 , 叶缘稍波状 , 先端锐尖或渐尖 ; 花
序 、 果序近等于叶 ; 英果单向半月形弯曲 , 光滑无腺体毛 .
6
、
G
.
ur al e sn :is 羽状复叶 , 小叶 7一 17 枚 , 先端钝尖或园 ; 花序 、 果序紧密呈球
状 , 并绝对短于叶 ; 英果之字折叠多向弯曲 , 并密被腺毛 . 石河子 a6 , 花序与果序不为球
状 , 甚疏散 , 长总状及柱状 , 稍短于叶 .
7
、
G
.
e gl a n dul os :a 羽状复叶 , 小叶 1 一 巧枚 ; 总状花序等于或稍长于叶 ; 小花子
房无腺体 , 翼瓣耳明显内弯 ; 英果 “ S ” 型多向弯曲 , 无腺体毛 。
8
、
G
.
gl
a b ar : 羽状复叶 , 小叶 7一 21 枚 ; 花序长于叶 ; 英果细长 、 光 、 直 . sb 产于
巴楚 , 子房光滑 , 英果镰状或半月型弯曲。 a8 产于玛纳斯 , 子房密被腺体 ; 英果密被具柄
腺体毛 , 直 , 较原变种稍宽 .
二 、 实验方法
对甘草属 (议理盯八iaz ) 长英果系 ( S e r l l , l o ign l即 u m at X . Y . L i ) 的 12 个类群 (见表 l) 进行发芽培养 , 先用浓硫酸浸泡种子 o . hs , 然后用清水冲洗干净 , 把这些种子分别置
于有沪纸的培养皿中 , 加入水 , 于 25 ℃的生长箱中 , 萌发 10 天后 , 取用这些材料的子叶 ,
用聚丙稀酞胺凝胶垂直平极电泳法测定醋酶 ( E S勺 同工酶 , 然后用岛津 C S一 930 型双波
长薄层色谱扫描仪对醋酶同工酶进行扫描 , 波长为 425 nm
.
表 1 甘草属长荚果系不同种的分类系统
名 称 学 名 产 地
1 石河子甘草 G ly e y r r h i : a s h i h e : i e n s i s 石河子
2 黄甘草 G . e u r y e a r P a 焉香塔什店
Za 黄甘草 G . e u r y e a r P a 阿瓦堤
3 阿拉尔甘草 G , a l a l e n s i s 阿拉尔
4 胀果甘草 t G 一 i找fl a r a 阿克苏
5 膜荚甘草 G . k o r s h i n s k y i 库 水勒
5 乌拉甘草 G . u r a l e n s i s 阿勒泰
s a 乌拉甘草 G . u r a l e n s i s 石河子大泉沟
7 无腺毛甘草 G . e g l a n d u l o s a 石河子大泉沟
8 光果甘草 G . g l a b r a 石河子
s a 蜜腺甘草 G . g l a b r a L . v a r g l a n d u l o s a 巴楚
s b 光果甘草 G . g l a b r a 巴楚
酶液制备与电泳 : 称取子叶 0 . 59 , 加人 lm L p H S . OT ir s 一 H C I缓冲液于研钵内 , 在冰浴

15卷
三 、 结果与分析
l 甘草属长英果系不同种的醋酶 (ES劝 同工酶谱
由图 1 和图 2 的醋酶同工酶的特点和迁移率 (Rf 值 )的不同 , 将酶谱由正极向负极分
成 a 、 b 、 c 三区的酶带分别标为 a l 一 a l o 、 b l一 b l o 、 C z一 c 7 。 从图中可见 , 甘草属长英果
系的不同种在三个区都有酶带分布 。 不同种的带位和带数是不同的 , 颜色较深的一级酶带主
要分布在慢带区 ( C 区 ) , 在三个区内都有颜色较浅的弱带 . 但是不同种的甘草在酶谱上
又有各自的特征带 . 表 2 中可见 , ZG · e u仃 C a r p a , Za G · e u巧 e a r p a 都含有 G 7带 , 说明这
两者亲缘关系较为密切 : 6 G . u r a l e n s i s , 6 a G . u r a l e n s i s 也具有 a 7带 , 说明这两者的关系
也为密切 : s a G · g l a b ar L · v ar · g la n d u 10 s a , s b G · g l a b r a 与 SG · g l a b r a 含有 c 一、 c 3
或 c l带 , 说明这三个的亲缘关系近 : SG · K o r s h i n s k y i 与 6 G · u r a l e n s i s 都具有 C S 、 c 6带 ,
这两者亲缘关系也较近 ; 而 3 .G al al en is 具有 b 6特征带 。
表 2 甘草属长英果系不同种的醋酶同工酶带的比较
种 的 名 称 相 似 酶 带 特 征 带
1 G
.
s h i h e : i e n s i s a Z a 3 a 4 a s a 6 a s a 7 a 7 c s
2 G
.
e u r y c a r P a b 一b s b z o c 3 b 7 e 7
Z a G
.
e u r y e a r P a a 6 a lo b Z e l e 4 a s C 7
3 G
.
a l a l e n s i s a g a 一0 b l b Z b g e 一e 7 b 6
4 G
.
i n fl a t a a 4 a s a 6 b一b 3 e l e 3 a g C S
S G
,
k o r s h i n s k y i a 1 a 3 a 4 a 6 a g b Z b 3 b 7 b g e z e 3 e 4 e , a 5 b 4 e s e 6
6 G
.
u r a l e n s i s a 3 a s a 6 b s a 7 c Z c s c 6
6 a G
.
u r a l e n s i s a Z a 3 a 4 a s a 6 a s c l c 4 a 7
7 G
,
e g l a n d u l o s a a s b 3 b g e 3 e 4 e 7 b 7 e s
8 G
.
g l a b r a b 6 b s b l o e 7 a s c l c 3
s a G
.
g l a b r a L
.
v a r
·
a s a 6 C Z C 7 a 7 b 1 e z
g l a n d u l o s a b 6 b s b l o e , b 4 e l c 3
s b G
.
g l a b r a
2 酶谱相似度指数与亲缘关系
醋酶同工酶是基因的产物 , 也是分子水平的表现型 。 因此 , 从醋酶的表现型的差异可以
反映出基因型的差异 , 从基因型差异程度可以看出种间或种群间亲缘关系的远近 。
V a u g h a n 等提出酶谱相似度指数以预测种间的亲缘关系 。 相似度指数愈高 , 则亲缘关
系较近 。 由 v a u g ha n 公式估算结果列于表 3 。 由表中可见 SG . g la b r a 与 s b G . G lab r a 的
相似度指数较高 , 均为 0 . 16 , 说明这两者的亲缘关系较的近 ; 7G . eg lan d ul os a , 3 G ·
al al e n is s 的相似度指数也较高 , 在 0 . 09 以上 , 说明这两种甘草的亲缘关系也较密切 , 而
ZG
.
e u仃 e a r p a , Za G . e u巧 e ar p a , SG . g la b r a L . v ar . G la n d u l o s a 等的相似度指数都较
低 , 说明它们之间的亲缘关系较为疏远 。 原因可能是进化过程中发生了变异所造成的 。
4 期 潘鼎元等 :应用脂酶同工酶对甘草属长英果系的不同种亲缘关系的研究 4 8 1
表 3 甘草属长英果系不同种的醋酶同工酶的相似度指数
种 的 学 名 相 同 酶 带 对 数 不 同 酶 带 数
}
相 似 度 指 数
1 G
.
sh i h e :i e n si s7 l 0
1
0
· “ 8
2 G
.
e u rye a rP a3 l 7
{
” · ” 3
Z a G
.
e u rye a rP a3 l 8
{
“ · “ 3
3 G
.
al al e n si s1 1 l l
1
“ · 。9
4 G
.
i nl f a ta10 1 l )
” · ” 8
5 G
.
k o rsh i n sk i y1 0 l l
{
” · “ 8
6 G
.
u ral e n si s4 16 {
“ · ” 4
6 a G
.
u ral e n si S 7 l l
}
” · 0 7
7 G
.
e g l a nd ul o a s10 9
{
” · ’ 0
8 G
.
g l ab ra14 6 … “ ” 6R a G.g l ab raL . va r.4 1 4 1 ” · ” 4
g l a nd ul o a sl 4 6 … 。 ” 6 ;、 b G.g l ab ra
.相似度指数 = 相同酶带对数 /相 同的 带 对数 + 不 同酶带数
六风 六八
2 a
杯州尽
6 a
图 3 甘草属长荚果系小同种的酚酶同一酶的薄层色谱扫描图
48 2植 物 研 究 5 1卷
叫川计叶竹加4触 3 2
ǎ5.ù。汾à禽
4
_
5 6
欧氏距离 ( E u el id ’ 5 d i sta n e e)
图 4 甘草属长英果系不同种醋酶同工酶的聚类图
表 4 甘草属不同种间的欧氏距离
}
!
1
2… 2。 … 3…` 5 6 6 a 7 8 } Sb8 a l{
1
{
。 … ! } 一 i 一
2
}
9
·
7
{
。 } i
!
l
2a 6
.
6 8
.
30
l
1
1 31
.
4 8
.
7 7
.
5 0
一
4
一
一
}
4 8
.
5 8
.
9 6
.
7 2
.
7 0
5 2
.
7 】0 . 7 7 . 1】 1. 0 9 . 0 2
6 3
.
6 1 2
.
19
.
5 1 3
.
5 1 1
.
1 2
.
9 0
6 a 3
.
8 9
.
5 6
.
1 20
.
8 8
.
3 3
.
9 5
.
5 0
, 5
.
9 10
.
1 7
.
1 ! 2
.
5 10
.
2 5
.
2 7
.
7 3
.
9 0
8 4
.
9 9
.
6 7
.
6 1 2
.
1 10
.
3 5 9 7
.
2 4
.
5 4
.
9 0
8·
!
7
.
8 1 2
.
4 7
. 】 1 1 . 9 1 1 . 0 7 . 2 8 . 1 7 . 9 , . 7 6 . 9 { 0 _ _
s b
{
4
· 。 …9 · 5 …5· , {10 . 6 8 . 6 6 . 4 7 . 5 4 . 4 5 . 7 3 . 7 , . 5 0 贬
4 期 潘鼎元等: 应用脂酶同工酶对甘草属长英果系的不同种亲缘关系的研究
表 5 甘草属的各类间的欧氏距离
种 的 学 名 欧 氏 距 离
5 G
.
k o rsh i n sky. i 1G
.
sh i h e: i en si s 2
.
6 7 6 4 17
6 G
.
u ra l n esi s 1G
.
sh i h e: i n s ei s 2
.
8 8 3 17 2
b sG
.
gl a b ra 8 G
.
gl a b ra 3
.
7 38 7 7 4
6 a G
.
u r口l n s ei sG 1. sh i h : ei n s ei s7 . 7 6 7 7 6 2
7 G
.
egl a n du l o a sI G
,
s h i h e : i e n s i s 3
.
9 19 8 7 3
8 G
.
g l a b r a 1 G
.
s h ih e : i e n s i s 3
.
9 9 2 7 9 2
Z a G
.
e “ r y e a r P a 1 G . s h i h e : i e n s i s 5
.
19 8 0 8 8
4 G
.
i .n fl a t a 1 G
.
s h i h e : i e n s i s 6
.
2 0 8 7 8
s a G
.
g l a b尸a L
.
v a r
·
1 G
.
s h ih e : i e n s i s 6
.
9 2 8 9 2 2
g l a n d u l o s a 1 G
.
s h i h e : i e n s 了s 7 . 5 4 2 4 7 6
3 G
.
a l a l e n s i s 1 G
.
s h i h e : i e n s i s 8
.
3 3 12 5 7
2 G
.
e u r y e a r P a
2
.
3 甘草属长荚果系不同种的醋酶同工酶的聚类分析
将供试材料的酷酶同工酶的电泳凝胶 , 用岛津 C S一 930 型双波长薄层色谱扫描仪对酶
谱进行扫描 , 波长为 425 m m 。 根据各酶谱峰面积的百分率 , 采用系统聚法 、 最短距离法进
行聚类分析 。 其遗传距离列于表 4 、 表 5 , 如以欧氏距离 4 . 0 为分类线 , 可把甘草属长英果
系分为二类 .
I类 : 包括 I G . s h ihe z i e n s i s , SG . K o r s h i n s粉 i , 6 G . u r a l e n s i s , 6 a G . u r a l e n s i s , 7 G .
eg l an d u lo s a
,
SG
.
g la b ar
,
s b G
.
g lab r a
. 这类甘草的遗传距离较短 , 而以 I G . s h i坤z i e n -
is 与 SG . K or hs ins ky i 之间的遗传距离最短为 2 . 67 4 17 , 其亲缘关系最为密切 . 石河子甘
草 ( I G . s hi he iz en is s) 分布在新疆玛纳斯河中下游 , 其形态性状的某些参数 (如 叶序小
叶 、 小花长 、 曹筒长 、 旗瓣长 、 英果 ) 往往是在光果甘草 ( SG . gl a br a) 和乌拉甘草 ( 6G .
u ar le ns is ) 之间 , 因此 , 它们之间的亲缘关系密切 . 膜英甘草 ( SG . K or s ih ns ky, i) 主要分
布于原苏联伏尔加河左岸 、 西西伯利亚 、 高加索从咸海至里海岸 , 我国仅产于新疆孔雀河沿
岸的库尔勒 、 塔什店 , 塔里木河中游的巴楚 。 根据形态描述 , 费希尔认为膜英甘草是光果甘
草与乌拉甘草的杂交种 . 无腺毛甘草 ( 7G . eg la dn ul os a) 是乌拉甘草的近缘种 , 说明这类
甘草的亲缘关系较为密切 。
11类 : 包括有 Za G . e u yr c a r P .a 4 G . i心副恤, 肠 C . g lab r a L . V a r . g l a n d u l o s a , 3G ·
a l a l e n s i s
,
ZG
.
e u yr ca 印 a . 这类甘草与石河子甘草 ( I G . s h ht e z ie n s i s ) 的类间遗传距离
较大 . 李沛琼 、 张鹏云 、 彭泽祥教授认为黄某草 ( ZG . eu gr ca 印a) 是胀果甘草 ( 4G .
in fl a fa ) 与乌拉甘草 ( 6口. ur al en is s) 的天然杂交种 . 从形态上来看 , 阿拉尔甘草 ( 3G .
ia al e ns is ) 与黄甘草 ( ZG . eu gr c ar p a) 相近 , 因此 , 这类甘草在亲缘关系方面也相近 。
致谢 : 黄文华 、 康定明同志参加了该研究部分工作 , 在此致谢 .
4 84 植 物 研 究 巧 卷
A BS T R A C T
T h eE st a e rs一 i so z ym eso fGI. 岁邵 rh iz a 助 n gi l egu 片: a ra X. Y. Li h a v eb n e e
eo m Pa a rti v ely stu i d ebd y m a n eso fPo ly a r ey l a m i d eg el el e et ro Ph o r esi s
.
T h ei n t e rsP e e
-
i i f ez ym o g a rm a ti ei d f e
r en e esa o r eb v i o u s
.
E a eh sP e ei esPo s s es s esi t s sP e ei i f e
z y m o g a rm s
,
d i s t i n g u i s h a b l e fr
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m t h
e o t h e r s
.
B y m
e a n s o f t h e z y m o g
r a m a t i e i n d e x
o f s im i lar i t y t h e s e s P e e i e s w a s a n a ly s e d
.
I t s h o w s th e e l o s e a if
n i t y a m o n g 6
.
6 a
、
8
、
s a th e r e 15 h ig h i n d e x o f s im i l a r i t y
,
b u t t h e y a r e v e r y af r fr o m Z
,
4
,
5
,
s b o n
th e b a s i s o f P e r e e n t a g e o f e ac h
z y m o g r a m a t i e Pe a k a r e a w i t h t h e s e a n n in g e hl o m a t o
-
g r a m s
.
B y m e a n s o f th e s y s t e m a t i e e l u s t e r a n d th e s h o rt d i s t a n e e w e r e e l从s t e r
a n a ly s i s
.
W h e n th e E u e l id
`
5 d i s t a n e e w a s h ig h e r th a n 4
.
0 o r l o w e r t h a n 4
,
OG ly e y r r h i
-
z a L o n g i l e g u m at a X
.
Y
.
L i m a y b e g r o u P e d I n tw o c a t e g o r l e s
·
二 ·过 , 3 , 2
·
l
,
5
,
6
,
6 a
,
7
,
8
,
s b in t o o n e
C a t e g o yr
,
K e y
t h e s e e o n e d e a t e g o r y e o n z a i n s
气
w o r d s G ly e y r r h i z a ; E s t e r s e 一 i s o z y m e ; J叼肠 n i t y
参 考 文 献
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〔 3 〕 李学禹 , 19 93 : 甘草属分类系统与新分类群的研究 , 植物研究 , 13 ( l :) 14 一 43 .
〔 4 〕 李学禹 , t 98 :9 新祖甘草新分类群 , 植物研究 , 9( :l) 29 一 35 .
〔 5 〕 李沛琼 , 19 84 : 中国甘草属二新种 . 西北植物研究 , 4 ( 2 ) : 1 17 一 120 .
〔 6 〕 张鹏云 . 彭泽祥 . 19 6 :0 西北的甘草一西北植物资源之一 兰州大学学报 . ( 6) :58 一 79 .
〔 7 〕 李学禹 , 魏凌基 , 19 91 二中国甘草属植物的核型分析 . 植物研究 , 1 1( :3) 45 一 53 .
〔 8 〕 V a n邵 n . J . G . a n d K . E . D e n fo r d . A n a c r y la m i d e g e l e le c t r o P h o r e t ie s t u e l y o f t h e S e e d P r o t e i n s o f
B r a s s ic a
·
S in a p s i s w i t h s eP
e ia l r e fe r e n c e t o t h e i r t o x n o m i e V a l u e
.
J
.
Ex p
.
B o t
.
19 6 8
,
19 : 7 2 4一 7 32 .
〔 9 〕 汪祖华等 , 李 、 杏 、 梅亲缘关系及分类地位的同工酶研究 , 园艺学报 , 19 91 , 18 ( :2) 97 一 10 1 .
〔 10 〕 周楠等 , 关于棉属四倍体起源问题的过氧化物酶同工酶研究 , 遗传学报 . 1990 , 17 ( :4) 294 一 30 .