全 文 ：BU L LE TI NO F BO A TI NC A EL RSE A RCH
第 巧 卷
VO I
.
15
第 3期
No
.
3
!9 5年 7月
Ju ly
,
199 5
蜡梅 17 个品种过氧化物同工酶的研究
陈志秀
T H E S T U D Y O N P E R O X I D A S E I S O E N Z Y M E O F
17 C U L T I V A R S O F C H IM O N A N T H U S P R A E C O X
C h e l Z h i一 x i u
〔摘 要〕 来用聚丙烯跳胺翔明交电泳系统 , 多次进行了蜡梅 17 个品种的过
氧化物同工酶测定 。 测定结果发现 : 蜡梅酶谱具有多态特性 ; 蜡梅品种间酶谱差异
显著 , 每个品种均有其特征酶谱 , 或 以其酶带数 目 、 R f及活性强弱 、 酶带宽度与
其它品种相区别 。 同时 , 采用 “ 排序方法 ” 和聚类分析 , 对蜡酶 17 个品种酶谱的
相似程度进行了研究 。 研究结果表明 , 两种方法研究蜡梅品种的酶谱 , 均可达到定
量比较水平 , 避免单一酶谱谱带确定蜡梅品种的偏阳性 , 为其品种鉴定与检验提供
了新的依据和手段 。 同时 , 还表明 , 聚类分析进行的蜡梅品种酶谙聚类结果 , 与其
形态分类相一致 , 但与其品种群划分不相响合 , 其原因可能与蜡梅品种起源的复杂
性和多源性所引起 .
关键词 蜡梅 ; 蜡梅品种 ; 同工酶酶谱 ; 排序方法 ; 聚类分析
蜡梅 ( ltC .lm o n a n rh u s 刀ar e c ox (L in n . ) L i n k ) 特产我国 , 是园林建设事业中绿化 、 美
化 、 香化庭院及装饰室景的名贵花木和特用经济树种之一 , 且冬令开花 , 黄冠晶莹 , 色香俱
佳 , 极为可爱 , 唯其傲寒破雪而盛开 , 是中华民族观赏植物一珍品 , 同时 , 蜡梅适应性强 ,
分布和栽培很广 , 栽培历史悠久 , 品种颇多 , “ 惟郡陵著名” , 素有 “焉卜陵蜡梅冠天下 ” 之
称 . 因此 , 大力发展和推广蜡梅新优品种 , 是我国园林建设事业中一项非常艰巨而光荣的任
务 。
本研究应用同工酶分析技术多次进行了蜡梅 17 个品种的过氧化物同工酶测定 , 其 目的
在于从分子水平上探索蜡梅品种的科学划分 , 并为其品种鉴定与检验提供新的依据和技术 。
同时 , 采用排序方法和聚类分析首次对蜡梅 17 个品种的过化物同工酶酶谱进行了定量分
本文作者单位 : 河南 , 郑州 , 河南农业大学 ( H e n a n A g r i e u lt u r a l U n i ve r s ity , z h e n g z h o u 4 5 00 02 ) .
赵天榜 , 赵翠花 , 马浩 , 傅大立 , 冯建灿同志参加部分工作 , 特致谢意 !
19 9 4 年 12 月收到本文 .
叼月 植 物 研 究 巧 卷
析 , 并根据其品种间酶谱的相似程度 , 进一步检验了蜡梅品种划分的科学性和正确性 , 且
获得了满意结果 。 现报道如下 , 供参考 。
材料与方法
1
、 试验材料 19 90年 7 月 , 分别从河南农业大学和许昌市绿化管理处等合作建立的
《全国蜡梅属植物及蜡梅品种资源基因库》 基地内栽植的 17 个蜡梅品种 5 龄植株上 。 采集
成熟叶片作试材 . 其试材名称 , 如表 l 。
表 1 蜡梅 17 个品种名称表
I
、 蜡梅品种群 C h i m o n a n t h u s p r a e e o x ( L i n n . )
l
、 蜡梅型 F o r m p r a e e o x
① `蜡梅 ’ c v . ’ P r a e e o x , ② `尖被 ’ 蜡梅
2
、 ` 金红 ’ 蜡梅型 F o r m J i n h o n g
L 1n k ( P r a e e o x g r o u P
e v
. ’
I r t e r m e d u s
’
③ ` 金红 ’ 蜡梅 c v
⑤ ` 四川 ’ 蜡梅 e v .
,
J i n h o n g
’
,
5 i e h u a n
’
④ `朱心 ’ 蜡梅 e v . ’ Z h u x i n ”
⑥ `金红罄口 ’ 蜡梅 e v . ’ J i n h o n g Q i n g k o u ,
3
、 ` 素心 ’ 蜡梅型 F o r m , C o n c o l o r
⑦ ` 素心 ’ 蜡梅 e v . ’ C o n e o l o r , ⑧ `尖被素心 ’ 蜡梅 e v . ’ A e u t i e o n e o l o r ,
⑨ `豫荷 ’ 蜡梅 e v . ’ Y u h e ” L“ 圆被素心 , 蜡梅 e v . R o t a n d a t i e o n e o 一o r ,
1
、 ` 白花 ’ 蜡梅品种群 C h im o n a n t h u s P r a e e o x ( L i n n . ) L i n k ( A l b u s g r o u P )
4
、 ` 白花 ’ 蜡梅型 F o r m A l b u s
0
` 银钟 ’ 蜡梅 。 v . ’ v i n z h o n g ’ @ `白莲 ’ 蜡梅 e v . ’ B a i l i a n ’
1
、 `绿花 ’ 蜡梅品种群 C h i m o n a n t h u s p r a e e o x ( L i n n . ) L i n k (V i r i d i f l o r u s g r o u p )
5
、 绿花蜡梅 F o r m ’ V i r i d i f ! o r u s ’
0
`绿花 ’ 蜡梅 e v · ’ V i r i d i f l o r u s ’ ④ `碧绿 ’ 蜡梅 e v · ’ B i l u ’
0
`长被绿 ’ 蜡梅 e v · ’ C h a n g b e i l u ’ 。 ` 翡翠 ’ 蜡梅 e v · ’ T e i c u i’
6
、 · 翠朱 , 蜡梅型 F o r m L h’ o n g h u a
0
`翠朱 , 蜡梅 vc · ’ L h’ “ ” g h u a’
2
、 酶液制备 蜡梅品种试材 , 分别称取 g2 鲜 、 净叶 、 切碎置预冷研钵中 , 加人
10 m l 的 p H T ir s一 H cl 缓冲液 , 研成匀浆 , 用四层细沙布过滤 , 滤液经 100 0 r / m in 离心 h1
后 , 取上清液贮于 0一 4 ℃ 的冰箱中备用 。
3期 陈志秀 : 蜡梅1 7 个品种过氧化物同工酶的研究 4 0 5
3
、 制酶技术 采用聚丙烯酸胺凝胶电泳系统 。 浓缩胶浓度1 .3%, p H 6 . ;7 分离胶浓
度 7 . 5%, p H S. 9 。 电泳缓冲液在 20 一 23 ℃条件下进行 , 电压 30 V , 电泳 巧 m A / 板 。 分离
胶和浓缩胶采用光聚合 。 电泳后 , 用 0 . 16% 的改良醋酸一联苯胺染色 , 酶谱呈现清晰颜色
后 , 倾去色液 , 冲洗固定 。
4
、 酶谱记载 酶谱显色后 , 分别记载每品种 的酶带数 目 、 测算 R f 、 酶带宽度
( m m) 和酶带活性强弱 。 最后 , 拍片保存 , 并绘制蜡梅品种酶谱谱带图 。
结果与分析
、 蜡梅 17 个品种的酶谱测定 测定结果如表 2 和图 l
图 1 蜡梅 17 个品种过氧化物同工酶酶谱比较图
1
、 `尖被 , 蜡梅 , 2 、 `蜡梅 ’ , 3 、 `金红 ’ 蜡梅 , 4 、 `朱心 , 蜡梅 , 5 、 ` 四川 ’ 蜡梅 ,
6
、 `金红罄 口 ’ 蜡梅 , 7 、 `素心 , 蜡梅 , 8 、 `尖被素心 ` 蜡梅 , 9 、 ` 豫荷 ’ 蜡梅 , 10 、 `圆被素
心 , 蜡梅 , 11 、 `银钟 ’ 蜡梅 , 12 、 `白莲 ’ 蜡梅 , 13 、 `绿花 ’ 蜡梅 , 14 、 `碧绿 ’ 蜡梅 , 15 、
`长被绿 , 蜡梅 , 16 、 `翡翠 , 蜡梅 , 17 、 `翠朱 , 蜡梅 。
从表 2 和图 1表明 : 蜡梅酶谱具有多态特性 ; 蜡梅品种间均有特征酶谱 , 或与其它品种
相区别的酶谱指标 。 如 `蜡梅 ’ 特征酶谱 R:f O. 69 、 0 . 94 、 `尖被 ’ 蜡梅 R :f 0 . 89 、 `金
红 ’ 蜡梅 R:f 0 . 83 , `朱心 , 蜡梅 R :f 0 . 27 、 0 . 4 1 、 0 . 66 , `四川 ’ 蜡梅 R :f 0 . 18 、 0 . 35 ,
`金红罄 口 ’ 蜡梅 R :f 0 . 59 、 0 . 76 , `素心 ’ 蜡梅 R :f 0 . 2 1, `尖被素心 ’ 蜡梅 R :f 0 . 37 、
0
.
82
, `豫荷’ 蜡梅 R:f 0 . 74 , `银钟 ’ 蜡梅 R:f 0 . 14 , `绿花 , 蜡梅 R :f 0 . 4 4 , `碧绿 ’ 蜡
梅 R :f 0 . 33 , `长被绿 ’ 蜡梅 R :f 0 . 36 、 0 . 6 4 , `翡翠 ’ 蜡梅 R :f 0 . 26 、 0 . 73 , `翠朱 ’ 蜡
梅 R:f 0 . 32 ,0 . 68 , `白莲 ’ 蜡梅与 `圆被素心 ’ 蜡梅 , 可以用其它指标与其它品种相区别 。
如 `白莲 ’ 蜡梅以 R :f 0 . 58 、 酶带活性 8 及其宽度 Zm m , 区别它种 , ” 一 。 由此表明 , 蜡
闷肠 植 物 研 究 巧 卷
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3 期 陈志秀 :蜡梅 17个品种过氧化物同工酶的研究 40 7
梅品种的过氧化物同工酶酶谱 , 可以作为其品种鉴定 、 检验和新品种选育的重要依据和手段
之一 。
2
、 蜡梅 17 个品种的酶谱 ( RO 排序 为了对蜡梅 17 个品种间酶谱 ( RO 的相似程
度进行定量分析 , 以便从分子水平上对蜡梅品种作出合理的划分 , 提供新的依据和手段 , 作
者采用江洪等 “ 柏木属植物过氧化物同工酶的排序 ” 方法 , 求算蜡梅 17 个品种间酶谱
( RO 的相似系数 , 确定其对比品种的相似程度 , 并在其酶谱 ( RO 相似系数差别的基础
上 。 进行双轴系统的酶谱 ( R幻排序 。 其方法 :
2
.
1 求算蜡梅品种间酶谱 ( RO 相似系数
求算其相似系数 ( e) 的公式是 :
2 X A
C 二二一 B 两品种间酶谱(尽匀相同或相近 ( R fA 、 B 两品种酶谱酶带总数 士 0
·
0 2 )酶谱带数 , 八八 n— X l t j t J为表 3 蜡梅 17 个品种过氧化物同工酶酶谱 ( R O 之间矩阵表薯谕竺 l 2 3 4 5 6 7 8 9 l 0 1 l l 2 l 3 l 4 15 l 6 17尖被 ’蜡梅 6 5 3 7 3 7 7 5 4 7 7 5 5 0 5 0 7 3 7 5 4 7 6 0 5 0 6 2 3 3 6 2
`蜡梅 ’ 3 5 5 3 4 1 7 6 7 5 7 5 5 3 4 l 8 7 4 l 6 2 5 0 5 3 6 5 6 2 6 5
·金红 ’蜡梅 6 3 4 7 3 7 7 5 4 0 8 7 6 2 5 0 8 7 6 2 6 0 6 0 5 0 7 5 6 0 6 0
·朱心猎梅 6 3 5 9 6 3 3 7 4 7 8 7 5 0 3 7 10 0 6 2 7 3 8 7 6 2 6 2 3 3 6 2
四川 ’蜡梅 2 5 2 4 2 5 6 3 7 3 7 3 7 5 6 2 7 3 7 5 7 3 73 7 5 7 5 7 3 7 5
·金红罄 口 ’ 5 3 2 5 4 0 5 3 2 7 10 0 4 7 6 0 10 0 4 7 5 7 5 7 7 3 3 3 14 7 3
蜡梅
` 素心 ’蜡梅 2 5 2 5 l 3 l 3 2 7 0 10 C 8 7 2 9 7 3 4 3 6 7 6 0 7 3 9 3 8 7
`尖被紊心 ’ 5 0 4 7 3 8 5 0 2 5 5 3 0 l 2 8 7 6 2 6 0 7 3 6 2 5 0 6 0 7 5
蜡梅
`豫荷 ’蜡梅 5 0 5 9 5 0 6 3 3 8 4 0 l 3 8 8 8 7 6 2 6 0 9 3 7 5 7 5 7 3 6 2
`圆被素心 ’ 2 7 13 l 3 0 2 7 0 7 l l 3 l 3 8 7 4 3 2 9 6 0 6 0 9 3 9 3
蜡梅
`银钟 ’蜡梅 2 5 5 9 3 8 3 8 2 5 5 3 2 7 3 8 3 8 1 3 7 3 7 3 6 2 5 0 6 0 6 2
` 白莲 ’蜡梅 5 3 3 8 4 0 2 7 2 7 4 3 5 7 4 0 4 0 5 7 2 7 4 3 4 7 6 0 9 3 73
`绿花 ’蜡梅 4 0 50 4 0 13 2 7 4 3 4 3 2 7 7 7 l 2 7 5 7 2 0 7 3 7 l 6 0
`碧绿 ’蜡梅 5 0 4 7 5 0 3 8 2 5 2 7 4 0 3 8 2 5 4 0 3 8 5 3 8 0 7 5 7 3 7 5
` 长被绿 ’ 3 8 3 5 2 5 3 8 2 5 6 7 2 7 5 0 2 5 4 0 5 0 4 0 2 7 2 5 4 7 6 2
蜡梅
翡翠 ’蜡梅 6 7 3 8 4 0 6 7 2 7 8 6 7 4 0 2 7 7 4 0 7 2 9 2 7 5 3一 8 7
`翠朱 ’蜡梅 3 8 3 5 4 0 3 8 2 5 2 7 1 3 2 5 3 8 7 3 8 2 7 4 0 2 5 3 8 l 3
植 物 研 究 15卷
求出的 e 值 , 填人表 3左下部 , 构成一个矩阵 。
2
,
2 求算蜡梅品种间酶谱 ( RO 的不相似系数 求算不相似系数 ( d) 的公式是 :
d = 100一 e
求出的 d 值 , 填人表 3 右上部 。
2
.
3 将蜡梅品种间酶谱 ( RO 的不相似系数 ( d) , 填人表 4 。 同时 , 计算蜡梅各个品
种酶谱 ( R D 的不相似值 ,浙口 ( D , 填入表 4 D 页内 。
2
.
4 求算蜡梅各品种酶谱 ( RO在 x 轴上的位点 求法是将蜡梅不相似值总和最大的
品种 A ( `素心 ’ 蜡梅 ) 酶谱 ( a) 标记在 x 轴上的坐标 a 位点上 ; 再在表 4 中找出与 `素
心 ’ 蜡梅酶谱最不相似值的 `金红罄口 ’ 蜡梅 ( )B , 以 b 标记在 x 轴的另端 。 其标记座标按
:1 or 比例尺确足 . 蜡梅其余品种的酶谱 ( R幻沿 x 轴对 `素心 ’ 蜡梅的距离排列 。 其距离按
下式求出 :
X s =
L Z + D泛一 。毛
2L
X i一 所求品种酶谱沿 x 轴对 A 品种酶谱距离 L 二 A 、 B 两 品种间酶谱的不相似值
D a = A 品种与所求品种间酶谱的不相似值 D b = B 品种与所求品种间酶谱的不相似
值
求出蜡梅 17 个品种的 X i , 分别填人表 4 中的 X i项内。
2
.
5 求算蜡梅品种间酶谱在 y 轴上的位点
首先 , 求出蜡梅品种酶谱 ( R O在 x 轴上的吻合性差度值 ( ie ) 。 求算公式是 :
e ` 一 V D岌一岁
求出的 ie , 分别填表 4 的 ie 项内 。
然后 , 根据表 4 中的 ie 的最大不相似品种 ( `翠朱 ’ 蜡梅) A ’ , 以 a’ 标记在 y 轴上
的 0 位点上 ; 再从表 4 中找出与 `翠朱 ’ 蜡梅酶谱 ( R O最不相似的品种 ( `圆被素心 ’
蜡梅 ) B ’ 的酶谱 b’ , 标记在 y 轴另端 。 蜡梅 17 个品种的酶谱 ( RO 在 y 轴上距离 ( vi,
y i) 用下式求出 。
y。 一创 L” + o a’ , 一 。
, ,2
. 卜 ` 2 卜 ’ 2
L 十 L, . — L, hy i = - 一一 - - -二了气一一一一名 L
iy = 所求品种`酶谱沿 y轴对 A 儡种的酶谱距离 L = A 、 B两品种间酶谱的不相似
值
D a 一 A ’ 品种与所求品种间酶谱的不相似值 D b = B ’ 品种与所求品种间酶带不相似
值
求出的 y i, 分别填人表 4 中的 y i 项目内。
.2 6 绘制蜡梅品种间酶谱 ( R幻座标图 根据表 4 中的礼、 iy 数值 , 按 :1 10 比例尺标
出 。 其结果如图 2 。
2
.
7 求算蜡梅品种间的酶谱 ( R O排序间距 ( ix ) 与相似系数 ( )r
2
.
7
.
1 求排序间距 其公式是 :
d ir = x 轴上蜡梅各品种的酶谱差值
创d窦; + d y l
d y i 一 y 轴上蜡梅各品种的酶谱差值
3期 陈志秀 : 蜡梅 17 个品种过氧化物同工酶的研究
.」
11 12 1 5 13 1 4 1 6 1 7 9 7 8 10
图 2 蜡梅 17 个品种酶谱 ( RO 的排序座标图 图 3 蜡梅 17 个品种酶谱的聚类分析比较图
l
、 `尖被 , 蜡梅 , 2 、 `蜡梅 , , 3 、 `金红 , 蜡梅 , 4 、 ` 朱心 , 蜡梅 , 5 、 ` 四川 ’ 蜡梅 ,
6
、 `金红罄口 ’ 蜡梅 , 7 、 `素心 , 蜡梅 , 8 、 `尖被素心 , 蜡梅 , 9 、 `豫荷, 蜡梅 , 10 、 `圆被素
心 , 蜡梅 , 11 、 `银钟 ’ 蜡梅 , 12 、 `白莲 , 蜡梅 , 13 、 `绿花 , 蜡梅 , 14 、 `碧绿 , 蜡梅 , 15 、
`长被绿 , 蜡梅 , 16 、 ’ `翡翠 , 蜡梅 , 17 、 `翠朱 , 蜡梅
.2 .7 2 求相似系数 求算结果 : iy r = 。· 73 iy r = 0 · 68
由此表明 , 蜡梅每品种间酶谱 ( R O刹屏方法可靠 , 可以作为蜡梅品种鉴定与检验的依
据和手段之一 。
3
、 蜡梅 17 个品种间酶谱多指标聚类分析
为进一步检验蜡梅 17 个品种划分的正确性和合理性 , 作者采用聚类分析方法对蜡梅 17
个品种的过氧化物同工酶酶带数目 、 fR 、 酶带宽度 ( m m ) 及其活性强弱 ( 1 ~ 巧 级 ) 进
行了研究 .
蜡梅 17 个品种酶谱谱带的原始数据 , 测定蜡梅品种的原始数据 , 如表 2 。
蜡梅 17 个品种的酶谱谱带原始数据的标准化计算 计算公式是 :
X ij 二 iyj
一 y
蜡梅原始数据标准化的相应数值 又= 第 j 个特征的平均值 sj = 第 j 个特征
-21王妈
的标准差
3
.
3 求算蜡梅 17 个品种酶谱标准化后的相似系数 计算公式是
涯, (茂 k 一 X 。 )X( * k 一 xj )
_ 亏 、 2
k z 、 i 少
一 xj ) 2 〕 、
( i
,
气荃, (X 。 · 三1陈
4 10 植 物 研 究 巧卷
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3期 陈志秀 :蜡梅 17个品种过氧化物同工酶的研究
ri j一 i 与 j之间相关系数
3
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4聚类连算
“ 瓦一 y n,
采用离差平方和法 , ”全
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在计算
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机上进行蜡梅 17 个品种间酶谱的距离计
算 。 根据计算结果 , 绘制树系图 , 如图 3 。
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5 聚类分析结果与讨论 从图 3 表明 :
( 1) 聚类分析的离差平方和法 , 可将蜡梅 17 个品种的酶谱加以区别 。 其结果与蜡梅品
种酶谱 ( R O 、 酶谱 ( RO排序结果与蜡梅品种形态划分相吻合 。
( 2) 蜡梅品种间酶谱多指标的聚类分析结果与其品种分类系统基本相吻合 。 如素心蜡
梅型的 4 个品种 , 即 `素心 , 蜡梅 、 `尖被素心 , 蜡梅 、 `豫荷’ 蜡梅和 `圆被素心 ’ 蜡梅
聚为一类 ; `绿花 ’ 蜡梅品种群的 5 个品种 , 分别聚为三类 , 即 : `翠朱几蜡梅为一类 ;
`绿花 ’ 蜡梅与 `碧绿 ’ 蜡梅和 `翡翠 ’ 蜡梅为一类 , `长被绿 ’ 蜡梅为一类 , 前二类与其
形态分类的 `绿花 , 蜡梅型和 `翠朱 ’ 蜡梅型相吻合 , 而 `长被绿 ’ 蜡梅可单独成立一个类
型 , 很可能与 `白花 ’ 蜡梅型亲缘关系较近 ; `白莲 ’ 蜡梅与 `银钟 ’ 蜡梅聚为一类 , 与其
形态划分的 “ 白花 , 蜡梅型相一致 ; `四川 ’ 蜡梅 、 `金红 , 蜡梅 、 `朱心 , 蜡梅与 `金
红 , 罄口蜡梅聚为一类 , 与其形态分类的 `金红 ’ 蜡梅型相吻合 ; …… 。 但是 , `蜡梅 ’ 与
`尖被 ’ 蜡梅 , 另形成 2个不同的类型 , 且与蜡梅品种型的形态划分不一致 , 究其原因可能
是蜡梅品种起源的复杂性和多源性所引起 。 该问题 , 尚待进一步研究 。
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m e t h o d ; C l u s t e ir n g a n a ly s i s
参 考 文 献
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〔 4 〕 吴安仁等 , 19 8:5 用过氧化物同工酶对柑桔分类的探讨 , 园艺学报 , 1 2 ( :2) 83 一 87 。
〔 5 〕 陈守良等 , 19 8 :3 中国散生竹的数量分类和确定等级的探讨 , 植物分类学报 , 2 ] (2) 二1 13 一 1 19 .
〔 6 〕 陈志秀等 , 19 8 : 河南蜡梅属植物的研究 , 河南农业大学学报 . 2 ( 4) : 4 13 一 4 25 。
〔 7 〕 陈振峰等 , 19 8 9 : 西北地 区杨属的数量分类 , 9 ( 4 ) ; 1 15 ~ 12 9 .
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