全 文 ：园
艺
学
报
2002, 29 ( 2) : 165~ 167
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期: 2001- 07- 23; 修回日期: 2001- 12- 25
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (30170651) ; 江苏省自然科学基金资助项目 ( BK2001062) ; 高校博士学科点专项科研基金
资助项目 ( 20010307012)。第一作者E
mail: nnzsl@ sina. com. cn
梨自交不亲和强度不同品种花柱 S糖蛋白含量的差异
张绍铃1
杨记磙2
李秀根2
平 伸3
Joseph Ngwela Wolukau1
( 1南京农业大学园艺学院, 南京 210095;
2中国农业科学院郑州果树研究所, 郑州 450009;
3 三重大学生物资源学部,
日本, 津市 514
8507 )
摘
要: 提取梨 ( Pyrus) 自交不亲和强度不同品种花柱可溶性蛋白质, 应用等电聚焦电泳法在凝胶板
上分离出 S糖蛋白, 用图像解析法进行定量。结果表明, 花柱总 S糖蛋白含量因品种而异, 自交不亲和强、
弱及自交亲和的品种每 1
g 花柱可溶性蛋白中含总 S 糖蛋白分别为1. 3 ng、0. 7 ~ 0. 9 ng、 0. 7 ng。不
同的 S 基因所表达的 S 糖蛋白量差异显著, 即使是同一 S 基因所对应的 S 糖蛋白量也因品种而异。
关键词: 梨; 自交不亲和性; S 基因; S 糖蛋白
中图分类号: S 661. 2

文献标识码: A

文章编号: 0513
353X ( 2002) 02
0165
03
1
目的、材料与方法
梨树田间自花授粉坐果率极低, 且存在异花不结实现象。这是由于花粉的 S 基因与雌蕊的一对S
等位基因之一的基因型相同时, 花粉虽能在柱头上萌发, 但花粉管沿花柱向子房伸长途中被花柱内的
抑制物质所抑制, 而不能完成受精坐果!1∀。最近已明确了梨自交不亲和 S 1~ S7 的 7个等位基因, 在
凝胶板上分别确定了各 S 基因所对应的S糖蛋白!2∀。在前报!3∀我们指出了花柱S糖蛋白在离体条件下
特异性地抑制自花花粉管生长, 其抑制程度取决于花粉管周围的 S糖蛋白浓度。为了进一步探讨花柱
内S糖蛋白与自交不亲和性表型的关系, 本研究以自交不亲和强度不同的品种为试材, 分析讨论了花
柱内 S糖蛋白含量的品种间差异, 及其与品种自交不亲和强度的关系。
以日本三重大学及江苏高邮市果树实验场梨园的成龄梨树 ( Pyrus ) 为材料, 选用了自交不亲和
强、中、弱三类品种 (见表 1)。采集开花前 1~ 2 d的花蕾, 切取花柱, 称取 0. 5 g 于研钵, 加入少
许液态氮研磨后加蛋白质提取液, 经离心 ( 4 # , 20 000 ∃ g, 10min) 的上清液用 Sephadex G
25层析
柱分离, 回收液用 (NH4) 2SO4沉析, 得到的蛋白质沉淀用 50 mmol/L Tris
HCl缓冲液透析后, 贮于冰
柜中待用。提取的可溶性蛋白质参照 Bradford!4∀的方法定量。然后, 取各品种可溶性蛋白质 100
g, 用
等电聚焦电泳法 ( IEF
PAGE) 电泳银染色后, 确定各 S糖蛋白谱带, 采用日本NIFTY公司发行的 Na

tional Insitutes of Health ( NIH) 图像处理软件, 进行图像解析测定各 S糖蛋白的含量。
2
结果与分析
2. 1
花柱内总 S糖蛋白量的品种间差异
从梨品种花柱中提取的可溶性蛋白质, 经过等电聚焦电泳后, 各品种在 pI= 9~ 10处有 2条明显
的S糖蛋白特异性谱带。应用图像解析法测定了各 S糖蛋白的量, 并将 2个 S糖蛋白的合计值作为各
品种 S糖蛋白总量。结果 (图 1) 表明, 自交不亲和强的品种, 每 1
g 的花柱可溶性蛋白含有 1. 14
( %市原早生& ) ~ 1. 67 ng ( %新世纪& ) 的 S糖蛋白, 平均为 ( 1. 45 ∋ 0. 05 ) ng。自交不亲和强度中等
的品种为 1. 08 ( %八里& ) ~ 1. 35 ng ( %翠星& ) , 平均为 ( 1. 20 ∋ 0. 05 ) ng。自交不亲和强度弱的品种
为 0. 68 ( %奥嗄二十世纪& ) ~ 0. 88 ng ( %豆梨& ) , 平均为 ( 0. 80 ∋ 0. 04 ) ng。可见, 自交不亲和强的
品种花柱总S糖蛋白量显著高于自交不亲和强度中等和弱的品种。花柱内总 S糖蛋白量可作为检测品
种自交不亲和强度的一项指标, 即每 1
g 花柱可溶性蛋白中含总 S 糖蛋白在 0. 7 ng 以下时可定为自
交亲和的品种, 0. 7 ~ 0. 9 ng 为自交不亲和强度弱的品种, 在 1. 3 ng 以上时为自交不亲和强的品种,
为今后选育和鉴定品种的自交不亲和强度提供了参考。
表 1
梨供试品种的自交不亲和 ( SI) 强度及 S 基因型
Table 1
The self
incompatibility ( SI) strength and S
genotype of the test cul tivars
代号 No. 供试品种 Test cultivars SI 强度!5∀ SI st rength!5∀ S 基因型 S
genotype 文献 Literature cited
1 奥嗄二十世纪 Osa
Nijisseiki ( Pyrus serotina Rehd. ) 弱 Weak S 2S 4sm !6∀
2 新雪 Shinset su ( P . serotina Rehd. ) 弱 Weak 未确定 Unclear
3 巴梨 Bartlett ( P . communis L. ) 弱 Weak 未确定Unclear
4 豆梨 mamenashi ( P. dimorphopylla Nakino) 弱 Weak 未确定 Unclear
5 晚三吉 Okusankitsu ( P . serotina Rehd. ) 中 Intermediate S 5S 7 !7∀
6 八里 Yasato ( P . serotina Rehd. ) 中 Intermediate 未确定 Unclear
7 菊水 Kikusui ( P . serotina Rehd. ) 中 Intermediate S 2S 4 !7∀
8 二十世纪 Nijisseiki ( P . serotina Rehd. ) 中 Intermediate S 2S 4 !7∀
9 喜水 Kisui ( P . serotina Rehd. ) 中 Intermediate S 4S 5 !8∀
10 翠星 Suisei ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 1S 4 !7∀
11 青龙 Seiryu ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 2S 3 !7∀
12 市原早生 Ichiharawase ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 1S 5 !8∀
13 独逸 Doitsu ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 1S 2 !7∀
14 八云 Yakumo ( P. serotina Rehd. ) 强 Strong S 1S 4 !7∀
15 今村秋 Imamuraaki ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 1S 6 !7∀
16 青玉 Seigyku ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 2S 3 !7∀
17 幸水 Kohsui ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 4S 5 !9∀
18 长十郎 Chojuro ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 2S 3 !7∀
19 新水 Shinsui ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 4S 5 !9∀
20 新世纪 Shinseiki ( P . serotina Rehd. ) 强 Strong S 3S 4 !9∀
图 1
不同自交不亲和强度的梨品种花柱内总 S糖蛋白量的比较
代号品种名称见表 1。图上垂直线代表标准误差, S代表自交不亲和强度强的品种, I为中强度的品种, W为弱强度的品种。
Fig. 1
Comparison of the total S
glycoprotein content among the styles of pear cultivars differing in self
incompatibility strength
Number and cult ivar see table 1. Vert ical bars indicate SE, S= st rong SI cult ivar, I= intermediate SI cultiar, W= weak SI cultivar.
2. 2
花柱内各 S糖蛋白量的品种间差异
依据各品种的 S 基因型归类, 测定的各 S 基因所表达的 S糖蛋白量如图 2。S1 基因所表达的糖
蛋白量, 每1
g 花柱可溶性蛋白中含 0. 72 ( %今村秋& ) ~ 0. 86 ( %八云& ) ng, 平均为 ( 0. 80 ∋ 0. 03
) ng。S2 糖蛋白 0. 29 ( %奥嗄二十世纪& ) ~ 0. 51 ( %独逸& ) ng, 平均为 ( 0. 42 ∋ 0. 04 ) ng。S3糖蛋白
0. 90( %青龙& ) ~ 1. 09 ( %长十郎& ) ng, 平均为 ( 0. 97 ∋ 0. 04 ) ng。S4 糖蛋白 0. 60 (翠星) ~ 0. 76
( %新水& ) ng, 平均为 ( 0. 67 ∋ 0. 03 ) ng。S4sm糖蛋白 ( 0. 39 ∋ 0. 02 ) ng ( %奥嗄二十世纪& )。S5 糖蛋
白 0. 72 ( %喜水& ) ~ 0. 84 ( %新水& ) ng, 平均为 ( 0. 78 ∋ 0. 03 ) ng。S6 糖蛋白 ( 0. 57 ∋ 0. 03 ) ng
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29 卷
( %今村秋& )。S7 糖蛋白 ( 0. 34 ∋ 0. 06 ) ng ( %晚三吉& )。可见, 花柱内不同的 S 基因所表达的糖蛋白
量差异显著, 既使是同一 S 基因所表达 S糖蛋白量, 不同品种间也有很大差异。如 S2糖蛋白的含量,
%独逸& 最高, 每 1
g 花柱可溶性蛋白中含 0. 51 ng, 而 %奥嗄二十世纪& 仅为 0. 29 ng, 前者比后者
高约 1倍。这种同一 S 基因所表达的糖蛋白量因品种而异的现象, 被认为是由于梨品种花柱内还存
在着调控 S 基因表达的修饰基因所致。
图 2梨自交不亲和强度不同品种花柱内各个 S糖蛋白量的比较
代号品种名称见表 1。图上垂直线代表标准误差, 图内的数据为各个 S糖蛋白含量的平均值。
Fig. 2
Comparison of respective S
glycoprotein content among the styles of pear cultivars differing in self
incompatibility strength
Number and cultivar see table 1. Vertical bars indicate SE, Numerals in the figure represent the mean contents of each S
glycoprotein.
参考文献:
1
de Nettancourt D. Incompatibility in angiosperms. New York: Springer
Verlag, Berlag, Heidelberg, 1977. 1~ 29
2
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incompatibility genes of Japanese pears,
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Bradford M M. A rapid and sensit ive method for the quantitat ion of microgram quant it ies util izing the principle of protein
dye binding. Anal .
Biochem. , 1976, 72: 248~ 254
Differences of S
glycoprotein Content in the Styles among Pear Cultivars Differ

ing in Self
incompatible Strength
Zhang Shaoling1, Yang Jigun2, Li Xiugen2, Shin Hiratsuka3, and Joseph Ngwela Wolukau1
( 1College of Horticulture, Nanjing Agriculture University , Nanj ing 210095, China;
2Zhengzhou Fruit Research Institute , CAAS,
Zhengzhou 450009, China;
3Faculty of Bioresources , Mie University , T su 514
8507, Japan)
Abstract: Stylar soluble proteins were extracted from the whole style of pear cultivars differing in self
incom

patibility ( SI) strength and were separated by isoelectricfocusing polyacrylamide gel electrphoresis ( IEF
PAGE) and
each S
glycoprotein content was quantif ied by an image analyzer. Total S
glycoprotein ( sum of two allelic
linked S

glycoproteins) content differed among cultivars. The cult ivars which were strong SI, weak SI and sel
compatibility
contained 1. 3 ng, 0. 7 - 0. 9 ng, and 0. 7 ng of S
glycoprotein per
g of stylar soluble protein, respectively.
S
allele linked glycoprotein content differed greatly in various S
genotypes. Furthermore, the S
glycoprotein content
was even different in cultivars with the same S genotype.
Key words: Pear ( Pyrus ) ; Self
incompatibility; S
allele; S
glycoproteins
1672 期








张绍铃等: 梨自交不亲和强度不同品种花柱 S 糖蛋白含量的差异