全 文 ：第 17 卷
第 6 期

Vol. 17
No. 6
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2009 年
11 月

Nov.

2009
陇东野生紫花苜蓿过氧化物酶同工酶分析
陈立强 , 师尚礼* , 王彩芬
(甘肃农业大学草业学院, 草业生态系统教育部重点实验室, 中美草地畜牧业可持续发展研究中心, 兰州
730070)
摘要: 利用聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳技术对陇东野生紫花苜蓿( Medicago sativa L . cv. Longdong )及其他38 个
紫花苜蓿品种的过氧化物酶( POD)同工酶酶谱特征进行分析, 通过对供试材料间欧氏距离的计算和聚类分析, 初
步探讨了 39 个紫花苜蓿材料间的亲缘关系。结果表明: 供试材料共表现出 11 条酶带, 且都具有 4 条主酶带,其中
陇东野生紫花苜蓿表现出 7 条酶带;用组间均连法进行聚类分析, 39 个供试材料可聚为 6 类, 其中陇东野生紫花苜
蓿单独为一类,且与其他 38 个供试材料间的欧氏距离介于 0. 748~ 1. 622, 平均值 ( 1. 088)远远高于其他供试材料
间的平均欧氏距离( 0. 533~ 1. 029) , 表明它们之间的遗传距离相对较大。由此可确定陇东野生紫花苜蓿与其他供
试材料间的亲缘关系较远,为一相对独立的紫花苜蓿种质资源,可通过育种途径扩大栽培品种的遗传基础。
关键词:陇东野生紫花苜蓿; 过氧化物酶同工酶;亲缘关系 ;紫花苜蓿种质
中图分类号: Q943. 2



文献标识码: A




文章编号: 1007
0435( 2009) 06
0772
07
Analysis of Longdong Wild Alfalfa Based on Peroxidase Isozymes Zymogram
CHEN Li
qiang , SH I Shang
li* , WANG Cai
fen
(C ol lege of Pratacultural Science, Gansu Agricultural University, Key Lab oratory of Gras sland E cosystem, Minist ry of
Edu cation Sin o
U. S . Centers for Grazingland Ecosy stem Sus tainabilit y. Lan zhou 730070, China)
Abstract: Longdong w ild alfalfa (M edicago sat iv a L. cv. Longdong) is a r hizomatous perennial auto tet ra

ploid ( 2n= 4x= 32) legume fo rag e found in the Longdong region of Gansu. It is considered to be Med icago
sativa on the basis of it s morpho logy , and has potent ial as fo rage because of it s high branching ability, pres

ence o f rhizomes and its to lerance to t rampling, cold and drought . but lit t le is known about the genetic
dif ferences betw een Longdong w ild alfalfa and cult ivars. Perox idase ( POD) isozymes of Longdong w ild al

falfa and other 38 alfalfa cult ivars w ere analy zed using po lyacry lamide gel electr ophor esis. The genet ic re

lat ionship among 39 cult ivars w as studied primarily based on cluster analysis and calculat ion of euclidean
distance. T he results show ed that the POD isozymes zymog rams of accessions had eleven isozyme bands
w hich included four main ones, among which Longdong w ild alfalfa had seven. 39 alfalfa accessions w ere
clustered into 6 g roups using average linkage ( betw een g roups) . Longdong w ild alfalfa w as cluster ed in an
independent g roup. The Euclidean
s distance betw een Longdong w ild alfalfa and o ther tested mater ials
varied fr om 0. 748 to 1. 622 w ith an average of 0. 795 which were much mo re than betw een the cultivars
w hich ranged from 0. 533 to 1. 029 w ith an average of 0. 795, suggest ing that the genet ic distance betw een
Longdong w ild alfalfa and other 38 accessions w as relat ively w ide. Accor ding to the genet ic distance and
cluster analysis, Longdong w ild alfalfa can be regarded as dist inct alfalfa germplasm , w ith the potent ial to
bro aden the genet ic basis of cult ivars developed by breeding progr ams.
Key words: Longdong w ild alfalfa; Pero xidase isozymes; Genet ic relat ionship; Alfalfa g ermplasm


紫花苜蓿(M edicago sativa L. )是苜蓿属中最
重要、种植面积最广的牧草资源,一般被认为起源于
Vav ilov 的
近东中心
, 即小亚细亚、外高加索、伊
朗和土库曼等地 [ 1]。研究表明栽培紫花苜蓿都为同
源四倍体植物( 2n= 4x= 32) [ 2]。甘肃陇东地区的
一种豆科植物,形态学鉴定为紫花苜蓿,当地称其为
陇东野生紫花苜蓿,具有抗旱、抗寒、耐践踏、分枝能
力强及具有根茎等特点,是潜在的饲用栽培和良好
收稿日期: 2008
06
23;修回日期: 2009
10
18
基金项目:
十一五
国家科技支撑计划 ( 2006BAD01A19)、( 2006BAD04A04
03)、( 2007BAD52B06) ;农业部公益性行业(农业 )科研专项
( nyh yzx07
022)资助
作者简介:陈立强( 1981
) ,男,甘肃会宁人,博士研究生,研究方向为牧草育种与种质资源, E
mail: chen lq@ st . gsau. edu. cn; * 通讯作者
Auth or for correspon dence, E
m ail : sh ishl@g sau . edu. cn
第 6期 陈立强等:陇东野生紫花苜蓿过氧化物酶同工酶分析
种质资源价值, 但叶片小且少、茎秆纤细 [ 3, 4]。目前
尚未明确与栽培紫花苜蓿之间的亲缘关系。
同工酶是基因表达的产物,在一定程度上反映
生物的系统发生, 因此, 利用同工酶分析技术, 可从
分子水平、遗传背景方面寻找植物种类间的亲缘关
系,弥补形态分类的不足[ 5, 6] 。同工酶技术能准确
地表达种间或品种间的亲缘关系,已成为植物分类
和鉴定研究的重要方法, 20世纪 70 年代以来, 在草
业科学领域中广泛应用于物种、变种和品种的区分
鉴定[ 7] ,以及苜蓿材料亲缘关系、抗逆性、品种鉴定
和分类方面[ 8]。
本试验通过对陇东野生紫花苜蓿与其他 38 个
国内外紫花苜蓿材料的 POD同工酶酶谱分析, 从蛋
白质水平探讨陇东野生紫花苜蓿与其他紫花苜蓿材
料的亲缘关系,以期为陇东野生紫花苜蓿种质鉴定、
分类、育种以及资源的有效利用提供理论依据。
1
材料与方法
1. 1
供试材料
试验材料为陇东野生紫花苜蓿和其他 38个国
内外紫花苜蓿材料(表 1)。
表 1
参试紫花苜蓿(Medicago sativa L. )材料及其来源
T able 1
Source of a lfalfa ( Medicago sativ a L . ) accessions used in this study
编号 No. 中文名 Ch ines e nam e 拉丁名 Lat in nam e 原产地 Origin
1 陇东野生紫花苜蓿 Medicag o sat i va L. cv. Longdongw ildalfal fa 甘肃 Gansu
2 德宝 Med icag o sati v a L. cv. Derby 荷兰 Netherlands
3 佳木斯 Med icago sati v a L. cv. Jiam usi 黑龙江 Heilongjiang
4 中牧 1号 Medicag o sat iv a L. cv. Zhongmu No. 1 北京 Beijing
5 沃库 Medicag o sat i v a L. cv. Wookoo 加拿大 Can ada
6 陇东苜蓿 Med icag o sa ti v a L. cv. L ongd ong 甘肃 Gansu
7 公农 2号 Med icago sati v a L. cv. Gongn ong No. 2 吉林 Jilin
8 雷达克之星 Med icago sati v a L. cv. Ladak+ 美国 America
9 牧歌 Medicag o sat iv a L . cv. AmeriGraze 美国 America
10 新疆大叶 Med icago sati v a L. cv. Xinjiangdaye 新疆 Xinjian g
11 游客 Medicag o sat iv a L. cv. Eur eka 荷兰 Netherlands
12 美国苜蓿王 Medicag o sat i v a L. cv. Am erica Alfakin g 美国 America
13 领先者 Med ica go sati v a L. cv. Pioneer 加拿大 Can ada
14 中兰 1号 Medicag o sat i v a L. cv. Zhonglan No. 1 甘肃 Gansu
15 牧歌 401+ Z Medicag o sat i v a L. cv. Am erigraze 401+ Z 美国 America
16 皇后 Med icago sati v a L. cv. Alfalfa queen 美国 America
17 美国放牧型 Med icag o sat iv a L. cv. America Alfagraz e 美国 America
18 巨人 Medicag o sat iv a L. cv. AmeriStand 美国 America
19 三得利 Med ica go sati v a L. cv. S andit i 荷兰 Netherlands
20 公农 1号 Med icago sati v a L. cv. Gongn ong No. 1 吉林 Jilin
21 皇冠 Med icago sati v a L. cv. Ph abu lous 美国 America
22 飞马 Medicag o sat i v a L. cv. Grandeu r 美国 America
23 阿尔冈金 Med icago sati v a L. cv. Algonquin 加拿大 Can ada
24 中农 32号 Medicag o sat i va L. cv. Zhongnong 32 北京 Beijing
25 同心 Medicag o sat iv a L . cv. T on gxin 宁夏 Ninxia
26 哥萨克 M edicag o sat i v a L. cv. Cos sak 俄国 Ru ssia
27 博来维 Med icago sati v a L. cv. Beaver 加拿大 Can ada
28 格林 M edicag o sat i v a L. cv. Grimm 美国 America
29 维多利亚 Med icago sati v a L. cv. Victoria 美国 America
30 Pick 3006 Med ica go sati v a L. cv. Pick 3006 加拿大 Can ada
31 巴洛法 Med icag o sati v a L. cv. Baralfa 美国 America
32 Pick 8925 Med icago sati v a L. cv. Pick 8925 加拿大 Can ada
33 德福 Med icago sati v a L. cv. Deft 荷兰 Netherlands
34 皇后 2000 Medicag o sat iv a L. cv. Queen 2000 美国 America
35 Spredor
3 Med icago sati v a L. cv. Spredor
3 加拿大 Can ada
36 秘鲁 Medicag o sat i va L. cv. Peru 秘鲁 Peru
37 猎人河 Med icago sati v a L. cv. Hunter 澳大利亚 Au st ral ia
38 苏联 1号 Med icago sati v a L. cv. Ru ssia No. 1 俄国 Ru ssia
39 润不勒 Med icago sati v a L. cv. Rambler 加拿大 Can ada
1. 2
实验方法
1. 2. 1
酶液提取
紫花苜蓿种子在培养箱内发芽
培养(光照 9 h,黑暗 15 h, 温度 27
) , 当幼苗长至
真叶期时,从同一材料不同单株剪取 2 g 左右的根
混合,取发育时期和部位相同的真叶期幼苗,每份材
料剪取根 0. 5 g, 置预冷的研钵中, 研磨过程中陆续
加入 2 mL 预冷的 0. 1 M T ric
H Cl 缓冲液 ( pH
8. 0)。研磨后迅速倒入 2 mL 离心管中, 以 5000
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rpm 离心 5 min,取上清液灌入离心管中, - 20
保
存以备点样[ 9] ,所有试验过程在相同条件下进行。
1. 2. 2
电泳
试验采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电
泳法。分离胶为 7% 的 1 mo l/ L T ris
HCl ( pH
8. 8) , 浓缩胶为 4% 的 1 mol/ L Tris
HCl ( pH
6. 8) ;电极缓冲液为 Tris
甘氨酸缓冲液, pH 8. 0;
前沿指示剂为 2%的溴酚兰溶液;进样量 10
L; 初
始电压 100 V, 约 30 min 指示剂进入分离胶时, 电
压升至 200 V,当指示剂移至分离胶底部约 1. 5 cm
时停止电泳,取下电泳槽剥胶。
1. 2. 3
剥胶
用注射器吸取蒸馏水,将针头紧靠玻
璃壁插至凝胶与玻璃壁之间, 慢慢注入蒸馏水,并轻
轻晃动,使凝胶与壁分离。
1. 2. 4
染色
采用改良醋酸联苯胺法 [ 10]对凝胶片
进行染色,过氧化物同工酶表现出蓝色酶谱后立即
用自来水冲洗, 然后放入自来水中浸泡 2 d, 每天换
水一次,等酶谱变成棕红色时进行凝胶成像。
1. 2. 5
数据处理
用坐标纸测出指示剂的迁移距
离( X 1 )和凝胶中酶带的迁移距离( X 2 ) ,计算相对迁
移率( relativ e mobility, Rf ) Rf= X 2 / X 1 [ 11] 。按酶带
的相对迁移率、颜色深浅、宽度以及酶带数绘制酶带
模式图,标定酶带位置[ 12]。根据所统计酶谱带的有
无和强弱,把强带计为 1,较强带计为 0. 5,弱带计为
0. 3,较弱带计为0. 1,无带计为0。用 SPSS 10. 0 计
算供试材料间欧氏距离, 用组间均连法和联合量化
距离进行聚类分析并构建树状图。
2
结果与分析
2. 1
POD同工酶酶带及酶谱分布特征
各条酶带的相对迁移率见表 2。为便于分析,
按相对迁移率把酶谱从负极到正极大致分为 A、B、
C、D 4个带区(表2) ,即 A区( Rf: 0. 198~ 0. 231)、B
区( Rf: 0. 288~ 0. 372)、C 区( Rf: 0. 440~ 0. 502)和
D区( Rf: 0. 581~ 0. 649)。由同工酶电泳图谱模式
图(图 1)可知, POD同工酶酶谱共在 11个位点表现
出了酶带, Rf介于 0. 198~ 0. 649,且供试材料都具
有 Rf为 0. 288、0. 327、0. 372和 0. 502的 4条主酶
带,这可能是紫花苜蓿在长期进化中形成的特征酶
带,显示出其遗传稳定性。其他 7 条酶带的酶活性
相对较弱,但蕴涵了丰富的多态性。陇东野生紫花苜
蓿除具有其他紫花苜蓿共有的特征酶带外,还具有
Rf为 0. 198、0. 581、0. 649的 3条谱带,其中 Rf值为
0. 581的酶谱带较弱, Rf值为 0. 649的酶谱带较强。
陇东野生紫花苜蓿的酶谱与其他 38个材料均存在不
同程度的差异,这些酶谱表型可作为陇东野生紫花苜
蓿区别于其他紫花苜蓿材料的依据。
2. 2
供试材料的聚类分析
结合酶带的相对迁移率(表 2)和电泳图谱模式
图(图 1)所反映出酶活性的强弱,采用组间均连法
对 39个紫花苜蓿材料进行聚类分析[ 13]。得到如图
2所示的聚类分析树状图, 图中数字编号同表 1, 在
联合量化距离 15水平上(图中虚线处) , 可以将 39
个供试材料划分为 6 类。德宝 ( Derby )、润不勒
( Rambler )、Pick 8925、公农 2 号 ( Gangnong No.
2)、皇冠( Phobulan)、牧歌 401+ Z ( Amerigr aze 401
+ Z)、Pick 3006、巨人 ( A meristard)、同心( T ongx

in)、陇东苜蓿( Longdong)、维多利亚( Victoria)、三
得利( Sandit i)、皇后( Queen)、Spredor
3、美国苜蓿
王( Alfking )、领先者 ( Pioneer )、美国放牧型苜蓿
( America Alfagraze)和中牧 1号( Zhongmu No. 1)
为一类;佳木斯( Jiamusi)、猎人河( Hunter)、雷达克
之星( Ladakt )、博来维( Beaver)、秘鲁( Peru)、中农
32( Zhongnong 32)、哥萨克( Cossak)、沃库( Wook

oo)、游客 ( Eureka)、牧歌( AmeriGraze)、阿尔冈金
( A lgonquin)、巴洛法( Baralfa)、德福( Def t )、中兰 1
号( Zhorg long No. 1)、格林 ( Grimm )、苏联 1 号
( Russia No . 1)和新疆大叶为( Xinjiangdaye)一类;
公农 1 号 ( Gongnong N o. 1) 为一类; 飞马( Gran

deur)为一类; 陇东野生紫花苜蓿为一类;皇后 2000
( Queen 2000)为一类。陇东野生紫花苜蓿、公农 1
号、飞马、皇后 2000分别各成一类,表现出与其他材
料间相对较大的遗传距离。
2. 3
欧式距离分析
为进一步了解陇东野生紫花苜蓿与其他 38个
供试材料间的亲缘关系, 对供试材料间欧氏距离进
行了分析。首先定义材料间标准化主成分向量间的
欧氏距离为其遗传距离。用 SPSS 10. 0软件分析获
得 39个供试材料间欧氏距离(表 3) ,供试材料间欧
氏距离介于 0. 000~ 1. 622。且陇东野生紫花苜蓿
与其他 38个供试材料间的欧氏距离介于0. 748~
1. 622, 其平均值( 1. 088)远远大于其他供试材料间
的平均欧氏距离( 0. 533~ 1. 029)。其中陇东野生紫
花苜蓿、皇后 2000、飞马和公农 1 号与其他供试材
料间的欧氏距离分别介于 0. 748~ 1. 622、0. 539~
1. 330、0. 500~ 1. 622和 0. 510~ 1. 513。陇东野生
紫花苜蓿、皇后 2000、飞马和公农 1 号与其他材料
间的欧氏距离相对较大,表明它们之间的遗传距离
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第 6期 陈立强等:陇东野生紫花苜蓿过氧化物酶同工酶分析
表 2
39个紫花苜蓿(Medicago sativa L. )材料的酶带数及相对迁移率
Table 2
The number of per ox idase iso enzymic bands and it s r elative mobility of 39 alfalfa ( Medicago sativa L . ) accessions
编号
N o.
酶带数及相对迁移率
Number of perox idas e isoenzymic bands and it s relat ive mobil ity
A 区( A Zone)
( Rf: 0. 198~ 0. 231)
B区( B Zone)
( Rf : 0. 288~ 0. 372)
C区( C Zone)
( Rf: 0. 440~ 0. 502)
D区( D Zone)
( Rf : 0. 581~ 649)
总带数
T otal band
number
1 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 1( 0. 502) 2( 0. 581, 649) 7
2 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 0 7
3 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 11
4 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 11
5 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 10
6 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 1( 0. 502) 1(649) 6
7 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 440, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 9
8 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 440, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 9
9 1( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
10 1( 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 11
11 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
12 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 11
13 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 1( 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 7
14 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
15 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 1( 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 7
16 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
17 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 1( 0. 502) 2( 0. 581, 0. 649) 9
18 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 471, 0. 502) 0 6
19 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 440, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 8
20 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 440, 0. 502) 0 6
21 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 440, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 9
22 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
23 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
24 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
25 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
26 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
27 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
28 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
29 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 440, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 9
30 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 1( 0. 502) 0 5
31 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
32 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
33 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
34 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 2( 0. 440, 0. 502) 2( 0. 581, 0. 610) 9
35 2( 0. 198, 0. 231) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 11
36 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
37 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
38 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 3( 0. 581, 0. 610, 0. 649) 10
39 1( 0. 198) 3( 0. 288, 0. 327, 0. 372) 3( 0. 440, 0. 471, 0. 502) 0 7


注: R f:相对迁移率
Note: Rf : relat ive mobil ity
图 1
39 个紫花苜蓿(Medicago sativa L. )材料酶带模式图
F ig. 1
Peroxidase isoenzymic patterns of 39 alfalfa (Medicag o sativa L . ) accessions
775
草
地
学
报 第 17卷776
第 6期 陈立强等:陇东野生紫花苜蓿过氧化物酶同工酶分析
图 2
39 个紫花苜蓿(Medicago sativa L. )
材料基于过氧化物同工酶的组间均连法聚类图
Fig . 1
Dendrog ram of 39 alfalfa ( Med icago sativa L. )
accessions using Aver age linkage ( between gr oups)
based on per ox idase iso zyme analysis
相对较大。其中陇东野生紫花苜蓿与飞马、皇后
2000和公农 1号的欧氏距离分别为 1. 622、1. 109
和 1. 513。欧氏距离所反应的结果与树状图显示的
结果一致。
3
讨论
虽然单独分析某一条带的有无或酶带染色深浅
来比较和鉴定紫花苜蓿材料间酶谱差异有较大的局
限性,但若用全部酶谱带进行定量分析则可全面和
准确地反映出品种或种间酶谱特征和差异, 再针对
酶谱距离进行聚类分析, 就能更加清楚地了解各供
试材料间的亲缘关系[ 7] 。因为同工酶是基因表达的
产物,物种随生境的转移,同工酶也相应变化[ 14~ 16] ,
而同一植株在不同发育时期, POD同工酶数目和活
性都不一样, 所以整个试验都在相同条件下进
行[ 1 7]。经试验对比,幼苗根中的过氧化物同工酶比
茎叶中的活性强,反映在凝胶上则酶谱清晰。所以
本试验采用了幼苗的根作为提取同工酶的材料。
同工酶往往由该酶的单个基因位点的多个等位
基因或多个位点的等位基因控制。同工酶酶谱能表
现出若干条酶带, 如本试验中POD同工酶共表现出
11条酶带。根据酶谱特征,供试紫花苜蓿材料都表
现出 4条相同的主酶带。共有的特征性谱带可认为
是相互之间具有共同起源的基因表现, 而不同的谱
带说明各自在特定的生长环境或不同的进化过程中
已发生趋异分化 [ 18]。所以这 4 条相同的主酶带表
现陇东野生紫花苜蓿在长期进化中除了形成自己的
特征外,还具有苜蓿属植物很强的遗传稳定性。
试验对 39个紫花苜蓿材料进行了聚类分析,陇
东野生紫花苜蓿单独聚为一类,与张雪婷等 [ 4]的研
究结果一致,较直观地显示了 39个材料间的亲缘关
系。参试材料中, 陇东野生紫花苜蓿与其他 38个供
试材料间的平均欧氏距离远远大于其他每对供试材
料间的平均欧氏距离, 由此可确定陇东野生紫花苜
蓿与其他供试材料间的亲缘关系较远, 为一相对独
立的紫花苜蓿种质资源。皇后 2000、飞马和公农 1
号分别与其他供试材料间的遗传距离较大,表现出
遗传基础的异质性。
陇东野生紫花苜蓿具有决定其抗旱、抗寒、耐践
踏、较高分枝能力和明显根茎等性状的基因,与其他
供试材料间的较大遗传距离也是其固有特异基因的
表现。目前许多研究尝试把野生种的特异基因转到
栽培种,通过种间杂交把野生种特异基因转到紫花
苜蓿已取得成功 [ 19]。无论是常规育种还是杂交育
种,亲本选择是第一步,也是至关重要的一步。因为
亲本间遗传差异的大小很大程度上决定了后代群体
中可供选择范围的大小。通常认为双亲之间亲缘关
系越远,杂种优势越明显,因此对材料间相似系数计
算和聚类分析是研究材料间遗传差异、杂交育种、亲
本选配的重要参考依据 [ 20, 21]。利用酶谱多态性检
测的紫花苜蓿遗传多样性和亲缘关系为紫花苜蓿引
种、亲本选配提供了依据。
试验表明同工酶技术是分析紫花苜蓿种质资源
遗传多样性的有效方法。但与 DNA 标记相比, 同
777
草
地
学
报 第 17卷
工酶技术有效多态性位点较少[ 22]。所以未来试验
应把分子标记如 SSR和同工酶结合起来, 从而更准
确、有效地确定材料间的亲缘关系。
4
结论
4. 1
39个紫花苜蓿材料 POD同工酶谱具有较高的
多态性水平。结果表明供试材料 Rf值介于 0. 198~
0. 649,且都具有 Rf为 0. 288、0. 327、0. 372和0. 502
的 4条主酶带, 显示出其遗传稳定性,而其他 7条酶
带为多态性条带,但酶活性相对较弱。
4. 2
通过组间均连法对 39个紫花苜蓿材料进行聚
类分析,以联合量化距离 15为标准,供试材料被聚
为 6类,其中陇东野生紫花苜蓿单独为一类。陇东
野生紫花苜蓿与其他 38个供试材料间的欧氏距离
介于 0. 748~ 1. 622,其平均值远远大于其他供试材
料间的平均欧氏距离, 由此可确定陇东野生紫花苜
蓿为一相对独立的紫花苜蓿种质资源。
4. 3
皇后 2000、飞马和公农 1号与其他供试材料
间的欧氏距离分别介于 0. 539~ 1. 330、0. 500 ~
1. 622和 0. 510~ 1. 513, 说明皇后 2000、飞马和公
农 1号与其他材料间的遗传距离较大, 其中陇东野
生紫花苜蓿与飞马、皇后 2000和公农 1号间的欧氏
距离分别为 1. 622、1. 109和 1. 513。
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