全 文 ：武汉植物学研究 2001, 19( 1) : 77～82
Journal of Wuhan Botanical Research
5个不同形态类型龙葵的同工酶研究
徐秀芳　张海洋　赵永勋　李秀霞
(佳木斯大学理学院生物系, 佳木斯　154007)
A Study on Isozymes of Five Different Types
of Solanum nigrum in China
XU Xiu-Fang , ZHA NG Hai-Yang, ZHAO Yong-Xun, LI Xiu-Xia
( Dep ar tment of B iology , S cience Coll eg e of J iamusi Univ er si ty, Jiamusi　154007, China)
关键词: 中国龙葵; 酯酶及过氧化物酶同工酶; 亲缘关系
Key words: S olanum nigrum of China; Ester ase isozymes and per ox idase isozymes; Rela-
tionship
　　中图分类号: Q943; Q19　文献标识码: A　文章编号: 1000-470X ( 2001) 01-0077-06
同工酶作为基因表达的产物,在一定程度上可以帮助鉴别一些外部形态难以区别的
遗传差异[ 1]。目前利用同工酶进行分类学研究已有不少报道, 其中将过氧化物酶及酯酶同
工酶作为探讨亲缘关系、种和品种的鉴定比较多 [ 2 7]。但中国产龙葵同工酶方面的研究还
未见报道。
笔者对中国产龙葵 5个不同形态类型的酯酶及过氧化物酶同工酶进行了测定、分析,
试图从分子水平探讨其亲缘关系,为龙葵等级分类提供生化依据。
表 1　供试材料名称及特征
T able 1　The name and chara ct er o f the mater ials used
编号
No.
中文名称
Chin ese
name
学　名
S cient ific n ame
染色体
Chromosom e
果色
Colour
of f ruit
茎(叶脉)颜色
Colour of stem
and leaf axil
1 黄果龙葵 S . nig rum L. var.f lav ov ir ens S .Z.
Liou et W. Q. Wang
n= 2x
2n= 48
黄色　　 茎绿色　
2 紫茎龙葵 S olanum nigrum L. n= 3x
2n= 72
乌黑紫色 茎淡紫色
3 绿茎龙葵 S olanum nigrum L. n= 3x
2n= 72
乌黑紫色 茎绿色
4
绿脉　　少花龙葵 S olanum p aucif lorum( Liou) H. Y. Zh ang n= x2n= 24 亮黑紫色 叶脉绿色
5
褐脉　　少花龙葵 S olanum p aucif lorum( Liou) H. Y. Zh ang n
= x
2n= 24
亮黑紫色 叶脉褐色
1　材料和方法
1. 1　材料
中国龙葵复合种根
据染色体的倍性有二倍
体、四倍体和六倍体 3
种类型 [ 8]。供试材料名
称及特征见表 1, 种子
来源及详细形态特征曾
有过报道[ 8 10]。
收稿日期: 2000-02-14,修回日期: 2000-09-12。
基金项目:佳木斯大学校长科研基金资助课题。
作者简介:徐秀芳( 1963- ) ,女,硕士,副教授,从事同工酶与遗传学方面的研究。
1. 2　方法
1. 2. 1　取材方式及样品制备　每个类型分别取部位及发育程度大致相同的根及功能叶
跟踪制样,共取样 3次。依次为Ⅰ( 7片真叶)、Ⅱ( 13片真叶、第一花序现蕾)、Ⅲ( 17片真
叶、第二、三花序现蕾)。蒸馏水洗净、吸干水,称取鲜重 1 g ,加入2 mL 蔗糖磷酸提取缓冲
液( pH= 7. 2) , 冰浴下匀浆,四层纱布过滤,滤液 3 800 r/ m in 离心 15 min,上清液即酶的
粗提取液,置冰箱备用。
1. 2. 2　电泳　垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳,分离胶浓度 7. 5% ,浓缩胶为 3. 5%。点样量
酯酶 70
L,过氧化物酶30
L。在 4℃冰箱中恒流( 24 mA )电泳,电极缓冲液为 pH 8. 3的
Tr is-Gly 系统。每个取样时期分别重复电泳 2次。
1. 2. 3　染色及电泳结果处理　过氧化物酶用醋酸联苯胺法染色,酯酶用乙酸--萘酯、乙
酸- -萘酯及坚牢兰 RR盐染色,待酶带清晰、流水漂洗后置蒸馏水中,按张相歧的方法 [ 11]
记录 Rf 值,拍照后制成干板。最后根据 3个时期的电泳图谱, 比较每个时期不同类型酶谱
带特征,分别叠加出一个总酶谱带, 找出不同类型共有酶带、特有酶带、叠加酶带特征,从
而比较出 5个形态类型之间的酶特征的异同,进一步探讨其亲缘关系。
2　结果
2. 1　基本谱型
2. 1. 1　酯酶同工酶基本谱型　叶和根叠加后的酶谱型即本实验所观察到的龙葵酯酶同
工酶基本谱型, 共显现 19 条酶带, 从负极到正极划分为 A、B、C 3 个区。A 区 Rf =
0～0. 35,仅显现 1条酶带 A 1( Rf= 0. 15) ; B区 Rf= 0. 35～0. 7,共显现 11条酶带, B1 至
B11; C 区 Rf= 0. 7～1. 0,共显现 7条酶带, C1至 C7。
2. 1. 2　根过氧化物酶同工酶基本谱型　龙葵根部过氧化物酶同工酶共显现 17条酶带。
从负极到正极依次划分为 A、B、C 3个区。A 区Rf= 0～0. 2,显现 A 1、A 2 2条酶带; B区
图 1　叶酯酶同工酶
Fig. 1　E sterase isozymes in leaves
Rf= 0. 2～0. 55, 共显现
11条酶带, B1至B11; C区
Rf= 0. 55～1. 0, 共显现
4条酶带, C1至C4。
2. 2　不同器官同工酶
酶谱特征
2. 2. 1　叶中酯酶同工酶
(图 1)　在Ⅰ期, 酶带
显现少, 且类型 1 中不
见任何酶带显现(或许
酶活性太弱, 本实验方
法未检测出来)。到Ⅱ
期、Ⅲ期, 酶带数明显增
加, 除 B6、B7、B9、B10、
C7、酶带显色较深外,其
余基本上是痕迹带。类型1、2、3酶谱带基本一致,仅类型 3多 1条C2酶带。类型 4、5酶带
78 武汉 植 物学 研究　　　　　　　　　　　　　　　第 19卷　　
与类型 1、2、3不同, B6、B10 2条酶带显色深,且特有 C3、C4、C7 3条酶带。叶中特有 B1、B2、
B3、B4、B5和 B8 这 6条酶带。
2. 2. 2　根中酯酶同工酶(图2)　在Ⅰ期,类型1、2、3酶谱带基本一致, 仅类型1比类型 2、
图 2　根酯酶同工酶
Fig. 2　Es terase is oz ymes in root s
3 多 B11和 C5 2 条痕迹
带。类型 4、5比类型 1、
2、3多 A 1 带、少 B6 带,
类型 4 比类型 5 多 B1
带。Ⅱ、Ⅲ期可以明显看
出类型 1、2、3酶带数增
多,且酶谱型相近,特有
B3、B5、B6、C5 4 条酶带。
类型1特有B8酶带。而
类型 4、5酶带数少, 酶
谱型基本一致, B1 显色
较深, B7 为其特有且显
色很深, 同时类型 4 比
类型 5多 B2 这条酶带,
根中特有 B9、B10、C1、
C2、C3、C4、C6、C7、这 8条酶带。
2. 2. 3　根中过氧化物酶同工酶(图 3)　Ⅰ至Ⅲ期,在 5个类型中, 始终共有 B2、B7、B8、
图 3　根过氧化物酶同工酶
Fig. 3　Peroxidase isozymes in root s
B11、C1、C2、C3、
C4这 8条酶带,
但酶带显色深
浅有差异。C1、
C4 2 条酶带在
类型 4、5 中显
色较深。类型 1、
2、3特有 B4、B10
这 2 条酶带, 而
类型 4、5 特有
B9酶带, 类型 3、
4、5 具有 B6 酶
带。另外,类型 4
比类型 5多 1条
B1 带而少 B3、B5
2 条酶带, 类型
1特有 A 2酶带。
79　第 1期　　　　　　　　　　　　徐秀芳等: 5个不同形态类型龙葵的同工酶研究
由于叶中过氧化物酶同工酶谱带显示不清楚,而且无明显差异,不适合用于龙葵同工
酶分析,故此文从略。
2. 3　不同时期酶谱叠加后的同工酶谱带特征
由于同工酶基因表达存在着时间和空间的差异,为了更加准确地描述同工酶各个酶
带的显现情况,将每个类型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期的酶谱叠加出一个总酶谱(叠加酶谱) ,可以直接观
察到每条酶谱带在Ⅰ至Ⅲ期是否显现以及显色强度( 以显色最深时期为准)。
2. 3. 1　叶中酯酶同工酶叠加酶谱(图 4)　5个类型共显现 12条酶带, 每个类型酶带数及
共有酶带数见表 2。
2. 3. 2　根中酯酶同工酶叠加酶谱(图 5)　5个类型共显现 11条酶带, 每个类型的酶带数
及共有酶带数见表 2。
2. 3. 3　根中过氧化物酶同工酶叠加酶谱(图 6)　5个类型共显现 17条酶带,每个类型酶
带数及共有酶带数见表 2。
图 4　叶酯酶同工酶叠加图谱
Fig. 4　Pile notat ion of
esteras e isozym es in leaves
图 5　根酯酶同工酶叠加图谱
Fig. 5　Pile n otat ion of
es terase is oz ymes in root s
图 6　根过氧化物酶同工酶叠加图谱
Fig. 6　Pile notat ion of
peroxidas e isozymes in roots
3　讨论
( 1) 龙葵酯酶同工酶活性及酶带数随着生育期的延长而增加,因此从现蕾期开始进
行分析、测定比较合适(图 1、图 2)。而且在叶和根中,酯酶同工酶图谱有器官特异性。叶
和根有共有酶带、也有各自的特有酶带(见图4、图5)。这可能与叶和根执行不同的生理功
能有关。
( 2) 龙葵过氧化物酶同工酶分析采用根部较为合适, 酶活性强,酶带清晰稳定。而叶
中过氧化物酶活性低, 分离不清,不适合分析测定。
( 3) 不少研究指出,利用同工酶分析技术探讨生物的亲缘关系,是一种较为可靠的手
段[ 2, 6, 7]。根据本实验结果, 可将 5个不同形态类型龙葵分为两大类:类型1、2、3为一类;类
型 4、5为一类。在类型 1、2、3中,共有酶带数多于 5个类型共有的酶带数,且与总酶带数
80 武汉 植 物学 研究　　　　　　　　　　　　　　　第 19卷　　
81　第 1期　　　　　　　　　　　　徐秀芳等: 5个不同形态类型龙葵的同工酶研究
接近(见表 2) , 并且这 3个类型特有的酶带(根中酯酶 B3、B5、B6、C5 4条酶带; 过氧化物酶
的 B4、B10 2条酶带)也都表现一致。而类型 4、5中,二者共有的酶带数也多于或等于 5个
类型共有的酶带数,与总酶带数接近(见表 2)。并且在叶中酯酶同工酶特有 C3、C4、C7 3条
酶带,在根中过氧化物酶同工酶特有 B9酶带、酯酶同工酶的 B1、B7 2条酶带显色明显深于
类型 1、2、3。因此, 按形态特征、地理分布、染色体倍数, 将龙葵分为 2 个种[ 9] , 即龙葵
( Solanum nigr um L. )和少花龙葵〔S olanum paucif lorum ( L iou) H. Y. Zhang〕与同工酶
分析结果一致,这种划分较为合理。
( 4) 类型 1与类型 2、3之间不仅从果实颜色、染色体倍数上有区别,从同工酶上也有
差异。这一结果支持将类型 1(黄果龙葵)列为龙葵( Solanum nigrum L. )的变种[ 9]。另外,
类型 2与类型 3、类型 4与类型 5之间,虽然在果实颜色、染色体倍数上没有差别, 但是在
其它形态特征上已有细微区别(见表 1)。并且从酯酶同工酶和过氧化物酶同工酶上看,也
都表现出一定的差异。从同工酶的角度结合形态特征, 可以看出龙葵的类型 2与类型 3、
类型 4与类型 5之间遗传基础已经趋异。至于这些同工酶上的差异是否与形态上的差异
有直接联系, 类型 4、5和类型 1、2、3所特有的酶带是否可以作为种或变种的分类标志,有
待我们继续对龙葵的其它种进行同工酶测定、分析,进行细胞学、形态学综合研究之后再
作报道。
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