全 文 ：武汉植物学研究 2000, 18 (3) : 250～ 252
J ourna l of W uhan B otan ica l Resea rch
半夏属 (P IN ELL IA )的花粉粒和醇溶蛋白比较
李名旺Ξ 　於丙军　顾德兴　刘友良
(南京农业大学农学系　南京　210095)
COM PAR ISON OF POLL EN GRA INS OF P IN ELL IA
AND THE IR TUBER PROTE IN IN ALCOHOL
L iM ingw ang Yu B in jun Gu D ex ing L iu You liang
(A g ronomy D ep artm en t of N anj in A g ricu ltu ra l U n iversity　N anjin　210095)
关键词　半夏属, 花粉粒, 醇溶蛋白
Key words　P inellia, Po llen grains, T uber p ro tein in alcoho l
中图分类号: Q 949. 71+ 7. 2　文献标识码: A 　文章编号: 10002470X (2000) 0320250203
继细胞学〔1〕、形态学〔2〕和比较解剖学〔3〕的研究之后, 我们又对半夏属的花粉粒和醇溶蛋白作了比较
分析, 旨在探讨这些性状的变异与分类学价值。
1　材料和方法
1. 1　实验材料　实验材料采自华东 3 省的不同地区。在南京栽植至少 1 年后, 在盛花季节 (5 月)选有花
植株的花粉和地下块茎作实验分析。各材料的种名、群体编号和产地见表 1。
表 1　供实验用的半夏属 5 种植物群体材料的来源
T able 1　Sources of m ateria l fo r experim ent of the popu lat ions
belonging to 5 species of P inellia
种名
Species
群体编号
N o. of popu lations
产地
L ocality
鹞落坪半夏
P. y aoluop ing ensis X. H. Guo et X. L. L iu É 江苏南京N anjing, J iangsu
虎掌
P. p ed a tisecta Scho tt Ê 江苏南京N anjing, J iangsu
盾叶半夏
P. p elta ta Pei Ë 浙江雁荡山M t. Yandang, Zhejiang
滴水珠
P. cord a ta N. E. B row n Ì 安徽天柱山M t. T ianzhu, A nhu i
半夏
P. terna ta (T hunb. ) B reit Í 安徽石台Sh itai, A nhu iÎ 江苏紫金山M t. Zijin, J iangsu1. 2　花粉扫描　将花粉粒撒在双面胶上喷镀后, 在 H itach i S2600 扫描电镜上扫描、拍照和测定花粉粒大小。1. 3　醇溶蛋白电泳　取半夏块茎 (鲜重 10 g,洗 净, 切 碎, 混 匀 后,取 3 g) 用 10 mL 70%C2H 5OH 研磨, 7 200×g下离心 15 m in, 上清液用B radfo rd〔4〕法测定蛋白质浓度, 电泳参照Ξ 收稿日: 1999201203, 修回日: 1999203224。第一作者, 男, 1967 年 12 月出生, 博士, 从事环境植物学研究。本文是其博士论文的一部分。现工作单位: 安徽省种子总公司引育种中心, 合肥, 230001。
L aemm li〔5〕方法进行, 选择分离胶浓度 12% , 浓缩胶浓度为 3185%。供电泳样品按所测蛋白质浓度进行
等量上样。电泳后, 凝胶先用 50% C2H 5OH , 5% 冰醋酸, 012% CBBG2250 染色 10 h 以上, 用 20%
C2H 5OH , 5% 冰醋酸脱色至背景无色时, 按B lum〔6〕方法进行银染和拍照。
2　结果
2. 1　花粉粒　花粉粒大小和表面纹饰等见表 2 和图版É。半夏属花粉粒富含淀粉粒, 呈球形, 而且外壁
表 2　半夏属 5 个种 6 个群体花粉粒形态
T able 2　T he mo rphyo logy of 6 populat ions of 5 species in P inellia
群体号
N o. of popu lations
大小
Size (Λm×Λm ) 表面纹饰O rnam entation 萌发孔A pertu reÉ (13. 0～ 14. 2) 13. 3×11. 8 (11. 0～ 13. 8) 刺状突起稀少, 不太明显 无Ê (10. 9～ 13. 4) 12. 6×11. 3 (10. 0～ 11. 7) 刺状突起最少, 明显 无Ë (16. 4～ 18. 0) 17. 2×15. 5 (13. 6～ 17. 0) 刺状突起较少, 明显 有Ì (12. 1～ 14. 6) 13. 3×12. 2 (11. 4～ 13. 6) 刺状突起较少, 明显 无Í (13. 0～ 14. 0) 13. 1×12. 4 (12. 0～ 13. 2) 刺状突起密, 明显 无Î (21. 2～ 24. 7) 22. 2×21. 3 (19. 1～ 22. 6) 刺状突起密, 明显 无É = P. y ou loup ing ensis; Ê = P. p ed a tisecta;Ë = P. p elta ta; Ì = P. cord a ta; Î = P. terna ta
图 1　半夏属 5 个种的醇溶蛋白图谱
F ig11　T he SD S2PA GE bands of p ro tein ex tracted
from tuber w ith 70% C2H 5OH
纹饰都具刺状突起; 但花粉粒大小和表面刺状突起
的长短和稀密不同。虎掌和鹞落坪半夏的花粉粒体
积较小, 刺状突起稀少, 但前者更明显, 且具长刺。半
夏的刺状突起密而明显, 半夏中的群体Î 的体积较
群体Í 大得多; 盾叶半夏和滴水珠的刺状突起相近,
但前者体积明显大于后者; 特别是盾叶半夏花粉具
有萌发孔, 与其它种和种下群体都不相同。
2. 2　醇溶蛋白　半夏属 5 个种均具有 14115 kD ,
22173 kD 和 54191 kD 3 种醇溶蛋白, 各个种在其醇
溶组分上存在差异。鹞落坪半夏含 14142 kD; 盾叶
半夏含 31109 kD; 虎掌含有 70194 和 81197 kD; 半
夏缺少 58113 kD; 滴水珠不含 70194 和 81179 kD ,
在醇溶组分上虎掌声的带型最丰富。醇溶蛋白图谱
如图 1 和表 3 所示:
表 3　半夏属 5 个种块茎的醇溶蛋白比较
T able 3　Comparison of the tuber p ro tein in alcoho l of 5 species in P inellia
群体号
N o. of popu lations
醇溶蛋白分子量 (kD )
T he kD of alcoho l p ro tein
相同带
T he sam e bands
相异带
T he differen t bandsÉ 14. 15, 22. 73, 54. 91 14. 12, 35. 32, 58. 13Ê 14. 15, 22. 73, 54. 91 25. 46, 35. 42, 47. 73, 58. 13, 76. 17, 81. 79Ë 14. 15, 22. 73, 54. 91 30. 09, 58. 13Ì 14. 15, 22. 73, 54. 91 25. 46, 35. 32, 47. 73, 58. 13, 76. 17Î 14. 15, 22. 73, 54. 91
　　注: É = P. y aoluop ing ensis; Ê = P. p ed a tisecta; Ë = P. p elta ta; Ì = P. cord a ta; Î = P. terna ta.
152　第 3 期　　　　　　　　　　李名旺等: 半夏属 (P inellia)的花粉粒和醇溶蛋白比较
3　讨论
顾德兴等〔7〕曾对南京两种半夏的花粉作过比较, 发现半夏属的花粉呈球形, 在大小和表面纹饰上均
有不同, 具有一定的分类价值。但由于研究的种数和群体较少, 不可能对其演化作出推断。Grayum〔8〕认
为天南星科花粉的进化趋势如表 4 所示, 同时还指出, 由于对甲虫和蝇类传粉的适应, 花粉粒光滑型 和
具刺型均被认为是最进化的两种类型。
根据表 2、图版É 以及上述分析可知, 半夏属的花粉粒是相当进化的, 它具球形, 辐射对称, 三核, 富
含淀粉粒, 表面具刺状突起, 这从孢粉学上证明了半夏属是天南星亚科最进化属的观点〔9〕。在属内, 盾叶
半夏花粉粒大小中等, 刺状突起密而稍短, 有可能由它向大小两个方向演化成其它花粉类型; 刺状突起
可能兼向稀 (鹞洛坪半夏和虎掌)或密 (半夏)两个方向发展。萌发孔也从有到无。同时也为李名旺等〔2〕文
中关于盾叶半夏、鹞落坪半夏较原始, 虎掌和半夏较进化的演化观点提供了孢粉学证据。另外, 作为同属
植物, 虎掌的花粉形态与属内其它种差异特别明显, 这说明了虎掌花粉特化程度较高, 其花粉可用作鉴
定的分类性状。
表 4　天南星科具分类学意义花粉性状总结
T able 4　Summ ary of taxonom ically usefu l characters (po llen) in the A raceae
性状
Characters
原始型
P rim itive condition
进化型
A dvanced condition
花粉孔类型 单沟 有环带的, 具小孔, 无孔的
形状 船形 球形
大小 中型 小型, 大型, 特大型
花粉块 单花粉 四分体型
是否有淀粉 有 无
外壁纹饰 蜂窝网状 纹状, 突起, 刺状等
花粉核数目 É Ê
　　半夏属中不同物种间的醇溶蛋白组分存在显著差异, 具有重要的分类学价值, 其与演化的关系尚待
探讨。
参　考　文　献
1　李名旺, 顾德兴, 刘友良等. 半夏属的染色体数目、倍性与珠芽发生的关系. 植物分类学报, 1997, 35 (3) : 208～ 214
2　李名旺, 顾德兴, 刘友良. 半夏属若干变异式样及演化. 武汉植物学研究, 1997, 15 (4) : 317～ 322
3　高凯, 李名旺, 顾德兴. 华东地区半夏属群体营养器官的比较解剖及其演化. 南京农业大学学报, 1998, 21 (2) : 11～
17
4　B roafo rd M M. A rap id and sensit ive m ethod fo r the quan tifiation of m icogram quan tit ies of u tin izing the p rincip le of
p ro tein2dyn b inding. B iochem , 1976, 72: 248
5　L aemm li U R. C leavage of structu ral p ro teins during the assem bly in the head of bacteriophase T 4. N atu re, 1970,
227: 680
6　B lum H , Beier H , Gro ss H J. Imp roved silver stain ing of p lan t p ro tein, RNA and DNA in po lycrylam id gels.
E lectrop horesis, 1987, 8: 193
7　顾德兴, 徐炳声. 南京两种半夏群体水平变异式样的比较. 植物分类学报, 1991, 29 (5) : 423～ 430
8　Grayum M ichael H. Evo lu tion and phylogeny of A raceae. A nn M issou ri B ot Gard , 1990, 77 (4) : 628～ 697
9　李恒. 从生态地理探索天南星科的起源. 云南植物研究, 1986, 18 (1) : 14～ 42
252 武 汉 植 物 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　第 18 卷