全 文 ：武汉植物学研究
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( ) ∗ +, − # ). / ∗ 0− , 1 ) 2− , 34 − # 5 6 7 6− + 4 0
湖北大麦品种醋酶同工酶酶谱
与地区分布关系的研究 ’
丁 毅 ‘ 冯伟国‘ 丁晓民‘ 袁文静‘ 李水莲8
∀# 武汉大学生命科学学院 武汉 9 : 。。; 8∃ ∀8 湖北省农 业科学 院粮食作物研究所 武汉 9 : ∋ ∋ ! 9 ∃
提 要 对产于 湖北的
∋ & 份大麦品种 , 采用聚丙烯酞胺凝胶电泳 进行了醋酶同工酶酶谱
分析 , 共得到 种酶谱类型 。 种酶谱聚 为 9 类 。 其中具酶谱类型 < 、 < 、 皿和通的品种约占供
试材料的 9 = , 构成湖北大麦酷酶同工酶酶谱的主要类型 。 对这些品种来源地的分析表明 ,
具有相同或相近酶谱的品种分布在一些相对集中的地区 , 这些地 区的气候条件较相似 。 对湖
北大麦醋酶同工酶酶谱类型与地 区分布和气温条件的关系 , 以及醋酶在大麦引种育种生产实
践中的应用进行了讨论 。
类键词 大麦品种 , 酷酶同工酶 , 地区分布
酷酶同工酶遗传上稳定 , 酶谱类型丰富 , 作为遗传标记可以看作是基因和性状的联结
物 , 用以识别基因的存在与表达 , 是一个可靠的遗传标记 。由于其技术简单 、灵敏 、直观 、快
速 , 因而广泛地用于作物品种资源研究以 及遗传与进化等理论和应用的研究中〔’一 ‘〕。 丁毅
等对我国野生大麦和栽培大麦的醋酶 同工酶的研究表明 , 地理来源相同或相近的不同亚
种或不同变种 , 醋酶同工酶酶谱一般表现出相同或相近 〔&〕。孙立军等对我国大麦酷酶同工
酶的地理分布研究也表明 , 具有相同或相近带型的品种分布与大麦生态区划和基因传播
关系密切〔!〕。 这些研究都在一定程度上说明醋酶同工酶与地理环境密切相关 。
大麦在湖北全省各地长期都有栽培 , 并且由于气候 、 地理环境的差异 , 形成了具有地
方特色的品种资源 , 已有
:9 份湖北 地方大麦品种资源被汇编进《中国大麦品种资源 目
录》中〔, 〕。 但是 , 长期以来湖北省对大麦主要限于形态性状的研究和田间育种工作 , 缺乏系
统进行的分子标记研究工作 。 为此 , 我们以醋酶同工酶作为标记户对湖北大麦品种进行了
醋酶 同工酶与地区分布关 系的研究 , 以搞清湖北大麦不 同品种的酶谱类型 , 探讨它 们与
我省地理环境的分布关 系 , 以便能为我省大麦遗传资源的利用 、遗传育种和生产实践提供
有价值的参考 。
收稿日 %
 ; ∋ 8
; , 修回日 %
  ; ∋ 9
∋ 。 第一作者 % 男 , 9 ∋ 岁 > 副教授 ∀博士 ∃ ,现 从事细胞及分子遗传学研究 。
湖北省自然科学基金资助项 目。

第
期 丁毅等 % 湖北大麦品种酷酶同工酶酶谱与地区分布关 系的研究
表

∋& 份湖北大麦醋酶同工酶酶带的 5 + 值
? − ≅ #6
5 . Α − #∗ 6 ) . 6 , Β Χ Δ 6 一 ≅− , Ε .) + 6 7 2 6 + − 7 6 37 ) Β Χ Δ 6 7 ) .
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带号
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& ∀5 Ι Η
∋> & ∃出现在包含大麦品种数
目较多的酶谱类型 中 。 种酶
谱中 , 酶谱类型 < 、 < 、 。 和 珊
这 9 种酶谱类型 占供试品种数
的  9 = ∀见表 8∃ , 构成湖北大
麦醋酶同工 酶酶谱的主 要类
型 。
∋ & 份材料构成 种酶谱
类型 , 同时也说明了湖北大麦
品种 醋酶 同工 酶酶谱类 型是
较丰 富的 , 而这是与地理 环境
相联系的 。
8 > 8 酶谱类型与地区分 布及
酶谱聚类
对 种酶谱类型及其相应
表 8
∋& 份湖北大麦品种所具醋酶同工酶
酶谱类型及品种来源地
? − ≅#6 8 ϑ 7 26 + − 7 6 37 ) Β Χ Δ 6 Β Χ Δ ) Κ + − Δ Λ − 2 26 + , 7 − , Ε ) + 3Κ 3,
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酶谱类型Μ ΧΔ ) Κ + − Δ
Ν− 2 2 6 + ,
品种个数
Ο ) > ) .
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比例 ∀= ∃
Ν 6 + 6 6 , Π
2 − Κ 6
品种来源地
∀∃+ 一 3, ) . 6 ∗ #23Α − +

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京 山 、当阳 、 襄阳 、宜都 、南漳 、黄梅 、新洲 、鄂城 、 石首
恩施 、当阳 、 武昌 、黄梅 、阳新 、孝感 、罗田 、大悟 、 钟祥
竹溪 、兴山 、南漳 、 恩施 、宜都 、五峰 、孝感 、黄梅 、 襄阳 、武昌 、钟祥
恩施
枣阳
江陵 、兴山
黄 冈 、武昌
京 山 、远安 、当阳 、 襄阳 、随州 、枣阳 、
宜都 、阳新 、江陵 、 天门 、钟祥 、黄石 、武 昌 、沸水 、鄂城等
/Α协Θ<
的品种来源进行归纳整理 , 得到表 8 。 从表 8 可知 , 具酶谱类型 < 的品种有
! 个 , 占供试
材料 的
& > ∋ = , 主要分布在鄂中和鄂东丘陵岗地地区 , 包括京山 、 当阳 、 襄阳 、南漳等地 ,
少数分布在鄂东南低山丘陵地带 , 如鄂城 、黄梅等地 。 具酶谱类型 , 的品种有
& 个 , 占供
试材料的
9 >
& = , 主要分布在鄂东南 、鄂西南地 区 , 包括武 昌 、黄梅 、阳新 、恩施 、当阳等
地 , 仅有 8 个品种例外 ,
个在罗田 ,
个在大悟 。 具酶谱类型 皿 的品种有 8 个 , 占供试材
料的 8 ; > :! = , 主要分布在鄂西北包括竹溪 、兴山 、南漳 , 鄂西南包括恩施 、 宜都 、五峰和鄂
东南包括孝感 、黄梅等地 。 具酶谱类型 姗的品种有 : 个 , 占供试材料的 :& > 9 = , 主要分
布在除了鄂西以外的广大地区 , 其中有鄂中 ∀京山 、远安 、 当阳 、 襄阳 、 随州 、枣阳 ∃和鄂东
∀烯水 、鄂城 、黄梅 、阳新 ∃丘陵岗地和江汉平原的广大地区 ∀包括江陵 、天门 、钟祥 、宜都 、武
昌等地 ∃ 。 而酶谱类型 <Θ 、 Θ 、 Θ< 和 呱总共仅有 ; 个品种 , 只占供试材料的 != , 为恩施 、枣
阳 、兴山和黄冈少数地区的特有材料 。
对湖北大麦醋酶 同工酶酶谱的相似度 ∀表 :∃ 进行聚类 , 得到酶谱聚类图 ∀图 8 ∃ 。 从图
8 和表 : 可知 , 若以相似度 ∋ > ! 为标准时 , 可将 种酶谱类型聚成三大类 。 酶谱类型 < 和
姗聚为一类 , 类型 , 单独为一类 , 类型 皿 、 呱 和 <Θ 、 Θ 、 切 同聚为一类 。若以相似度 ∋ > ; 为标
准时 , 可聚为四类 。 其中类型 皿和类型 呱聚为一类 , <Θ 、 Θ 和 讥聚为新的一类 , 类型 < 和珊
仍为一类 , 类型 < 也为一类 。从以上可以看出酶谱类型相同或相近的大麦品种在湖北集中
在某些地方 , 地理来源相近的不同品种 , 酶谱类型相近时 , 更趋聚为一类 。
武 汉 植 物 学 研 究 第
! 卷
表 : 湖北大麦醋酶同工酶 种酶谱的相似度指数
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37 ) Β ΧΔ 6 Β ΧΔ ) Κ + − Δ .+ ) Δ Φ ∗ ≅6 3 ≅ − +#6 Χ
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酶谱类型
ΜΧ Δ ) Κ + − Δ
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酶谱类型ΜΧ , #) Κ + − , 3 Λ − 2 26 + ,



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图 8 种酷酶同工酶酶谱相似度
指数聚类图
Υ
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: 讨论
: >
大麦醋酶同工酶酶谱类型与地区分布和温度条件的关系
以上 , 我们对湖北大麦品种酷酶同工酶酶谱类型与地区分布的结果分析中 , 可以看到
酶谱类型相同的品种大都集中在某些地区 Ι但当从地理位置看时 , 它们的分布又是不连续
的 。相同酶谱类型的少数品种扩散分布在不同的地区 , 主要酶谱类型 < 、 < 、 # 和珊都存在
这种情况 , 地区跨度很大 。 比如类型 皿分布在鄂东南至鄂西南一线 。 具酶谱类型 班的品种
主要分布在鄂西北的竹溪 、兴山 , 鄂西南的恩施 、宜都 、五峰和鄂东的孝感等地 。 具酶谱类
型姗 的品种数最多 , 则分布更加广阔 。那么到底每一酶谱类型中的各个品种所在的地区之
间有没有什么关 系呢 ς 从地形地 貌上看 , 湖北省地势西高东低 , 西 、北 、东三面环山 , 山区地
形复杂 , 垂直差异明显 〔#∋∃ 。 由于海拔高度 、纬度和当地农民长期栽培农家品种的习惯不
同 , 可能会是造成醋酶同工酶酶谱类型不同的一个重要因素 。但是当我们查阅大麦生育期
内各地的气候条件 , 发现除地形地貌条件外 , 从冬季各地的平均气温图中可以找到一些更
合理的解释 , 即与各地地形地貌相联系的生态条件中的重要因子— 气温密切相关 。以湖北省
月份气温分布图为例 ∀图 : ∃〔’”〕 , 南北温差较大 。鄂西南河谷盆地和鄂东南为省内两
个温暖中心 。 冬季寒潮南侵时 , 鄂西南河谷盆地 、三峡谷地 、鄂西北江汉谷地 、鄂东南都由
于大 山脉阻挡 , 其气温比同纬度地区相对高一些 。 从图 : 的等温线的分布可以看到 , 鄂东
南和鄂西南的气温比较一致 , 这是酶谱类型 < 品种分布的主要区域 。而酶谱类型 < 和酶谱
类型姗聚为一类 , 其地理分布和气候条件也是最为接近的 。具酶谱类型 皿的品种地 区分布
跨度很大 , 但它们的气温条件是相近的 。 可见 , 相同酶谱类型的品种来源地无论是相对集
中还是分散 ,这些地 区的气候条件是相似的 。
但是 , 酶谱类型在同一地区的交错重叠分布现象也是存在的 。 例如恩施地区 , 既有酶
谱类型 < 的品种 , 也有酶谱类型 皿的品种 Ι黄梅地区分别有酶谱类型 < 、 < 、 Δ : 种类型的
品种 。说明交错分布是很正常的现象 , 可能由于同一地区各局部的小气候也存在不同程度
的差异 , 也说明湖北大麦品种有较好的地区适应性 。 同时启发我们既要重视大的生态条
第
期 丁毅等 % 湖北大麦品种酷酶同工酶酶谱与地区分布关系的研究
件 , 也要注意局部的小气候 。
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图 : 湖北省
月份气温 ∀℃ ∃分布图 〔, “〕
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: > 8 酶谱在大麦引种育种等生产实践中的应用
在对湖北大麦品种的酶谱类型分析中 , 我们可以看到具酶谱类型 < 、 # 、 # 和恤 的品
种是湖北省广为栽培的农家品种 , 占 9 = 。 因此 , 在大麦的引种和育种生产中 , 我们应该
利用等纬等温原则 , 同时也应考虑其酶谱类型 。 在同一酶谱类型中的不同品种 , 可能更适
合于在该酶谱所分布的不同地区栽培 。而在不同酶谱类型的品种间进行杂交配组 , 更有利
于产生杂种优势 。我们曾对中国野生大麦与栽培大麦的杂交配组研究已证明过这一点 。特
别是对具酶谱类型 [ 、 Α 、 讥 和 Α< 等少数几个地 区的特有品种 , 它们是否存在一些独特品
质或抗性特征 , 而可被我们加以利用 , 是值得我们进一步研究的问题 。
致谢 武汉大学生命科学学院植物系植物分类教研室陈宝莲工程师为本文绘图 。
参 考 文 献
中国作物学 会大麦 专业委 员会 主编 > 中国大麦文集 , 第 8 集 > 北京 % 中国农业科技 出版社 ,
  > 8
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陈家宽 , 杨继主编 > 植物进化生物学 > 武汉 % 武汉大学 出版社 >
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丁毅 , 宋远 淳> 大麦酷酶同工酶酶谱的聚类分析与遗传研究 > 武汉大学学报 ∀自然科学版 ∃ ,
 & , 9
∀! ∃ % ;8 一 ; :9
孙立军 , 高吉寅 , 关建平 > 中国大麦醋酶同工酶的多样性 及其地理分布研究 > 作物品种资源 ,
 & , 8 %
一 &

∋ 武 汉 植 物 学 研 究 第
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浙江省农业科学院 , 青海省农林科学院 主编 > 中国大麦品种 资源 目录 , 上册 ∀国 内品种 ∃ > 西宁 % 青海人民出版社 >

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 Τ
 ;
丁毅 , 游俊 , 徐 乃瑜等 > 普通小麦∀? +32 34∗ 。 。72 3二Δ α > ∃不同品种醋酶同工酶酶谱分析的初步研究 > 武汉植物学研
究 ,
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Τ 8 !
钟扬 , 陈家宽 , 黄德世编著 > 数量分类的方法与程序 > 武汉 % 武汉大学 出版社 ,
  ∋ > & : Τ !&
唐文雅 > 湖北自然地理 > 武汉 % 湖北人民出版社 ,
 ∋ > 89 一9;
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