全 文 ：元江芦荟与皂质芦荟的杂交育种及 !#同工酶比较!
铁 军!，金 山!，白海艳!，吴志萍
（! 长治学院生化系，山西 长治 #$%#!!； 内蒙古农业大学林学院，内蒙古 呼和浩特 #!##!&）
摘要：以元江芦荟（!#$ %&’()*’(+$(,*, ’()*+，,-.*+ ./ 0(1）和皂质芦荟（! 2 ,’-#(’.*’（3(/ 4）
5674）为亲本进行了远缘有性杂交试验，获得了 !&株 8! 代植株。对 8! 代植株与亲本进行
了外部形态比较；同时与亲本种及同属的华芦荟（中国芦荟）（! 2 /0*($(,*,（5674）96:.;）和
库拉索芦荟（! 2 1$.’ 04）进行了过氧化物酶同工酶（<=>）比较。其结果表明，8! 代与亲本
在外部形态上存在明显差异；<=>同工酶酶谱显示，8! 代与各个种间具有较高的相似程度，
且各个种又具有各自特征酶带。这证实了 8! 是元江芦荟与皂质芦荟的杂种（! 2 %&’()*’(+$(,*,
? ! 2 ,’-#(’.*’）。
关键词：芦荟属；杂交育种；<=>同工酶；杂种
中图分类号：@ &$A 文献标识码：3 文章编号：#BA C D##（##B）#A C #EE C #D
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芦荟是百合科（0(U(6[.6.）芦荟属（ !#$ 04）多年生常绿肉质植物（汪发缵和唐进，
!&E#）。具有医疗、美容、保健、食用等多种功能，素有“多用良药”、“天然美容师”、
云 南 植 物 研 究 ##B，=>（A）：EE ] &$
:;13 +)13.-;3 ?@..3.-;3
! 收稿日期：##$ C #D C #，##B C #! C !D接受发表
作者简介：铁军（!&D$ C）男，蒙古族，内蒙古通辽市人，讲师，理学硕士，主要从事植物学、植物生理学教
学与研究。H C Y6(U：/(.^1*D$_.V)12 [)Y
“家庭医生”等美称，以致风靡全球（顾文祥和诸淑琴，!）。芦荟种类繁多，世界已有
#$$余种，分布在以南非为中心的热带地区及世界各地（熊佑清和姚利，!%）。我国的芦
荟种质资源比较贫乏，据报道仅在云南元江地区、福建南部、海南岛和广东雷州半岛有两
种野生状态的芦荟存在，即华芦荟（中国芦荟）（! & #$%&%’$’（’()*）+(,-.）和元江芦荟
（! & ()*%+$*%,&%’$’ /0123，45-23 -6 708）（熊佑清，!；9$$9）。随着芦荟产业化的发展，对
芦荟的需求日益增加，为弥补我国芦荟种质资源贫乏的现状，对芦荟进行杂交育种，培育具
有优良性状的芦荟新品种是势在必行的。王俐等（9$$!）曾做过库拉索芦荟（! & -&.*）的多
倍体诱导，以期为芦荟的多倍体育种奠定基础。综合大量的资料，在国内近几年对植物的育
种研究的报道较多，鸢尾属（黄苏珍等，!:；!%）、丁香属（刘玮等，9$$$）、山茶属
（王仲朗和夏丽芳，!9）等，但对芦荟杂交育种方面的研究尚处空白。本文作者自 9$$!
年开始，以内蒙古师范大学生命科学与技术学院温室内栽培的元江芦荟和皂质芦荟为亲本
进行了远缘有性杂交试验，以期得到具有产量高、观赏价值高和药用价值高的新品种。同
时对亲本及杂种后代，以及其他两种芦荟进行了过氧化物酶（;<=）同工酶的比较。
! 材料与方法
!! 实验材料
供试种芦荟均栽培在内蒙古师范大学生命科学与技术学院温室内。共有 >种和 !杂种，分别为华芦
荟（中国芦荟）、元江芦荟、皂质芦荟（!/0& ’*10%*.$*（?06 *）’()*）、库拉索芦荟（! & -&.* 7*）和杂种
（! & ()*%+$*%,&%’$’ @ ! & ’*10%*.$*）。
!# 实验方法
9$$!年 A B #月间，以元江芦荟作为母本、皂质芦荟作父本进行了远缘有性杂交试验。将选定母本植
株在开花前 ! C人工去雄套袋，开花后 9 C将刚要散粉的父本植株的花药涂在柱头上，继续套上袋，待花柱及
柱头出现枯萎后去袋。将获得的种子 !周后立即播种于小型塑料口杯内，!$ B 9$ C后长出 D! 代实生苗。
以双亲、D! 代、库拉索芦荟及华芦荟同龄的健康根尖 9 B # EF为材料，分析根内的 ;<=同工酶，重
复 !$次；酶的提取为 $&! F1GH7 I.0JK’LG（M’ N&!）缓冲液。采用不连续的聚丙烯酰胺垂直板凝胶电泳
（;?OP）。分离胶浓度为 NQ（M’ %&），浓缩胶浓度为 9&#Q（M’ :&N），电极缓冲液为 $&! F1GH7 I.0JKOGR
（M’ %&A），起始电流 $&% F?H槽，等指示剂溴酚蓝迁移至分离胶时，电流调至 9&$ F?H槽。染色采用醋酸
联苯胺法（胡能书和万国贤，!%#）。将获得的胶片进行薄层扫描，对 ST值作聚类分析，并根据 ST值大
小和酶谱强弱绘模式图，胶片拍照、做干板。
# 实验结果
#! 杂交结果
9$$!年 A B #月，对正交对 A株 !$A朵小花进行人工授粉，获得 N枚果实，结实率为
:&%$Q；反交对 9株 %%朵小花授粉，获得了 #枚果实，结实率为 #&%%Q。正、反交结果
见表 !。
## $! 代实生苗形态学特征
将所采集的 #:粒种子（正交 AN粒，反交 !粒）播种后，共长出 !株 D! 代（均为正
交苗，现有 !:株 9周年生的 D! 代实生苗）实生苗，出芽率为 AA&AQ。根据 D! 代实生苗
的叶型、叶色、叶缘刺、叶片着生及斑点等形态学特征对 !:株杂种苗进行了初步的形态
%9A期 铁 军等：元江芦荟与皂质芦荟的杂交育种及 ;<=同工酶比较
学鉴定。其结果见表 !。
表 ! ##!年 $ % &月杂交试验结果
#$%& ’ (&)*%+) ,- ./$01213#+1,4 !55’
序号 去雄日期 授粉日期 天气情况 结果日期 果实大小678 测量日期
9*8$&0 :#+& ,- :#+& ,- ;&#+.&0 :#+& ,- <,%#0 #=1) > :#+& ,-
7#)+0#+& ?,%%14#+1,4 -0*1+) &@*#+,01#% #=1) 8&#)*0&
’ !55’6A6B !55’6A6C 阴 !’D !55’6A6’! ’EF > 5EB !55’6A6!C
! !55’6A6B !55’6A6C 阴 !’D !55’6A6’! ’EF > 5EG !55’6A6!C
正交 F !55’6A6H !55’6A6C 阴 !’D !55’6A6’! ’E! > 5EG !55’6A6!C
:10&7+ A !55’6A6C !55’6A6’5 晴 !FD !55’6A6’B ’E5 > 5EG !55’6A6!C
7,0)) G !55’6A6’F !55’6A6’G 阴 !’D !55’6A6!5 5EC > 5EA !55’6A6!C
B !55’6A6’F !55’6A6’G 阴 !’D !55’6A6!5 5EC > 5EA !55’6A6!C
H !55’6A6!A !55’6A6!G 晴 !GD !55’6A6!I 5EA > 5E! !55’6A6F5
C !55’6F6F5 !55’6F6F’ 晴 !’D !55’6A6A ’EA > 5EB !55’6G6F
反交 I !55’6A6’ !55’6A6! 晴 !FD !55’6A6H ’EF > 5EG !55’6G6F
(&71?0,7#% ’5 !55’6A6’ !55’6A6! 晴 !FD !55’6A6C ’EA > 5EB !55’6G6F
70,)) ’’ !55’6A6F !55’6A6A 晴 !AD !55’6A6I ’E! > 5EG !55’6G6F
’! !55’6A6H !55’6A6C 阴 !’D !55’6A6’! ’E’ > 5EA !55’6G6F
表 杂种 ’! 代形态学特征的初步鉴定
#$%& ! J,0?.,%,K17#% 7.#0#7+&0) *)&2 -,0 141+1#% 12&4+1-17#+1,4 ,- L’ ./$012)
苗号 叶型 叶色 叶刺 叶着生 斑纹 株型
9*8$&0 <./%%1-,08 M&#- 7,%,*0 M&#- +.,04 N02&0 ,- %&#O&) J,++%14K /?& ,- ?%#4+
’ 8 8 8 8 8 8
! - 8 - 8 - ?-
F 8 8 - 8 - ?8
A 8 8 - 8 - ?8
G 8 8 8 8 8 8
C! - 8 - 8 - ?-
C - 8 - - 8 ?-
I! - 8 - 8 - ?-
I - 8 - 8 - ?-
’5 圆柱形 8 无 堆积 - 变形
’’ - 8 - 8 8 ?8
’! 8 8 8 8 8 8
’B! 8 - 8 8 8 ?8
’B 8 - 8 8 8 ?8
’B# 8 8 - 8 - ?8
’I 8 8 - 8 - ?8
注：8：似母本；-：似父本；?8：偏母；?-：偏父；!#：表示同一口杯中的幼苗
9,+&：8：0&)&8$%#47& +, -&8#%& ?#0&4+； -： 0&)&8$%#47& +, 8#%& ?#0&4+；?8：7.#0#7+&0) )181%#0 +, -&8#%& ?#0&4+；?-：7.#0#7+&0)
)181%#0 +, 8#%& ?#0&4+；!#：+.& )&&2%14K -0,8 +.& )#8& 7*?
($ )*+同工酶鉴定
通过重复实验的结果来看，酶带极为稳定，为了方便说明，将酶带分为 A 个等级：
强、次强、弱、极弱带。可以看出库拉索芦荟具有 F条强带、’条极弱带；华芦荟有 !条
强带、’条极弱带；元江芦荟有 ’条次强带，’条强带；皂质芦荟有 !条弱带、’条极弱
带；L’ 代实生苗（符合育种要求的 A株，分别为 F、A、’B#、’I植株，其
5I! 云 南 植 物 研 究 !H卷
图 ! #$同工酶酶谱照片和模式图
%&’( ! )*+*’,-.) */ #$ &0*1234 123*’,-3 #$ &0*1234 0.4+,53
6( ! 7 #$%；8( ! 7 &’()#)*(*；9( ! 7 +,%)-(%).#)*(*；$( ! 7 *%/0)%$(%；:( %! 044;<&=’
表 ! #$同工酶的 %&值
>-?<4 @ >)4 A/ B-<540 */ #$ &0*12340
种名 C.4D&40 ! E @ F G H I
!10# #$% J7JKJ J7!HJ J7@JE J7FJL
! 7 &’()#)*(* J7JKJ J7!HJ J7@EF
! 7 +,%)-(%).#)*(* J7JKJ J7!HJ
! 7 *%/0)%$(% J7JKJ J7!EF J7!HJ
! 7 +,%)-(%).#)*(* M ! 7 *%/0)%$(% J7JKJ J7!JI J7!HJ
采用二态平方欧式距离法对电泳所得的 A/值进行聚类分析（黄原，!LLK）。以每一种
不出现酶带的编码为 J，出现酶带的以其相对迁移率的值作为编码（表 @），建立原始数据
矩阵，在计算机上运行 CCC !J7J程序，得到聚类图（图 E）。
利用岛津双波长 9CNLJJJ型薄层色谱扫描仪在 FHJ =3波长下对 G种芦荟属植物 #$同
工酶带进行扫描，得到各酶带的相对酶活性（表 F，图 @ O I）。
图 E #$同工酶聚类的分析图
%&’( E $4=;,*’,-3 */ #$ &0*12340
!LE@期 铁 军等：元江芦荟与皂质芦荟的杂交育种及 #$同工酶比较
表 ! #$同工酶各酶带相对酶活性（%）
!#$% & !’% (%$)*+% ,)*+*)- +$.%/ 01 234 */05-6%/
种名 78%,*%/ 9 : ; &
!#$ %$&’ ;<=> ;&=& ::=< &=?
! = ()*+$+,*, ;>=; @@=9 ;=<
! = -.’+/*’+0$+,*, ;:=& <;=9
! = ,’1#+’&*’ &<=& A=> &9=<
! = -.’+/*’+0$+,*, B ;:=> 9C=@ @?=C
! = ,’1#+’&*’
& 分析与讨论
&’( 经过多年的观察发现，在北方温室内
栽培的皂质芦荟具有自花结实的习性，而元江
芦荟只开花不结实。实验表明，元江芦荟花粉
的平均可育率为 @;=A
江芦荟具有自交不亲和性。从表 9 可知，元江
芦荟与皂质芦荟种间的有性杂交，正交平均结实率达 ?=ACD；反交平均结实率达 @=AAD，
说明元江芦荟和皂质芦荟种间远缘有性杂交可以进行，但正反交差异较明显。正反交的平
均结实率为 ?=;&D。
图 ; 库拉索芦荟的酶谱薄层扫描图
E*FG ; !HIJ/,KK*KF 01 234 */05-6%
01 ! = %$&’
图 & 华芦荟的酶谱薄层扫描图
E*FG & !HIJ/,KK*KF 01 234 */05-6%
01 ! = ()*+$+,*,
图 @ 元江芦荟的酶谱薄层扫描图
E*FG @ !HIJ/,KK*KF 01 234 */05-6%
01 ! = -.’+/*’+0$+,*,
&’) 从表 :看出，E9 代外部形态上出现了明显的分离。似母本的有 ;株（分别为 9、@、
9:!），占总植株 9A=<@D；兼有父母本特征的中间类型有 9:株（:、;、&、A、A!、>
、>!、99、9?、9?!、9?#、9>），占总植株 <@=CD。在中间类型中，偏向母本的有
<株（;、&、99、9?、9?!、9?#、9>），占 @A=;D；偏向父本的有 @株（:、A、A!、
:>: 云 南 植 物 研 究 :<卷
!!、!），占 #$%&。此外还有 #株（#’号）与父母本不同的叶变形类型，但株型没有
一株与父本相似。我们按照叶直立、产量高、叶有斑纹、叶刺强壮等标准，在所获得的
#(株中间类型中可选出 株（)、、#*#、#!）符合要求的植株。这为培育具有更高经济
价值的芦荟新品种，丰富我国的芦荟种质资源提供具有前途的材料。从杂种 +# 代的分离
和同龄皂质芦荟自花结实的 +# 代不分离现象可以推断，母本（元江芦荟）在遗传上是杂
合的，在此分离情况难以判断杂合程度、基因型等，还有待研究。
图 * 皂质芦荟的酶谱薄层扫描图
+,-. * /01234566,6- 78 9:; ,37<=>? 78 ! $ #$%&#’(#
图 % +# 代酶谱薄层扫描图
+,-. % /01234566,6- 78 9:; ,37<=>? 78 +#
!! 酶带在凝胶板上的位置，即相对迁移率（@8）及相对酶活性，是表征同工酶带特征
的主要因素。通过同工酶带扫描得出谱峰积分值即为相对酶活性。从图 # A %、表 )看出，
+# 代和 种芦荟（B、C、1、;）都具有 @8值为 ’$’D’和 ’$#*’的酶带，为共有酶带，同
时又具有各自的特征酶带，易于区分。从 9:; 同工酶聚类分析图可以看出，华芦荟
（! $ )*(&+&(）与库拉索芦荟（! $ ,+’#）的亲缘关系较远而与元江芦荟（ ! $ -.#&/(#&0+&(）
的亲缘关系较近。
!# 9:;同工酶目前已被广泛应用于杨属（宴新安等，#!D!）、山茶属（王仲朗和夏丽
芳，#!!(）、草菇（谢宝贵等，(’’#）、一品红（E?F>?F 56G H,63，#!%%）、鸢尾属（黄苏珍
等，#!!*）等植物杂种 +# 代的早期鉴定。在本实验中，亲本与 +# 代的 9:;同工酶酶谱表
)!()期 铁 军等：元江芦荟与皂质芦荟的杂交育种及 9:;同工酶比较
明，! 代有 # 条酶带（$%$&$、$%$’、$%($），包括了双亲的共有酶带，其中迁移率
$%$’的酶带为异于双亲的杂种酶带，由此我们初步推测 ! 代是元江芦荟（!）与皂质芦
荟（）的真正杂交种。本文作者根据《国际植物命名法规》（赵士洞译，)&*）附录!
杂种的名称，杂种规则第 +条的规定，将其杂种命名为 ! % #$%&’$%()%*’* , ! % *$+,%$-’$。杂
种的其余 +条酶带的强弱等级与母本相同，偏母本，聚类分析的结果也表明杂种与母本的
亲缘关系较近，这些与形态特征表现出一定的相关性。
致谢 承蒙内蒙古师范大学生命科学与技术学院满都拉教授对本工作给予指导，斯琴巴特尔教授、侯占
铭教授审阅全文并提出宝贵意见。
〔参 考 文 献〕
汪发缵，唐进，)&$ - 中国植物志［.］- 北京：科学出版社，第 *卷，(+
赵士洞译，)&* - 国际植物命名法规［.］- 北京：科学出版社，(+
胡能书，万国贤，)&/ - 同工酶技术及其应用［.］- 长沙：湖南科学技术出版社，+#—+*
顾文祥，诸淑琴，))) - 芦荟栽培与加工利用［.］- 上海：上海科学普及出版社
黄原，))& - 分子系统学 0原理、方法及应用［.］- 北京：中国农业出版社
熊佑清，姚利，))& - 芦荟［.］- 北京：中国农业大学出版社
熊佑清，))) - 芦荟［.］- 北京：中国农业大学出版社
熊佑清，+$$+ - 芦荟［.］- 北京：中国农业出版社
12345 67（黄苏珍），82 9（顾姻），1: 6;（贺善安），))( - <=: >?>@ABAC3DAE4 34B D=: AFEC?G: 343H?F:F EI .-’* J- ［K］- /
01$%2 3)*,#- 4%5’-,%（植物资源与环境），!（*）：#&—*
12345 67（黄苏珍），82 9（顾姻），134 9J（韩玉林），))&- <=: =?>@ABAC3DAE4 EI .-’* FLL-［K］- / 01$%2 3)*,#- 4%5’-,%（植
物资源与环境），（）：#/—#)
JA2 M（刘玮），82 6!（谷淑芬），JN O7（吕显洲）， )2 $1，+$$$ - 6D2B? E4 F:P23H =?>@ABAC3DAE4 EI 6-’%($［K］- 7#11 7,2 3)*
（植物研究），#$（+）：+$’—+
/,#-%$1 ,8 /’%9,%(%$% :)$;<)-* =,11)()（晋东南师范专科学校学报），#%（+）：’—)
M345 7J（王仲朗），OA3 J!（夏丽芳），))+- ;LLHAR3DAE4 EI L:@EPAB3F: AFEC?G:F DE AB:4DAIAR3DAE4 ! =?>@ABF EI =$>)11’$［K］-
!;2$ 7,2 ?#%%$%（云南植物研究），%&（*）：*+#—*+)
M345 J（王俐），7=:45 6O（郑思乡），JA 7J（李枝林）， )2 $1，+$$- ; L@:HAGA43@? FD2B? E4 D=: LEH?HEAB A4B2RDAE4 34B N3@A3DAE4
EI !1,) 5)-$［K］- !;2$ 7,2 ?#%%$%（云南植物研究），#’（*）：*)#—*)(
M:@G:@ TK，6A4F UV，)’’ - WB:4DAIAR3DAE4 EI LEA4F:DDA3 R2HDAN3@F >? :H:RD@EL=E@:DAR 343H?FAF EI L@ED:A4F 34B L:@EPAB:F:［K］- / @)-)9，
%(：#/—*$
OA: X8（谢宝贵），9A 1（羿红），12345 7J（黄志龙）， )2 $1，+$$- V@EFFY>@::BA45 34B AFE:C?G: 343H?FAF EI A,15$-’)11$ 5,15$B
;)$［K］- / C#&’$% !(-’; D%’5（福建农业大学学报），’$（#）：#’+—#’(
934 O;（宴新安），!2 9Z（符毓秦），JA2 99（刘玉媛），)&) - TAFF:RDA45 >H3B: 34B 343H?CA45 AFE:4C?G: EI =?>@AB RHE4:F EI
0,+1#* 9)12,’9)*［K］- 6<$$%E’ C,-)*2 6;’)%;) $%9 :);<%,1,(（陕西林业科技），&：/—)
*)+ 云 南 植 物 研 究 +’卷