免费文献传递   相关文献

宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋白的研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 19(2) 16l一】75
宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋白的研究
万海清 粱明山 许介眉
( ,I大学生物乐,成椰61 0064)
c乏y仁f), ,
摘 要 采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)对宽叶韭的 3个代表居群内不同植株问的过氧化物酶、酯
酶和 l6个居群问 内酯酶 (EST)、过氧化物酶 (POX) 葡萄精_6一磷酸脱氧酶 (G PDH),苹果酸酶
(ME)、苹果酸脱氢酶 (MDH)、天冬氨酸转移酶 (AA 、腺苷三磷酸酶 (ATPase) 乳酸脱氧酶
(LDH)8种同工酶系统 及可溶性蛋白进行了分析。结果发现:居群内不同植株的酶莆无差异;居
群间的酶谱存在多态性,酶谱差异 明显,且各居群均有其特征酶谱。采用”排序 力法和聚类分析,
对宽叶韭 16个居群酶谱的相似系数和酶谱距离进行了研究.同工酶谱表型差异彼此显著的3个代表
居群的可溶性蛋白jf5{向电泳图谱也表现 出明显差异, 印证 了同工酶的分析结果。结合细胞学的最新
核型证据,从生物化学角度确定 了这 l6个居群间的亲缘关系和彼此的分化程度。结果表叫:宽iI’韭
明显分为两大娄,即冬季不倒苗和冬季倒苗两类 在同一类型中各居群之问彼此近缘, 日冬季不倒
茁的类型分化程度较高.本研究首次将多种同工酶的综台分析与聚类分析及可溶性蛋白双向屯泳用
于葱属植物的种内分化研究,为植物分子进化和系统学研究提供了科学依据。
关键词 宽叶韭:种内分化:同工酶障类分析;可溶性蛋白双向电泳
— — — — — — 一 —
— — — — 一
— — — — — — — +—— — ——一 — —
The study 0n isozyme and soluble proteins 0f intraspecies
differentiation in AIlium hookeri
W an Haiqing Liang M ingshan Xu Jiemei
(Departmenl Bio?ogy,S~buan u Unfvera~ty.Chen u 61006 41
Abstract Inthis paper,isozymes ofPOX,ESTofbloatsof3 populations and POX,EST,G6PDH
M EM DH,AAT,ATPase andLDH of16po pulations ofA hookeri and soluble proteins of 3 ofthe
16 po pulations were analysed by means of po lyacrylamide gel electrophoresis.The r~ults indicate
that the isozymes are non—different among the bionts of one population,the isozym~ patterns and
soluble proteins ones are remarkably different among the populations with each showing character·
istic isozymes and soluble proteins pattern onthe basis ofthe Rfvalue and isozymes activity.M ore-
over,the resemblance oftheisozymes patterns ofthe16 populations ofA hookeriwereanalysed us·
ing the methods of arranging and clustering analysis.The results indicate that perennial .hookeri,
which include al three triploids populations,Pingshan,Ruyuan and Longsheng po pulations,and
such diploids as Dafeishui,Emei Qingyinge,Muchuan,Qingshen,Wulong and Nanchuan popula·
l997-08-0 9收藕
第一作者简介:万海清.男.1964年出生,讲师,硕士,从事生物化学科研和教学工作.
国家自然科学基金资助项 目 (项 目编号 39370051)
维普资讯 http://www.cqvip.com
r2 广 西 植 物 】9卷
tions studied in our research,are closely related arr~ong various populations within the same type,
whereas non—pe rennial A hookeri populatins,which wither during the winter,are a/so closely relat。
ed t0 each other within the same type.Differentiation level ofperennial populations is rather high·
The originality of this paper exists in tbe application of IEF/SDS-PAGE in the research of
intraspe cies differentiation of Altium and OUr expe riments prove that this research approach is more
indicative and pe rsuasive.In conclusion.isozymes and soluble proteins can be genetic markers of
the genetic diferences and relationship among intraspe cies.And theyprovide reliable biochemical
basisforthe study ofintraspe c Jesdifferentiation ofplant.
Key words Afium hookreH:intraspe cies diferentiation;isozyme cluister analysis;soluble protein
TFF /SDS—PAGE
在植物的进化 中、染色体数 目和结构变异在种内分化和物种形成中起着重要作用 。实际上,
就是在种内不同的居群之间,也经常发生染色体的变异。例如,近年来对宽叶韭在居群水平上的分化
和进化研究主要集中在染色体变异上 ¨ ,揭示了宽叶韭种内存在核型多态现象和倍性变化。
宽叶韭 (At/ium hooke~Thwaites)是百台科 (Liliaeeae)葱属粗根组 (sectBronmtorrhiza)的
植物,分布于四川、云南 (西北部)和西藏 (东南部),以及斯里兰卡 不丹和印度的北部 ,在
我国南方的一些地区特别是云南和四川常栽培作蔬菜食用。
在生物的进化过程中,变异基因经复制分离形成了不同位点基因,从而编码同工酶等蛋白质的不
同亚基, 因此同工酶是基因变异的产物、是识别遗传基因存在的标记 C5,6) 通过同工酶分析,可以
从分子 水平上揭示物种的起源、形成和种 内分化 同工酶分析探讨植物的系统与进化的研究较
多 叫” 但有关葱属植物同工酶的研究,国内外报道不多,王芳平等 ¨ 曾对葱属 16个品种 (包
括宽i11 韭一个品种 )进行了过氧化物酶同工酶分析 Haishima et al¨ 对葱 (Altium tutosm.L.)
的 日本地方变种 (BunchingOnion)进行了同工酶多型现象的研究,用等 电聚焦分析了 5种等位酶
基因位点的分化情况,测量了有关遗传距离,表明在育种条件下发生了居群分化,从而产生了该作物
的一些地方 性变种。
可溶性蛋白是 比同工酶稳定的基因表达产物,几乎不受环境的影响,因此可溶性蛋白组分和亚基
的分析 已广泛用于植物的分类、进化、作物育种及遗传变异等方面的研究。用可溶性蛋白来分析葱属
植物种内各居群问的分化还未见报道 我们从 1995年3月至 1997年 5月连续对宽叶韭居群内各植株
间酶谱和居群问酶谱进行了重复性研究,得到了完全一致的结果,这些结果对从分子水平研究宽叶韭
的种内分化提供了有参考价值的背景资料。
1 材料和取材
I.1 材料 宽叶韭的各个居群材料均采自四川大学植物园。居群名称见表 1,
1.2 取材 均取单株为供试材料,分析 POX时;取由外向内的第一h~uf;对其余酶系统的分析取由
里向外的第 3片叶。
2 试 剂
丙烯酰胺 (Act)。甲叉双丙烯酰胺 (Bis)、四甲基Z,--胺 (TEMED)均为 Sigma公司产品:两
性 电解质 (Ampholines)pH3.5~10 pH5~8为 LKB公司产品;二硫苏糖醇 (DTT)、辅酶 I
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 万梅清等: 宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋白的研究 163
(NAD)、辅酶Ⅱ (NADP)、氮蓝四唑 (NBT)、吩嗪甲硫酸 (PMS) 一巯基乙醇均为上海生化研
究所东风试剂厂产品;其余均为国产分析纯。
表 1 宽叶韭 16个居群名称
Table 1 Thenamgof16 populationsofAtium hookeriThwadtes
表 中:1,3.4,5,9,10.1I展群是冬季叶片枯萎型,其条为 季生 常擐型
3 方 法
3.I 制样
3.1.1 酶液提取 7,9 1 g新成熟叶片加 1.5 mL冷提取液 (0.1 mmol/L Tris—HCL缓冲液.
pH7.8,内含 5% (W /V)蔗糖、14mmol/L巯基乙醇),冰浴匀浆,在 4℃ 15 000 rpm下离心
15 min,上清渡贮 于—20℃ 备用。
3,1.2 可溶性 蛋 白制 备 参照逯斌等 ‘ 的方法,取 10 g新鲜叶片,液氪研磨成粉:悬 浮于
20 mL 提 取 液 (20 mmol/L Tris—HC1,pH7.5,1 mmol/L KC1,2 mmol/L MgClz,1 mmol/L
PMST),加入少量 PVP,短暂匀浆;4℃,12 000 rpm离心 15 rain;上清液与含 0.07%琉基乙醇的
冷丙硐液以 l:4(V/V)混合,一加 ℃下沉淀 4 h;4℃,15 000 rpm离心 15min,弃上清;沉淀
用含 0.07%琉基乙醇的冷丙酮液洗涤一次,4℃,15 000 rpm离心 15min,弃上清;沉淀在 10~l5
℃下真空干燥后,溶于 6mL UKS (9.5 mol/L尿素,5mmo|/LK2CO、,1.25%SDS.0.5%巯
基乙醇,2%两性电解质 cpH3,5~10),6%TritomX-100);16 000 rpm 离 20min,取上清,贮
于一20℃备用.
3.2 电泳
3.2.1 同工酶的聚丙烯酰胺凝胶电泳 (PAGE) 参照张龙翔等“ 和周本正‘18 的方法.浓缩胶
浓度均为 4%,凝胶缓冲赦为pH6。7的 Tris-HC|。分离胶浓度为7.5%~1O%,G PDH (葡萄糖 一
磷 酸脱氢 酶,Glucose--6-phOSphate dehydrogenase,E。C.1.1。1.49),ME (苹 果 酸酶 ,Malie
enzyme,E.C.1.1.1.40),POX (过氧化物酶,E.c 1.11.1,7),LDH (乳 酸脱氢酶,Lactate
dehydrogenase,E.C 1.1.1.27),AAT (天冬氨酸转移酶,Aspartate aminotransferase.E.C.2.6.1。
】_),ATPase(腺苷三磷酸酶,LC.3.6.1.8)用 7.5%的分离胶;EST (酯酶.Esterase,E.C.3。1.
l_2),MDH 【苹果酸脱氢酶,Malatedehydrogenase,E.C.1.1.1.37)用 10%分离胶,分离胶缓冲
液为 pH8。9的 Tr 一HC1。一样量为 50~80 L,电极缓冲液均为 5mmol/LTris一38mmol/LGly,
pH8.3 在 4~8℃冰箱中,稳流电泳8~20h(同工酶不同,电泳时间不同)
3.2.2 可溶性蛋 白
3.2。2.1 等电聚焦 参照何忠效等 ”的方法修改进行。不同在于:配胶时,Ampholine pH 3.5~
维普资讯 http://www.cqvip.com
164 广 西 植 物 19卷
10为 400flL/10mL胶,pH 5~8为 550.uL/10mL胶,用 TritonX-100代替 NP-40 a预电泳时按
200 v、15 min:300 v,60 min;400 v,60 rain进行。上样量达到 600~750/tg的蛋白质总量 电泳
时, 先 400 V 18 h; 后 600 v 2.5 h。
3.2.2.2 第二向 SDS—PAGE 主要按梅百根 20 的方法进 行 胶板 厚度为 0.2 cm,分 离 胶维 度为
10%,浓缩胶浓度为 4.5%。 电泳时采用先稳流 15mA约 1.5 h,直至溴酚蓝达到胶下缘,停止电
泳.取 出凝胶,进行染色
3 3 染色
3.3.1 同工酶系统 EST G6PDH,ME,MDH、AAT.LDH的染色方法按Solt~D-E·&Soltis
P.S.( l 的方法和王中仁 的方法,Pox ATPase的染色方法按胡能书 的方法。
3.3.2 可溶性蛋白 用 0.25%考马斯亮蓝 R25o,按常规操作进行
4 结果与分析
4.1 宽叶韭居群内植株间同工酶酶谱比较 (图 】~6)
4 1.1 宝兴居群 (I)(2x,冬季倒苗)
4.1.】.1 EST酶谱 (斟 1) 酶谱表型为:浅蓝紫色胶板上共分出 10条谱带,可分为4区 【I区色
深,Ⅱ区色浅而清晰.Ⅲ区色深,rv区色浅)。酶谱中8个植株的酶带特征完全一致,呈现出8个重
复样的现象,8个植株 EST同工酶酶谱模式图为一个式样,如图所示。
4.1.1.2 POX酶谱 (图2) 酶谱表型为:胶板上共呈现 4条带,分为两个区域,I区色浅,Ⅱ区
色更浅 虽然整个酶谱带数不多;但 7个植株的酶谱一致a
4 1.2 青神居群 (2 x.冬季不倒苗)
【_2.1 EST酶谱 (图3) 酶谱表型:淡蓝紫色胶板上有 10条酶带,共分 3个区域,I区色较
深.Ⅱ区色浅而清晰,Ⅲ区色较深 8个植抹的酶谱也是一样的。

墨圈
墨圃
_
■Z四
日■盈
雹翻
a■口
E■盈

I区 葛 } 医
)Ⅱ区
}Ⅲ区 圆 Ⅱ区
)Ⅳ区
图 】宝兴居群 (I)8个植株 EST
同工酶酶谱
Fig— EST isozymogram ofeighl
bionts ofBaoxing poplalalion
图 2宝兴居群(I)7个植株POX
同工酶酶谱
F .2 PO X isozymogram ofseven
bionts ofBaoxing population
圈匝
瞄雹■
田瞳 I医
】Ⅱ区
Il医
圈3青种居群 8个檀株EST
同工酶酶懵
F .3 EST isozymogram of eight
bionb ofQingshen populalion
4.】.2.2 POX酶谱 (固4) 酶谱表型:无色胶板上共可分清8条酶带,可分3十区域,I医染色
深,Ⅱ 区色浅清晰,Ⅲ区色很浅 所试8个植株的POX 同工酶酶谱完全相同。
4.1.3 广西龙胜居群 (3 x,冬季不倒苗)
墓曷髓
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 万海清等: 宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋 白的研究 I65
4·1-3·1 EST酶谱 (图5) 酶谱表型:浅蓝色胶板上共呈现 8条酶带,可分为 3区,I区色深

Ⅱ区色浅清晰,Ⅲ区色浅,测试的7个植株的 EST同工酶酶谱也完全一致
4·1-3·2 POX酶谱 (图 6) 由图 6可看出,龙胜居群 7个植株的 POX 同工酶酶谱仍然全部相
同a无色胶板上共显现7条酶带,明显分为两区,I区染色稍深,Ⅱ区色浅
, 各带都清晰
●一
圉翻

圈翻
I区
图4 神居群 8十植株 POX
同工酶酶谱
Fig.4 PO X isozymogram ofeight
bionts ofQingshen population
I医
}Ⅱ区
豳 Ⅲ医
田5龙胜居群 7个植株 EST
同工酶酶普
Fig.5 EST isozymogram of seven
bionts ofLongsheng population
图 7】6个居群 PO X同工酶酶谱 (编号见表 1)
Fig--POX isozymogram of 16 po pulation of A hookeri
(No ofpopulations refer to table 1)
一 、
嘲 I I区
~f# 2 I
卿 J
Ⅱ区
图 6龙胜居群 7个植株POX
同工酶酵谱
Fig 6 PO X isozymogram of sevetl
bionts of Longsbeng population
图8 16个居群 G6PDH 同工酶酶谱 (编号见袭 1)
Fig·8 G6PDH i~ozymogram of16 population ofA ho。keri
(No.ofpopulations refer L0 table 1)
4·2 宽叶韭 16个居群间同工酶酶谱的测定和分析 (图 7~14)
4-2·1 酶谱表型特征 根据电泳结果,就不同酶而言,由于不同酶带的Rf值不同
, 16个居群共分
离出一系列不同谱带 不同谱带在 16个居群中的表达及活性强弱不同
, 因而各个居群的酶谱差异集
中体现在特定区域,其中能反映居群差异的特征带可为分析种内分化提供遗传依据
, 并确定 出有关居
群问的亲缘关系
鐾 量一

掰四删川瑚柳 瞄枷辨撕
№黜黜船
维普资讯 http://www.cqvip.com
广 西 植 物 9卷
4.2.2 酶谱排序
采用江洪等 Ⅲ 的方法,求算出各个居群间酶谱 (Rf)的相似系数、不相似系数,并以此进行酶
谱排序。
2 3 4 5 6 7 l 9 10 ll 12 13 14 15 16
~r]nqNl11几1Ilrl1 ril1
垦瘩圉国鼠莒垦冒垦JlI寓箜
&3篇===!=:====。:!=
图 9 16十居群 EST同工酶酶谱 (编号见表 1) 图 10 16个居群 MDH 同工酶酶谱 (编号见表 1)
Fig.9 EST isozymogram of16 population ofA hook~.ri F LI.10 M DH isozymogram of16 populationin of -hooker
B0
B0
B0
B0
B0
(No.ofpo pulations refer to table 1)
2 3 4 5 6 7 8 9 10 Il 12 13I4 l516
图 11 16个居群 ME同工酶酶谱
RD
B0.
B0.
B0.
&0
(No.of populations refer to table 1)
图 12 16个居群 AAT同工酶酶谱
Fig.11 M E ~ozymogram of16po pulationofA hookeri Fig,12 从 T [sozymogram of16po pulationin oFA hookeri
4.2.2.1 居群酶谱相似系数 (c):
c : 掣 器 堋。% 两居群酶谱带总带数
屯2.2.2 居群问酶谱 (Rf)的不相似系数 (d)及总和 (∑)
d;100%-c ∑:16个d之和
4.2.2.3 确定各个居群酶谱在 轴上的位置 ()(j)
n—==H H 互】[1= ~ ⋯一刚 [二=H二同
。几 — ]口二 一 ⋯

=二===固 口—口===
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 万海清等 宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋 白的研究 167
把不相似值总和最大的居群 (第 i号)酶谱作为a标记在 x轴的。位,找d{与第 i号居群酶谱最
不相似的酶游 (第j号)以 b标记在 x轴的另一端 其标记座标按一定比例 (如 j:10等),确定其
余各个居群酶谱沿 x轴对第 i号居群的距离 (xi) x.可由公式算出:
, L + ,) 一D}

— — 一
L:居群 l J问酶谱的不相似值:D 居群 l与所求居群间酶谱的不相似值;Dh.届群 J与所求届群 闻酶谱的不相
似值 )
所求出的各d.各∑及各X.可列入一矩阵表中,不同同工酶都有相应的矩阵裹 (表2~9)
囝 13 16十居群ATPase同工酶酶谱
Fig.13 ATPaseisozymogram of16 populationofA [~ookeri
R O
B O
n o
R O

B 0
R 0
R 0
B·O.
图 l4 16十居群 LDH 同工酶酶谱
14 LDH isozymogram of16po pulationinofA l~ookeri
表2 宽叶圭 16个居群POX同工酶系统的不相似系数总和与 值
Table 2 Thevaluesofthe$11m ofdissimilarity coefficient andXl ofPO X isozymes ofthe 16po pulations
of .1~ookeri(No.ofpopulations refer to table I)
编 号 居 群
维普资讯 http://www.cqvip.com
168 广 西 植 物 】9卷
4.3 平均聚类分析 [Il_
4.3.1 16个居群8种同I酶系统的平均不相似系数总和 (£)及 .
首先由前面所得的8个矩阵表可求出各个不相似系数的平均值,然后求出 和 值,见表 10
4.3.2 16个居群的8种同I酶谱在x轴上的排序 如图 15所示。
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 万海清等 宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋白的研究 169
4.3.3 类平均聚类分析
根据表 lO,按熊全沫 的方法,宽叶韭各居群聚类围如图 l6
由圈 l6可见,如果在相似系数为 58%处划线,则宽叫‘韭种内这 16个居群可分为两大类,冬季
倒苗的二倍体居群为一大类,冬季不倒苗二倍体居群和三倍体居群为一大类,这与宽叫 韭的生活习性
等特性进一步相互印证 每大类内各居群间相似系数均大于 71%。
表5 宽叶韭 16个居群MDH同工酶系统的不相似系数总和与)【i值
Table 5 The values ofthe shin ofdissimilarity coefficient andX ofM DH isozymes ofthc1 6 populations
0r .kookeri N0.ofpopulations referto tableI1
维普资讯 http://www.cqvip.com
70 广 西 植 物 19卷
4.4 可;割生蛋白双向电泳囝谱5蜥
用 IEF/SFS—PAGE分析同工酶酶谱差异较大的 3个代表居群 (广东乳源居群 (3 x。冬季不倒
荫)、宝兴居群 (I)(2 x,冬季倒苗)、青神居群 (2 x,冬季不倒苗))的可溶性蛋白组分。 电泳结
果见 图 I7~I9。
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 万海清等: 宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋白的研究 171
将双向电l抹图谱分为 A、B、c、D、E、F、G、H、I 9个主区,其中 A、B、c、D、E 5个区
蛋白斑点较多,而 B、C、D、E、F 5个区蛋白斑点清晰而稳定,其它区斑点少而淡 3个代表居群
的主要区别表现在 A、B、c、E 4个主区:图 l7、19的示意图中 A、B区所指示出的蛋白组分是广
东乳源居群所没有的,这可能是二倍体居群所特有的;图 18示意图中 E区所指示斑点是两个二倍体
维普资讯 http://www.cqvip.com
广 西 植 物 9卷
圉 15 16个居群8种同工酶谱平均距离在x轴上排序(比饲 【:15)
Fig 15 Orderation of the 16 populations ofA hookeri in x axis by pattern of8 kinds ofis㈣ es
一 簿 营 击
; g = g
9————————r————] ag
I1—————-—-—--———.....—.... .—..—J f BⅡ i
1————]墅 r_-———] 。
=二二=一 r]塑
~
l
1
6
5

9 2.1
s l
三三 ]—_ 。l I3—————————J I⋯ I
i三三三三三=二二 一 J · — — - — - - — — — - · - - - — — - - - - - —
. . . . . . . . . . . . . . — — . . . . . — — J I
罔16~nf31.:16个居群同工酶谱带相似性类平均聚娄分析材系图
Fig·16 Dendrogram illustrating the relationshJp~among the 16 populations ofA booke,f
. number
R5 in Table I.based on Ihe s Jmlar Jtie~of8 kinds ofisozymes
图 j7 宝兴居群 (I)可溶性蛋自双向电泳图谱
F培 17 IEF/SDS—PAGEp~tern ofthe soluble proteinsextractedfromBaoxing
po pulation ofA hookeri
居群所没有而三倍体的广东乳源居群所有的;固 18、19的示意图中C区所指示的斑点又是冬季不倒
苗居群所特有,而宝兴居群 (I)所没有;其它区域中,这3个居群 同样存在明显差异,如 F D 区
等一这些区别与表 i0中所包含的结果一致。 由此可说明,能反映出蛋白质成分币¨亚基组分差别的蛋
丁 一寻
二B;. 一_ 蓟c~-
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 万海清等 宽叶韭种内分化的同工酶及可溶性蛋 白的研究 173
白质 向电泳可为种内分化研究提供重要的鉴定指标 (25,26)
图 17~19还表明,冬季不倒苗的这两个居群总的蛋白斑点明显多于冬季倒苗居群,这反映出冬
季不倒苗类型的蛋白组分复杂些,相应的基因组成也要复杂些 冬季不倒苗的两个居群的可溶蛋自图
谱相似程度较大,与冬季倒苗的宝兴居群相似程度较小,这一结果也与同工酶酶谱分析的结果相符
(同 7~14)
图 18 乳源居群可潘性蛋白双向电泳图谱
Fig,墙 IEF /SDS—PAGE pattern ofthe soluble proteins extractedfrom Ruyuan
population of .hookeri

5 讨 论
H1 A 一●1 0
B I E 1
.-r三 .

.1.
囝 】9 青神居群可溶 睦蛋白双向电泳图谱
Fig.19 IEF/SDS—PAGE patternofthe soluble proteins extractedfromQingshen
population ofA hookeri
(1)居群选择和酶的选择.四川大学植物 园现有 16个宽叶韭居群.其中包括二倍体冬季不倒苗
型,二倍体冬季倒苗型,三倍体冬季不倒苗型 我们根据居群形态差异较大、地理位置相差较远,以
及生长特性和核型,选择了 3个代表性居群:宝兴居群 (I)(2 x,冬季倒苗) 青神居群 (2 x.冬
季不倒苗) 广西龙胜居群 (3 x,冬季不倒苗)。
根据植物生长时期不同同工酶的表达有差异.我们选择了常用而可变程度较大的酯酶和过氧化物
酶进行居群内植株间同工酶分析 酯酶是植物生命活动旺盛期的重要酶类,它的同工酶丰富并有特征
I 一

一 一 ● ●
E]一 .二 一 一 0
十:一
维普资讯 http://www.cqvip.com
74 广 西 植 物 9卷
性谱带,它能代表植物生理生化某一方面酶的表达程度。过氧化物酶是植物保护系统中的重要成员,
在植物的不同发育阶段都较丰富且稳定性好
(2)由实验结果可知,各分析居群内不同同工酶酶谱在植株间的表现完全一致,而且特征稳定。
这是因为宽叶韭的有性生殖退化,仅以无性生殖进行繁殖,所以一个居群实为一个无性系,个体间遗
传特性一致,至于同一居群内个体间的POX和 EST的 PAGE图谱与不同居群问的 PAGE图谱内的
POX和EST图谱表现差异,是因分别实验时问前后问隔了一年多,同工酶的表达有时空差异,所以
在前后实验 中,此两种同工酶酶谱出现差异,属正常现象。
(3)就居群问而言,根据相似性大小,可将 】6个居群明显分为冬季倒苗和冬季不倒苗两大类
(图 l6),而且这两大类正好具有不同的生活习性。宝兴 (I)和 (I )居群、峨眉脚盆坝居群 大
理 (I)、(I )和 (Ⅲ )居群 都江堰居群为冬季倒苗类群,即到了冬季地上部分要枯萎死亡,仅靠
地下部分越冬,次年春季出苗;其余的所有居群则为冬季不倒苗类型,即到了冬季地上部分不枯萎,
继续保持生活状态过冬。在冬季倒苗的类型中,各居群问的相似系数大于 79%:在冬季不倒苗的类
型中,各居群问的相似系数高于 70%。但是这两大类群间相似系数却只有 57%。在宽叶韭种内明显
分化为两大类的这一事实,说明宽叶韭种内确实发生了遗传性上的变异
(4)聚类结果与宽叶韭各居群的形态特征可相互印证。形态上,冬季倒苗的各个居群都表现出叶
片柔弱,窄而短小,叶片表面几乎不具光泽;冬季不倒苗类型则植株表现高大 叶宽、质地较硬,叶
表丽具有一定光泽。
(5)从物种的演化来看,三倍体来源于二倍体 在适应性能上,三倍体居群比二倍体居群具明显
优势,从我们引种栽培中可以看到,在同一生境下,三倍体植株生长势和分生能力明显大于二倍体植
株 由于我们所研究的所有三倍体居群都属于冬季不倒苗类型,又由于绝大部分葱属植物具有冬季休
眠习性,所以我们认为冬季不倒苗习性是后期出现的。加上可溶性蛋白组分的双向电泳也反映出了冬
季不倒苗类型的遗传基因要复杂些。因此宽叶韭中冬季不倒苗类型是分化程度较高的类型。
(6)宽叶韭这种行无性繁殖的植物,其三倍体是由二倍体通过芽变产生的。现有的宽叶韭各居群
都属于栽培类型,在栽培上,三倍体具有适应低海拔生境的生物学习性,加上较好的农艺性状而被选
留下来。在栽培过程中,由于不同地区的土壤、气候等外界条件的差异,也有助于宽叶韭的种内分化
(从圈 l6中可以看出>
(7)采用 排序 方法所得到的结果与聚类分析所得结果基本一致,宽叶韭的 16个居群同样明确
分成冬季倒苗和不倒苗两大类,且两大类间酶谱 (Rr)在 x轴上的间距远远大于每大类 中各居群问的
酶谱间距。冬季不倒苗类型是分化程度较大的类型。图 15则显示出了各居群的分化程度大小,沿 X
轴分化程度变大,其 中峨眉脚盆坝居群 (图 15中的 4)相对来说是分化程度最小的,大飞水居群
(图 15中的6)是分化程度最大的。就方法而言, 排序 方法和聚类方法均可达到定量比较水平,从
而避免片面性,适用于植物种内分化的研究
参 考 文 献
I 中国科学院 《中国植物志》编委各 中国植物志第十四卷.北京:科学出版杜.I980,208
2 洪德元 植 物细 胞分类学 北 京 科学出版杜.】990.76~87
3 晏一祥等 葱届粗根组5种材料的桉型研究.植物分粪学报,【990,28{3)】77~】84
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 万海清等: 宽叶韭种内分化的同工酶及 溶性蛋白的研究 175
4
5
Huang Rui—th xu Jle-mei et aL A study on ka~otypes and their evolutionary tirends in AUium Bromatorrhiza Ekbery
(Liliaceae).Cathaya l985.7:133~145
王中仁.植物等位酶分析 北京 科学 出版社.1996.44~50
陈家宽,镑 继 植物进化生物学.武祝 武设大学出板社,1994,157~159
仇志军.西瓜 品种资源亲缘 关系的同工酶分析.湖南表学 院学报,1994,200)222-227
方缚社等.应 用回工酶进行柑桔分类和进化研究.植物丹 类学撼 1993,31[4】329~352
包满珠等.棉野生种与栽培 品种的同工酶研究,园艺学报.1993,20{4]:375~378
胨志秀.蜡棉 】7个 品种过氧化物酶同工酶 的研究.植物研究 1995.15(3)403~4】1
苏应娟等.湖北八角莲属植物过氧化钫酶 同工酶分析.武汉植物学研充 1994.12(1):44~47
Fernandez J A e/a/.Biochemical variation to determine phylogenetie relationships b~tween Hord~ m chilense and other
American species ofthegenusHordeum(Poacca曲. Syst. 1987.157:l05~l19
Jerrold T D e/a1.Isozyme variation and species delimitation among di oid populations of the PusM~eUia nuftallina complex
(Poaceae):Characterfixation andthe discoveryofphylogencties sped .TAXON.1993.42:585~599
王芳平等.葱 属几十种的同工酶研宄 福建师范 大学学报 (自然) 1984. l03~ 1]O
Haishima M et a1.Isozyme polymor0hi~m in native varieties of Japanese banching onion(A?tium/btufosm L1 Japanese
Journal Breding,1993.43(4):537~547
逮斌等.一种改 良的植物蛋 白飙 向电诛方法 生钎化学与生物 物理进展.1989.16(6):480~48I
张龙翔等.生物化学实验方法和技术.北京:高等教育出版扎 198I,94~11】
周本正.实用电诛及免疫电诛拄术.武汉:湖北科拄 出版杜,1988.98~104
何忠效,张树玫 电辣.北京:科学出版挂.1990,155~】6 I
梅百缸 蛋 白质的双析凝腔电津.植物生理学通讯.198,. ):52~54
Soltis D E& Soltis P S.[sozyme in Plant Biology.Portland OR Dioscorides press,1989.16~33
胡能书等.同工酶技术及其应用.长 :湖南科技出版社.1988.70~B5
江 洪等.柏木属植物过氧化物酶同工酶的研觅 植物分类学报.1986,24(4):253~258
熊全竦.同工酶电材:数据的分析厦其在种群遗传上的应用 遗传,1986,8(1)l~5
借英 贤等.花生属栽培种与野生种的蛋 白质亚基掏成分析.植物学 报.I991.33 ):28O~285
滕 晓月等.水稻广亲和与非广亲和品种蛋 白质的 比较研 作物学报.1994.20(6)739~745
博 ∞ 控 封 ;号
维普资讯 http://www.cqvip.com