全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 26(1)：92— 96 2006年 1月
岷江流域王百合和通江百合多酚
氧化酶同功酶的研究
姚青菊，夏 冰，彭 峰，何树兰，周 康
(江苏省中国科学院植物研究所 南京中山植物园，江苏 南京 210014)
摘 要：应用聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳技术，对岷江流域王百合 3个采样点的 14个样品和通江百合 4个
采样点的 4个样品的多酚氧化酶(PPO)同功酶进行了研究。结果表明，两种百合的多酚氧化酶在种间和种内
均有一定差异。酶谱的聚类分析在遗传相似系数约 0．5处，将两种百合 18个样品分成 5个类群 ，其中王百合的
13个样品聚成了4类 ，样品 12则与通江百合的 4个样品聚成了 1类 ；5个类群在外部形态上也呈现出相似性。
关键词 ：王百合；通江百合 ；多酚氧化酶；同功酶
中图分类号 ：Q945 文献标识码：A 文章编号 ：1000—3142(20O6)01—0092—05
Study on polyphenol oxidase isozyme of
Lilium regale and Lilium sargentiae
in Minj iang River Valley
YAO Qing—ju，XIA Bing，PENG Feng，
HE Shu—lan，ZHOU Kang
(Institute of Botany，Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210014，China)
Abstract：Polyphenol oxidase(PPO)isozyme in 1 4 samples from 3 populations of Lilium regale and 4 samples
from 4 populations of L．sargentiae in the Minjiang River Valley was tested by polyacrylamide gel electropho—
resis(PAGE)．The results are stated as follows：There are some variations between inter and intraspecies of
the two lilies：At the genetic similarity coefficient of 0．5，the 18 samples can be divided into 5 groups，13 sam—
pies of L．regale belong to 4 groups，while a sample of L．regale and 4 samples of L．sargentiae belong to the
fifth group．The morphological character also shows some resemblance to isozyme of PPO．
Key words：Lilium regale；L．sargentiae；polyphenol oxidase(PPO)；isozyme
王百合(Lilium regale，又名岷江百合)和通江
百合(L．sargentiae)是 百合属百合组 的两个种，仅
产于我 国四川 省。王百 合 由英 国著名 植 物学 家
Wilson E．H．在 l903年发现于四川岷江地 区，并于
l905年将其引种至英 国和美国，随即发展成为最流
行的园艺栽培品种(McRae，l998)。王百合植株高
80～120 cm，强健耐寒 ，花喇叭状 ，芳香 ，是重要的育
种材料 。作为父本 ，王百合先后 与通江百合 L．sar—
gentiae(L．×imperiale Wilson)、淡黄 花百 合 L．
sulphureurn(L．×sulphureum)、紫 脊百合 L．1eu—
canthum var．centifolium(L．×centigale)、卷丹 L．
1ancifoliurn(L．×lancifolium‘Pink Star’)等杂交
产生了许多优 良杂种 ，美 国还育成 了金黄色的王百
合 品种 Royal Gold(龙 雅 宜 等 ，l998；Zhao等，
l996)。通江百合也是 Wilson E．H．在 l903年发现
于泸定通河河谷(McRae，l998)，因容易使人误解为
收稿日期：2004—09-12 修回日期：2005-07-24
基金项目：江苏省自然科学基金资助(BK20011 52)[Supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province(BK2OO1152)~。
作者简介：姚青菊(1971一)，女 ，陕西渭南人，硕士，工程师 ，从事植物遗传多样性与物种保护研究，E-mail：维普资讯 http://www.cqvip.com
1期 姚青菊等：岷江流域王百合和通江百合多酚氧化酶同功酶的研究 93
本种产于四川I通江地区，故《四川I植物志》定名为“泸
定百合”。本种植株高 大，茎杆粗壮 ，株高达 12O～
150cm，花喇叭状 ，大而芳香 。本种与王百合 、湖北
百合 L．henryi(L．x aurelianense)等所得的杂种在
开花期 、花色 以及 花形上都有很大 的变异 (龙雅 宜
等，1998；Zhao等，1996)。在岷 江流域野生百合 资
源的调查中，发现王百合和通江百合在当地分布范
围较广，资源蕴藏量很大，并且随着其生境的不同在
形态上有很大的变异 ，表现出典型的生态型差异 ；作
为喇叭状大花类型的代表 ，在百合新品种选育上有
很重要的价值 。本文在野外资源调查 、采集 的基础
上，对这两种百合的多酚氧化酶同功酶进行了分析 ，
为保护和利用该两种百合资源提供了科学依据。
1 材料与方法
1．1试验材料
两个百合种的 7个不同居群 ，于 2001年 7月采
自四川岷江流域的 7个采样点。王百合以汶川为起
点 ，沿岷江河谷向下游方向每 20 km左右作为一个
取样点，随机采挖 2O个种球(间距 20 m 以上)，共 3
个采样点 (Sites R1，R2，R3)；通江百合采样地点分
别为岷江河谷 (2个取 样点 ，Sites S1，S2)、大渡 河
(泸定县 ，1个取样点 ，Sites S3)、青衣江(天全县，1
个取样点，Sites S4)，采样方法同王百合。采集点气
候 、土壤 等生态条件差异很大 (表 1)，据调查 ，汶川I
至都江堰仅相距 89 km，年降水量却从 600 mm 骤
升至 1 200 mm 以上 ，王百合三个取样点之间的降
水量差异在 100～200 mm 之间。通江百合取样地
中，泸定降水量为 800 mm，天全 1 400 mm，都江堰
1 200 ram(四川省测绘局 ，1981)；而各样点 的土壤
条件差异也明显，汶JII县样点的土壤极为干燥 ，有呈
莲座状生长的兰科植物 分布。在降水量较高的地
区，土壤 的排水和透气性都 比较好 。
全部样品采回南京后，种球冷藏，至 9月下旬种
植于本所资源材料 圃中，同时进行 PPO 同功酶分
析，样品 1～5取 自王百合 Site R1；样品 6～10取 自
王百合 Site R2；样 品 ll～14取 自王百合 Site R3；
样品 15取自通江百合 Site s1；样品 16取自通江百
合 Site S2；样品 17取 自通江百合 Site S3；样品 18
表 1 岷江流域王百合和通江百合采样地点与生境
Table 1 Sampling sites and habitat of L．regale and L．sargentiae in the M RDA
取 自通江百合 Site S4。
1．2叶片 PPO同功酶测定与分析
1．2．1测定方法 参照何忠效等(1999)的方法。酶
液制备：剪取各样品生长旺盛的全展功能叶片，各样
品称取 0．5 g，分别剪碎后放人研钵 中，加入 5 mL
的 Tris—Gly(pH8．3)缓冲液 ，冰浴研磨成匀浆后，
10 000 r／min、4。C冰冻离心 20 rain，上清液即为酶
浸提液。制板：采用不连续 聚丙烯酰胺垂直平板凝
胶电泳，其中分离胶浓度 7．5 ，浓缩胶浓度3 。加
样：用微量加样器吸取 3O L酶浸提液，潜水加样。
电泳：电极缓冲液为 Tris—Gly(pH8．3)，在 4℃冰箱内
进行电泳，起始电压为 9O V，待胶板上出现溴酚蓝色
带后，将电压增 至 140 V，直到溴酚蓝迁移到距胶板
下端 1 em时，停止电泳。染色：凝胶放人染液中，来
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94 广 西 植 物 26卷
同振荡 5～l0 m 酶带显出后记录酶谱井拍照．
1．2．2数量分析方法 参照何 等(1 g．06)同功酶数
量分樊方法，根据酶 潜带圈．以 Rf值依 次确定借带
名 ．按照各讲 带的活性强 弱，分刖给各谱带蕊值．方
法 如下 ：谱带不 出现 ．赋值为 n；谱带表现 话性较弱 ．
斌 蛆为 1；谱 带活- 较强 ． 值 为 2；暗带 活陛强 ，赋
值 为 =应用 J {x!rtl公式 (I— (a-E_1])，a为 2 1、
样 ．5 问共同抑有 的带数 ．1I为仅在 一个样 品中 出现
的带数总和)．计封：拌c J 相似系数(遗传距离为D
— l—I． )，使用 I~PG-MA法，在 S 1、AI Is’T]CA软件
中．进行 聚类分析
2 结果与分析
2．1叶片 PPO 同功酶酶谱特征
互 阿台与 西江百合不 同采 集点 18个样品功能
I}片的 PPO同功酶电泳 谱 见图 】和表 2。
『=l1罔 1可见 ，两个 百台利 的功能叶片中共出现
笃 1 工 =二1台 与通江百 合 1 8个佯品叶 片 『l1 o同功 群蕊谱
Rt 编号
。-_一 IZ,23 ‘ 】
+ cI I ppo2
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表 2 王百合与通江百合 l8个样品叶片 PPO同功酶酶带模式图
Tal 1c 2 Sketch of PI ()is：~zy；-r!e ban r!s il：Ihe!F．inina of 1 8 s,am pl(s in 一 ‘,gale and e~ti,qe
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7条PPO同功酶酶带．其 Rf值分别为 0．23、0 30、
c．3B、n．46、0．B2、0．∞、 ．68t分别记为谙带 ppol
ppo2、Pl(、 、ppo4、ppO5、 })a6和 ppa7) 可： 其分
为：酶区 l(ppol和 pp1)!)、酶区 l1(ppo3和 ppo4)、
酶区 【I】(ppo5、ppo6和 ppo7)．形成 3个 活 区域 ．
样 间焉性差异很大 其 中 ．I；pc~2 ppo3和 ppo5三
条借带为所有样品哟 现．但各样l 问活 差异电
报 明显 ．尤其 是 ppo3，表现为 ：样 】、6、8、9和 l 6、
18中 陛均很小．在样-昂 4、7、10、1】、12、1 7中活洼
均很大 ；t：lm 1带，以样品 1、5、6、I1 1 为活件较大 ，
其他样 品 性较小 ． 群 l l8为最小{『i pp06带在
夫多数样品中均表现为 活性 很高 ．只在样品 5、6和
0中活 性表现较低 从 两个百 合种间 比较来看 ．通
江百合 _个样 品功能 叶片的 PP【)同功 酶谱表现一
定的特 征 ：pI_。l、ppo4、ppo5和 ppo7淆陉很低或
没有 ；而 于百 台 1 4 样l 问变化很大
2．2样品的遗传分类殛其亲缘关系
根据 PP【)同功酶酶谱叶]各谱带的出观儿摩和
晒性强删表 现．绘制 l 8个洋品的 I’P()同功味潜带
模式圈 ．见衰 2 为进 一步分析两个 阿台 资源 1 8个
样 问的亲缘荚系 ．按照数据黜值方法 ，录用褶似系
数聚类j}析法，对王百合和通江雨台 l8个样品进行
一 一 一 一_
～ 一 一 一 一-
一 一 一 - 一
一 一． 一 一
一_ 一 一． ．
一 一 一 一 一
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_ _ _ I - 一 一
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一 一 一 一 ． 一
一 ． 一． I - 一
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一 - 一 一 _ 一
一 一 一 一一 一 一
一 一 _ 一
一_ ～ I -
二三
l
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l期 姚青菊等：岷江流域王百合和通江百合多酚氧化酶同功酶的研究 95
分类 ，得到结果如图 2。
从聚类图上看 ，在遗传相似系数 0．5处 ，可将王
百合和通江百合 l8个样品分为 5类群，对各类群的
形态特征进行 比较 ，可以发现(表 3)：通江百合 4个
采集地的样品全部集 中于第三类群中，而且形态特
征差异不大 ，说 明该种 的遗传 较稳定，尽 管分布较
广，但生态型分化较 少；而 王百 合的 3个采 集地的
l4个样品，分布在 5个类群别 中，但形态特征仍然
以采样点(居群)间差异为显著，同一采样点 的样 品
间差异较小。说明该种的遗传 变异较大 ，生态类型
丰富。其中比较特殊的是第二类群的样 品 2和第 四
类群的样 品 9，样品 2表现为在 l8个样品中无论鳞
茎宽度 、地上茎高和粗壮程度 、花径等均为最大，而
样品 9在 l4个王百合样品中表现为最小值 ；第五类
群样品 3、4、7、8、lO、l1、l4和第一类群样 品 l、5、6
形态表现基本相同，反映出 3个采样点 (居 群)的代
表性特征，即第一采样 点的样 品形态指标值均显著
大于(或区别于)第二和第三采样点的样品，后两个
1 00 0 95 090 0 85 0 80 0 75 0 70 065 0 60 0 55 0 50 0 45 0 40 0 35 030
图 2 王百合和通江百合 18个样品的 PPO
同功酶酶谱相似系数聚类图
Fig．2 Association among 18 samples of L．regale and
L．sargentiae by cluster analysis with similarity
coefficient of PPO isozyme bands
表 3 王百合与通江百合 I8个样品分类与形态特征
Table 3 Classification and morphology of 18 samples in L．regale and L．sargentiae
采样点间无显著差异。
3 结论与讨论
同功酶分析作为一种普遍应用的遗传标记技
术 ，在了解植物天然居群的遗传结构 ，探察种内遗传
多样性、种间遗传关系等方面有较好的效果(王中
仁 ，1996)。多酚氧化酶同功酶在其他物种的分类研
究中有较多应用，效果较好(区炳庆等 ，2003)。多酚
氧化酶(PPO)是百合 中较重要的酶之一 ，对百合鳞
茎贮藏过程中品质生理 (蒋益虹，2003)和生长发育
过程中抗逆性以及花色形成(McRae，1998)，具有重
要作用。
本文对两个百合种的叶片多酚氧化酶同功酶做
了初步研究，发现王百合与通江百合多酚氧化酶在
不同的居群内和居群间都显示了一定的变异。通过
相似系数法聚类分析 ，发现岷江流域 7个采集点(居
群)的野生王百合和通江百合可分为 5个类群，王百
6 5 2 3 2 7 8 5 6 9 3 8 4 『、 O 4
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96 广 西 植 物 26卷
合有 5O 的样品集中在第五类群，还有 5o％的样品
则分布于其他 4个类群中，而且王百合样品 l2正好
与通江百合4个样品一起，全部集中于第三类群中。
究其原因，可能是本研究中的通江百合(4个种质资
源)的种性纯度要高于王百合 (14个种质资源)；也
可能是王百合生态型分化多，类型比较丰富，居群间
差异较大，随着生态条件的改变而变化更大。
另外，通过比较 5个类群的样品形态特征，发现
通江百合的种内差异也较小 ，而王百合则表现为在
同一个采样点(居群)中，尽管样品的多酚氧化酶同
功酶差异较大，但多数样品的形态特征比较接近，形
态特征差异主要表现在采样点间。与多酚氧化酶同
功酶差异表现相似 的是 ，在第二类群和第 四类群的
王百合样品中，不但分布的样品数目少，第二类群中
只有样品 2和 l3，第四类群中只有样品 9，而且最大
的特点是 ，样品 2的鳞茎宽度 、地上茎高、花径等各
指标值在所有样 品中均为最大，而单独分布在第 四
类的样品 9则表现为各指标值为最小。这对进一步
分析王百合的遗传多样性具有一定意义。
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