全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22(6)：557— 562 2002 年 l1月
温度 对六种外来杂草过氧化物酶 同工酶谱的影响
郭水 良1，2，毛郁薷 ，强 胜2
(1．浙江师范大学生命与环境科学学院 ，浙江金华 321004；2．南京农业大学杂草研究室 ，江苏南京 210095)
摘 要 ：应用 聚丙烯 酰胺 垂 直板 凝胶 电泳 ，比较 了加拿 大一枝 黄花 (Solidago canadensls)、小 飞蓬 (Conyza
canadensls)、野塘蒿(Conyzabonarinsis)，钻形紫菀(Aster sublatus)、一年蓬(Erlgeronannuus)和马缨丹(Lan-
tana camara)等 6种外来杂草在 38、25、5。C处理 60 h后的过氧化物酶同工酶谱差异，分析了酶谱差异与对温
度适应的关系。结果表明，温度变化对一年蓬、小飞蓬、钻形紫菀过氧化物酶同工酶谱的影响相对较小，野塘
蒿通过增加酶带、调整同工酶的组成来适应温度的变化，反映出这 4种杂草对温度变化具有较强的适应能力；
加拿大一枝黄花表现出对高温的适应能力较弱，对低温适应性较强 ，马缨丹对温度变化表现出相反的适应特
点 。
关键词：外来杂草；温度；过氧化物酶同工酶谱
中图分类号 ；Q944．54 文献标识码 ；A 文章编号 ：1000—3142(2002)06—0557-06
Infl uences 0f temperature 0n peroxidase
lS0ZVm 0gram S 0t SlX eX0tiC w eedS ● n ● -● 1
GU0 Shui—liang 一，MAO Yu—ruI，QIANG Shengz
(1．College of Life and Environmental Sciences，Zhejiang Normal University，Jinhua 321004，China
2．Weed Research Laboratory，Na ing Agricultural University，Nanjing 210095，China)
Abstract：By polyacyacrylamide gel electrophoresis，peroxidase isozymes of six exotic weeds including Solidago
canadensis，Conyza canadensis，Conyza bonarinsis，Aster sublatus，Erlgeron annuus and Lantana camara were
surveyed for 60 h under 5。C，25。C and 38。C．The variance of POD isozymograms of the six exotic weeds un-
der different temperatures and their adaptation tO temperature were analyzed
． The results showed：(1)No ob—
vious changes of POD isozymograms were found in Erigeron annuus，Conyza canadensis and Aster s“blnt“s
when temperature changed，Conyza bonarinsis could adapt itself tO the changes of temperature by the addition
of its POD isozymic bands，these four exotic weeds had broader niche of temperature；(2)S0Z ( 譬0 cn n e s s
could not endure tO higher temperature，while Lantana camara to lower temperature on the bas1’s of their POD
isozymograms under 38。C and 5。C temperatures
．
Key words：exotic weeds；temperature；peroxidase isozymogram
外来植物引入或入侵，已对农林渔牧业产生了
惊人的直接经济损失，它们引起 的生态系统平衡改
变、生物多样性丧失、对农业环境的破坏而造成的间
接损失更是无法估计。外来植物入侵已成为生物多
样性保育和生态系统恢复研究的热点问题。对外来
种的入 侵理 论 ，即入 侵生 态 学 的研究 也 正在 兴
起( ～们。因此 ，开展我国境 内外来入侵植物生态适
应的生理基础研究 ，具有理论和实践意义。
我国东南地 区已有外来 杂草 94种(5)，其中小
飞蓬(Conyza canadensis)、钻形紫菀(Aster subl口一
收稿 日期；2001—08—27
作者简介：郭水 ~(19C4一)，男 ，浙江平湖市人 ，博士后 ，研究员 ，主要从事植物系统分类 、生态学和杂草科学研究工作
。
基金项 目：国家自然科学基金(30170619)
维普资讯 http://www.cqvip.com
558 广 西 植 物 22卷
tus)、一年蓬 (Erigeron口 s)、加拿大一支黄花
(Solidago canadensis)原产北 美，野塘蒿 (Conyza
bonarinsis)和 马缨丹 (Lantana camara)原产 南美
洲。小飞蓬、钻形紫菀、一年蓬和野塘蒿在我国分布
较广 ，加拿大一枝黄花作为花卉引入到南京等地 ，后
在浙江、江苏、上海等地归化 ，是上海地区最常见的
一 种外来杂草，马缨丹在境外是危害严重的杂草，被
称为世界十大恶性杂草(6]，国内将其作为观赏植物
广泛栽培，其逸生种群 已见于我 国南方地区~7,83，在
华东地区偶见有其零星分布的逸生种群。外来杂草
多分布于受人为干扰和破坏 了的环境 中，多见于抛
荒地、田埂路边、交通路两侧 、住宅四周，以上的 6种
杂草中，小飞蓬、一年蓬、野塘蒿、钻形紫菀已分布于
夏熟作物田，对农作物已产生严重的危害，表现出很
强 的生态适应性 。
外来杂草对新环境 的生态适应 ，有其生理学基
础。过氧化物酶同工酶是植物的逆境蛋 白，当植物
受到环境条件的胁迫时，各种形态的过氧化物酶有
助于处于逆境下 的植物代谢过程 的正常进行。因
1
I I
＼ ． ．
O 5O lOO l50 200 250 300 350 t00
Pixel posit ion
图 l 38。C处理后加 拿大一枝 黄花 POD同工酶谱
Fig． 1 POD isozymogram of Solidago canadensis
treated with 38。C temperature
溴酚蓝染色，储于冰箱 中备用。
采用聚丙烯酰胺垂直板凝胶分离同工酶，分离
胶浓 度 为 7．5 (pH8．9)，浓 缩 胶 浓 度 为 2．5
(pH6．7)，胶板有 12槽 ，每两槽加 1样品，加样量为
70、50 L，用 电极缓冲液(6．0 g Tris，28．8 g甘氨
酸，定容至 1 000 mL，使用时稀释 10倍)电泳 ，起始
电压为 120 V，待指示剂溴酚蓝跑过浓缩胶时，再将
电压调至 200 V，电泳约 3．5 h，等到溴酚蓝移至胶
底 0．2 cm时停止电泳( 。
1．3染色及拍照
利用联苯胺法染色，显色完毕后 ，用蒸馏水洗净
残存的染液，利用凝胶图像分析系统(Image MaSter
此，比较外来杂草在不同温度处理后的 POD酶谱差
异，有助于认识外来杂草对温度变化的适应特点，从
而为预测它们在我国潜在的分布范 围提供证据，本
项工作也将丰富杂草生态学的研究内容。
1 材料与方法
1．1材 料
本次实验材料取 自于浙江金华市郊，实验前，取
自然条件下生长良好的植株移栽到营养盆中，成活
后备用 ，分别将这 6种植物置于 38、5。C以及对照
温度 (25。C左 右)下 ，处理 6O h后取样叶进行 电泳 。
1．2制胶和 电泳
取每一植株相近部位的叶片3．0 g，洗净，剪碎 ，
加入少许石英砂，加提取缓冲液(0．1 tool·L一1磷酸
缓冲液，pH7．0，附加有 1 mmol·L-1EDTA和 1
PVP一40(w／v)2．0 mL，在冰浴下碾磨成糊状，1层
纱布过滤，滤液 以 12 000 r／min离心约 2O min，去
上清液，按 1：1的比例用 40 的蔗糖固定 ，加 1滴
乜 ] e 一压 圈一
1
●
1
r1
， r
， ＼ ．
(】 5O l00 15() 200 250 300 350 400
Pj xe1 positi0 rI
图 2 5。C处理后加拿大一枝黄花 POD同工酶谱
Fig．2 POD isozymogram of Solidago canadensis
treated with 5。C temperature
(r)VDS)拍照，应用该机所带的酶带分析软件(Im—
age Master to Lalab)自动作出各温度下的过氧化
物 同工酶波 峰图 。
2 结果与分析
6种外来杂草在 3种温度处 理后 的过 氧化物 同
工酶酶谱变化见图 1～18，不同酶带的迁移率见表 1
～ 2。
图 1～3中，38。C处理 后，加 拿大一枝黄花
POD同工 酶酶 带 与正 常温 度下 的相 比，缺少 了
Rfo．094、RfO．276、Rfo．431、Rfo．467四条带，增加
m∞∞舳阳∞的 ∞加 0
Ⅺ∞∞∞ ∞ ∞暑； 0
维普资讯 http://www.cqvip.com
6期 郭水 良等：温度对六种外来杂草过氧化物酶同工酶谱的影响 559
了 Rf0．369、Rf0．394两条带(表 1)，且峰值明显增
大，酶表达量增加，说明 38。C高温对加拿大一枝黄
花影响很大，而 5。C加拿大一枝黄花与正常相 比，
只增加 了 Rf0．418一条带 (表 1)，且峰值无明显变
图 3 25。C处理后加拿大一枝黄花 POD同工酶谱
Fig．3 POD isozymogram of Solidago canadensis
treated with 25。C temperature
Pixel position
图 5 5。C处理后 马缨丹 POD同工 酶谱
Fig．5 POD isozymogram of Lantana camara
treated with 5。C temperature
Pixel position
图 7 5。C处理后 小飞蓬 POD同工酶谱
Fig．7 POD isozymogram of Conyza canadensis
treated with 5。C temperature
比较图 4～6，5。C处理后 ，马缨丹 比正常的仅
多了 Rf0．477一条带 ，而 38。C处理后 ，马缨丹比正
常的则多了 Rf0．093、Rf0．388、Rf0．420、Rf0
． 442、
化，说明 5。C低温对其影响相对较小。由于加拿大
一 枝黄花原产地在北半球 ，其原产地的生长温度通
常偏低 ，因此其对 5。C低温处理反应较小，表现 出
对低温的适应能力较强。
口 ] 一 匝 _匿 圆 B 口
＼ ，r 1 ，菇
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Fixel position
图 4 38。C处理后马缨丹 POD 同工酶谱
Fig．4 POD isozymogram of Lantana camara
treated with 38。C temperature
图 6 25。C处理后马缨丹 POD 同工酶谱
Fig．6 POD isozymogram of Lantana camara
treated with 25。C temperature
120
l10
100
90
80
70
60
50
40
30
20
l0
O
Pixel position
图 8 25。C处理后小飞蓬 POD同工酶谱
Fig．8 POD isozymogram of Conyza canadensis
treated with 25。C temperature
Rf0．484五条带(表 2)，酶带明显增加，说明高温诱
导马缨丹酶带增加 ，从而适应高温的环境。由于马
缨丹原产于热带美洲 ，图 4～6的结果同样说明了马
●
∞∞∞ ∞∞们∞ 加0
p 曲lI plI ．[ 】c
∞∞∞ ∞∞ ∞加m0
p ∞c pc _【
∞g；∞ ∞∞们∞ 0
∞c plI _E 】c州
加 ∞∞∞ ∞∞∞∞加m0
∞c 二 _【啦 州
曲 _【
∞∞∞加∞∞如∞加 0
一 ∞ c一 一∞ 一(王
维普资讯 http://www.cqvip.com
56O 广 西 植 物 22卷
缨丹对高温气候条件的适应性。
比较 图 7～ 8，5。C 小 飞 蓬 比 正 常 的 多 了
Rf0．419、Rf0．492两条带，减少了 Rf0．327一条带
(表 2)，峰值升高，酶含量增加，说明小飞蓬对 5。C
的低温有一定 的抗寒能力 。
图 9 38。C处理后钻形紫菀 POD同工酶谱
Fig．9 POD isozymogram of Aster sublatus
treated with 38。C temperature
田 一
J i
Pixel DOSition
图 11 25。C处理后钻形紫菀 POD glI酶谱
Fig．1 1 POD isozymogram of Aster sublat“s
treated with 25。C temperature
图 13 5。C处理后野塘蒿 POD同工 酶谱
Fig．1 3 POD isozymogram of Conyza bonar s
treated with 5。C temperature
0·400两条带(表 1)，说明钻形紫菀对低温和高温均
产生一定的抗性 ，但总体上其 POD酶谱变化并不
图 9～l1中，钻形紫菀的基本酶谱带较多，共有
8条，38。C处理的钻形紫菀 POD同工酶酶谱比正
常的增加了 Rf0．220、Rf0．397、Rf0．409三条带，缺
少了 Rf0．465一条 带(表 1)，染色较深 ，5。C钻形 紫
菀 POD同工酶酶谱与正常相比增加了 Rf0．340、Rf
图 10 5。C处理后钻形紫菀 POD同工酶谱
Fig．1 0 POD isozymogram of Aster sublatus
treated with 5。C temperature
Pixe1 position
图 12 38。C处理后野塘蒿 PODglI酶谱
Fig． 1 2 POD isozymogram of Conyza bonarinsis
treated with 38。C temperature
图 14 25。C处理后野塘蒿 POD同工酶谱
Fig．1 4 POD isozymogram of Conyza bonar s如
treated with 5。C temperature
大，反映出钻形紫菀对温度有较宽的适应幅
。
比较图 l2～ 14，38。C和 5。C处 理后 ，野 塘蒿
∞加m∞∞∞ ∞∞蚰∞加m0
cm c _【m】(州
∞加m∞∞∞ ∞∞∞∞加m0
c c _【 ×州
∞加 ∞∞∞ ∞∞∞∞加 0
cm c _【m×
∞加m∞∞∞∞∞∞们∞加 0
p c c一 一mx一
∞{寻m∞善：∞加∞∞们昌； m0
J( ∞cm c州 一m】(
∞加 ∞∞∞ ∞∞∞∞∞m0
一c∞ c _【∞
维普资讯 http://www.cqvip.com
6期 郭水 良等：温度对六种外来杂草过氧化物酶同工酶谱的影响 561
POD同工酶酶谱比 25。C时均有明显增加 ，其中，38
。C处理后 ，增加 了 Rf0．243、Rf0．275、Rf0．424三条
带，减少了 Rf0．371一条带 (表 1)，5℃处理后增加
了 Rf0．247、Rf0．377、Rf0．442和 Rf0．461四条 带
(表 1)。这也说明野塘蒿对高温和低温有较强的适
应能力 。
1
台 1
‘矗
喜
一
要
·
a ] 一 丑 一
I
r
熙 璺／
～ 一／ 1 ／冀；＼曼{
Pixel position
图 15 38℃ 处理后一年蓬 POD同工酶谱
Fig．1 5 POD isozymogram of Erigeron a?I?lUU$
treated with 38。C temperature
lO
00
90
80
70
6O
5O
4O
30
2O
lO
O
Pixel position
图 17 5。C处理后 一年蓬 POD 同工酶谱
Fig．1 7 POD isozymogram of Erigeron a?I?lUU$
treated with 5。C temperature
3 结 语
在植物细胞清除 自由基的防护系统 中，过氧化
物酶起着重要的作用 。当外界温度发生剧烈变化
时，植物体内的代谢过程也发生相应变化，往往会使
植物体内自由基产生增加，其结果一方面诱导酶活
性的升高，但同时，这些 自由基又可直接攻击生物大
分子，使酶活性丧失 ，尤其是与清除 自由基活性氧有
关的过氧化物酶，因此表现在环境越恶劣，酶活性越
低 。在图 1～18中，不同温度处理后 ，6种外来杂草
比较 图 15～ 17，一 年蓬 在 38。C处理后，其
POD同工酶 比正 常的多了 Rf0．298一条带，少了
Rf0．450一 条带 (表 2)，而 5。C处 理后 ，则 比正常 的
少了 Rf0．450一条带(表 2)，说明一年蓬通过改变
POD同工酶的组成来适应高温和低温的胁迫 ，一年
蓬在我国有较广的分布。
l
j l
岳
苫
苎
团 L ．j
． ． 一／
0 50 100 150 200 250
Pixel position
图 16 25。C处理后一 年蓬 POD同工酶谱
Fig．1 6 POD isozymogram of Erigeron aFZFZUU5
treated with 25。C temperature
1 2 3 4 5 6
图 18 不同温度处理后 一年蓬 POD同工酶
Fig、1 8 POD isozymes of Er~geron n “Ms treated
with 38 。C．25 。C and 5。C temperature
图 18中；1、2为 38。C处理后 。一年蓬 POD同工酶酶谱j 3、4为
25。C处理后 ，一年蓬 POD同工酶酶谱；5、6为 5 C处理
后 ，一年蓬 POD同工酶酶谱 。
过氧化物同工酶谱的变化也正反映了它们对温度的
不同适应 特点 。
在对照处理下，6种外来杂草过氧化物酶同工
酶大致有 2种情况 ，马缨丹、小飞蓬、野塘蒿和一年
蓬的酶带较少，前两者均为 4条 ，后两者分别为 5和
6条，而加拿大一枝黄花、钻形紫菀的酶带较多，均
为 8条。在温度剧烈改变的情况下，又存在两种情
况 ，其中一年蓬 、小飞蓬、钻形紫菀的酶谱变化相对
较小，而马缨丹 、加拿大一枝黄花、野塘蒿发现明显
变化。温度变化对一年蓬、小飞蓬、钻形紫菀过氧化
物酶同工酶谱的影响不很大，野塘蒿则是通过增加
维普资讯 http://www.cqvip.com
562 广 西 植 物 22卷
酶带、调整同工酶的组成来适应温度的变化 ，这 4种
杂草对温度 变化 的适应 能 力 较强 ，它 们在 我 国已有
较广的分布。从酶带的变化来分析，加拿大一枝黄
花表现出对高温的适应能力较弱 ，对低温气候 的适
应性较强 ，马缨丹则表现出相反的适应特点，即对高
温有较强的适应能力 ，而不能适应于低温气候。从
本文的数据表明，植物能够通过改组同工酶系统来
适应外界温度的变化0o3。
表 1 加拿大一枝黄花 、钻 形紫菀、野塘蒿的 POD同工酶迁 移率
Table 1 POD Rf values of Solidago canadensis，Aster sublatus and Conyza bonarinsis
表 2 马缨丹 、小飞蓬 、一年蓬的 POD同工酶迁移率
Table 2 POD Rf values of Lantana Ca~lara，Conyza canadensis and Erigeron annuus
加拿大一枝黄花 、马缨丹在 国内的逸生种群尚
限于局部地区，从温度变化对两者 POD同工酶谱的
影响来分析，马缨丹的潜在危害将发生在我国南部
地区，而加拿大一枝黄花则在我国偏北的地区有潜
在危害。当然 ，要对加拿大一枝黄花 、马缨丹在我国
的分布范围进行准确的预测，除考虑温度这一因素
外，还应该考虑水分条件、土壤质地和人们对环境的
干扰强度等因素。
参考文献：
[13王翰林．警惕：生态入侵——关于尽快建立生物防治
体系的呼吁[N3．科技日报，2000年 9月 12日第 5～
7版 (绿色周刊)．
[23陆光庆．生物入侵的危害EJ3．世界农业，1999，4：38
— 39．
[33彭少麟 ，向言词．植 物外来种入侵及其对生态系统 的
影响EJ]．生态学报 ，1999，19(1)：56O一569．
[43强 胜 ，曹学章。中国异域杂草的考察与分析EJ]．植
物资源与环境学报 ，2000，9(4)：34—38．
[53郭水良，李杨汉．我国东南地区外来杂草研究初报
EJ]．杂草科学，1995，2：4—8．
C63苏少泉．杂草学EM]．北京：农业出版社，1993．
[73浙江植物志编辑委员会．浙江植物志(第 6卷)[M]．
杭州 ：浙 江科学技术 出版社 ，1993．
[83江苏植物研究所．江苏植物志(下)[M]．南京：江苏
科学技术 出版社 ，1982。
[93何忠效，张树政．电泳 [M]．北京：科学 出版社，
1999．
ClO]刘成运 ，孟 庆梅 ，权 明清．冷 害条 件下 凤眼莲 某些
生理特性变化的研究 [J]．武汉植物学研究，1993，
儿 (4)：343—353．
维普资讯 http://www.cqvip.com