全 文 ：第 1 6 .第 2期
1 9 9 3年 O U J R NA LO F NA N刀
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师大学报 (自然科学版 )
N O RM A L U叮八飞双 S汀 Y ( N . tur 吐象触 ”伪
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睡莲科植物过氧化物酶同工酶的排序分析①
陆佩洪 陈维培
(生物 来 )
摘要 运 用粱丙烯跳按凝胶不连续垂直平板电泳技术和蜡酸联苯胺染 色法对脸莲科
植物花邵组织 的过乳化物畴同工畴进行浏定 , 结合该 类植物 的叶 片和叶户 ,吟语 , 对
趁 、 白睡莲 、 红睡遂 、 黄睡莲 、 纯莱和萍蓬革排序 . 结果表明 : 同一属肪 二议莲 、 红睡莲
和黄睡蓬亲缘关来密切 ,而 不同属的萍蓬草 、 苑莱和莲之问的亲缘关系较远 . 并且这
3 个属与睡蓬的亲球关系亦较跳远 . 被浏植物 中 , 莲和其它植物的不相似性最大 。
关镇词 过乳化物畴同工畴 ,睡莲科 , 排序法 。
O 引言
睡莲科 N ym hP a ae cae e 植物约 1 0 种 ,广布于温带与热带地区 . 我国 (包括引种 )共有 6 属 ,
十余种 。 〔幻有关睡莲科植物的分类学位置的研究前人已有不少报道 ,但名家学者观点迥异 ,至
今尚未取得一致的意见 ,而且尚少应用化学分类方法进行研究 ,为此 , 我们对白睡莲 、红睡莲 、
黄睡莲 、苑菜和萍蓬草等 4个属的 6 种植物的花瓣 、 花柄 、花托等组织进行过氧化物酶酶谱的
测定 ,试图探索这些植物之间的亲缘关系 ,为睡莲科植物的分类学位置的研究提供新的依据 。
1 材料与方法
1
.
1 材料
取自我校花房内栽植的睡莲科植物 : 莲角咖仍如 : 彼衬沙。 白睡莲 刃功刀争加田山 尹蒯 、红睡莲与
黄睡莲 抽网沙划 勺加山 扮` 朋 、萍蓬草 如神, 脚栩山栩 和药菜 肠。蜘她 邵加叹脚` , 采摘各植物的花瓣 、
花柄 、花托或花芯 。
1
.
2 方法
醉液制备 : 0 . 3 9新鲜材料中加入 c m , 匀浆液 (3 O%蔗糖 , 少许澳酚蓝 ) , 低温下研磨成匀
浆 ,经 1 2 0 o 0r /m in 离心 6m加 ,取上清液备用 。
同工醉分离基本上按莽克强 `幻聚丙烯酸胺凝胶不连续垂直平板电泳法 。
过暇化物酶的染色用醋酸联苯胺法 〔3 , .
2 结果
2
.
1 睡莲科被测植物花部组织的过级化物酶酶谱
① 本文千 19 9 2 年 3 月 1 8 日收到 。
本课越是国家自然科学羞金资助项目 。 言建军 、 王保全 、杜传秀 、颇艳奋参加了部分实验工作 .
一 5 2 一
陆佩洪 等 :睡莲科植物过氧化物醉同工碑的排序分析
分别于 1 9 9 0年和 19 9 1 年 5 一 8月数次重复测定 ,酶谱稳定 ,再现性强 . 由醉谱可见 ,苑菜
和莲活性低下 ,其余植物活性强 ,同一植物花部的不同部位均有多条共同区带 , 白睡莲与其商
业上的两品种红睡莲和黄睡莲甚为相似 ,而与莲 、药菜和萍范草的区别明显 .
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表 1
种 名 部位
莲 花托
花拼
雄蕊
红睡莲 花柄
花瓣
花托
白睡莲 花柄
花瓣
花托
黄睡莲 花柄
花瓣
花托
萍班草 花柄
花僻
雄蕊
黄菜 花共
雄蕊
图 1 睡莲科植物花部组织的过暇化物醉阵讲
l 莲花托 a : 莲花瓣 a ,莲雄芯
b : 红睡莲花柄 b : 红睡莲花瓣 b : 红睡莲花托
c : 白睡莲花柄 c : 白睡莲花瓣 c : 白睡莲花托
d , 黄睡莲花柄 d : 黄睡莲花瓣 d : 黄睡莲花托
。 : 萍班草花柄 e : 萍盖草花瓣 . : 萍益草花托
企: 冼菜 花娜 , : 苑菜雄芯
睡莲科植物花部组织过氛化物的 、 同工酶的 R, 值
区带效 左 ,值
0
.
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。
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.
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.
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4 1 0
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0 7 0
.
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2 6 0
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0 7 0
.
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5 3
, 京师大学报 (自然科学报 ) 第 一6卷第 2期 ( 1 9 93年 )
农 2 睡莲科植物过粗化物酶同工蔺总区带橄及其 fR 位
种 名 区带效 凡值
0
.
0 1 0
.
0 7 0
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2 0
.
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3 5 0
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5 6 0
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6万 0 . 6 9 0 . 7 1 0 . 7 3 .0 7 5 .0 7 7 0 . 8 0 0 . 8 5 .0 8 8 0。 9 7
0
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红 . 理
l169白 . 盆
费睡慈
萍班草 2 6
次集 15
表 3 睡莲科植物过级化物酶酶谱矩阵表
建 红睡莲 白睡建 黄睡趁 萍班草 蔺菜
注 : 左下角为相似系数 .右上角为不相似值 ( 1 0 0一相似系数 )
农 4 睡莲科过级化物酶酶谱不相似值总和 (习 )与 : ` .和 ; 表
, 红` , 白睡` , 睡“ , , “ ` }习 。, 、义 , 6 3 `。 “ , ” , …3 , 5 。 。 2`红睡莲 ` ,
\ \ {
2 ` 3 5 , ` ,
}
’ 。 , “ ` , `
白砰莲 6 3 2 2 \ ,。 ` , ` 8
}
’ ` 5 ` , ` , `
黄 . 莲 `。 ` 3 ’ 。 \ 6 0 ` ,
{}
, , , ’ 5 ` , “
萍班草 ` , 5 , 6 , 6。
\ 5 , ’
}
, ,“ , ` 6 ’ 。
两莱 6 9 4 9 48 5 9 53 、 、 12 7 8 6 9 0 3 6
注 . ( 1) 左下角和右上角均为不相似值 .
为邀 ) , ( 4) 。 为在 : 轴上的不吻合差度值 ;
(2 )习为不相似值总和 . ( 3) 。 所求群落沿 x 轴对 。 群落的距离《 .
( 5) , ` 为所求群落沿 , 轴对 , 群落的距离 ( 砂 为费睡建 ) 。
2
.
2 睡莲科被测植物花部组织过氧化物酶同工酶的 R, 值
(见表 l ) . 为全面反映睡莲科植物过氧化物酶特征 , 汇总其叶片和叶柄数据 “ ,列成表 2 .
2
.
3 睡莲科植物过级化物酶同工酶的排序
基本参考王义弘 ( 1 9 8 2 ) 〔` ,和胡志昂 ( 1 9 8 3 ) 〔. , .
计算酶谱间的相似系数和不相似系数 ,列为矩阵 (见表 3)
计算各酶谱不相似值总和 , 并算出各酶谱在 : , , 轴上的距离 : . 和 梦` ,列 于表 4 .
一 5 4 一
陆佩洪 等 :睡莲科植物过氧化物醉同工醉的排序分析
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图 2
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_叮. ’ 聋` _ . ,一3 0 4 0 50 6 0 7 0 8 0睡莲科植物排序图
建 . b 红睡莲 . 。 白睡莲 , d 黄睡莲二 称班草 ; f 拢菜 .
3 讨论与结论
( 1) 酶谱的稳定性是排序的前提 ,我们在 1 9 9 0一 1 9 91 两年的 5一 8 月间对睡莲科 6 种植物
的花瓣 、花柄 、 花托等组织作过多次测定 , 除苑菜因材料不足仅有 3 次重复外 , 余均重复 20 次
左右 , 由观察到的结果表明 ,同一植物的同一组织的酶谱上 ,除活性低的区带略有区别外 ,重复
性均很高 ,证实用过氧化物酶作为睡莲科植物化学分类的标志酶是合适的 。
( 2) 酶是其结构基因的表达产物 , 高等植物体内各细胞的过氧化物酶基因是相同的 ,但各
组织蓦因表达的调控因子不尽相同 , 因而所表达的基因种类和效率亦有差异 ,作为表型之一的
醉谱 , 在同一植物的不同组织中可出现共同区带 , 并可兼具有不同区带 . 此外 ,被测的 6 种植物
中 、除黄睡莲外 , 花瓣的区带都较为丰富 。 但不同植物间相比较时 ,可见到萍蓬草与红睡 莲区
带较多而莲区带数量则较少且活性低 。 如应用同一植物的花与前文 〔` ,有关叶片和叶柄的区带
作比较 , 则可观察到叶片区带较为丰富 ,而且花的各种组织区带常与叶片区带相重合 . 因此作
者认为 ,通过同一植物营养体和花部测得的酶谱 , 其综合后排序 , 从理论上来说 ,更能反映出这
些植物的遗传基础 .
( 3) 从排序图上可见 , 白睡莲与红睡莲和黄睡莲相距甚近 ,反映了属 内植物之间的亲缘关
系是十分密切的 。 然而 ,药菜 、莲和萍蓬草与莲等不同属之间的亲缘关系则较疏远 , 且后三者相
互之间的差距亦较大 。 该结果与前文的类平均聚类分析是一致的 . 另外 , 与聚类分析相 比 , 排
序图上白睡莲 、 红睡莲与黄睡莲三者之间的亲缘关系同样甚为密切 ,证明排序法可以作为数 t
分析的重要手段之一 ,而且其直观性甚为明显 。
( 4) 李惠林 〔” 鉴于睡莲科内诸植物间共性较少 ,认为该科植物可能自不同祖先起源 , 而且
其中的莲更具独特性 ,建议独立成莲科和莲目 。从本文的实验结果表明各属植物中以莲的不相
似性为最大 , 纯菜 、萍菠草与睡莲等的属间亲缘关系疏远 ,但它们之间仍存在着一定的联系 。 此
外 , 根据过载化物醉的测定 , 显示出萍蓬草与其它属较疏远 . 巨具有分立 的恃征 , 其情况与
aT kh at 灿 A ` 的观点相符合 .
一 5 5 一
南京师大学报 ( 白然科学报 )第 1 6卷第 2 期 ( 1 9 93年 )
参考文献
王义弘 。 东北林学院学报 , 19 8 2 ; ( l ) 1 52一 1 5 5
中国农业百科全书编辑部编 . 中国农业百科全书 · 生物卷 . 农业出版社 . 19 91 , 4 58
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莽克强 . 聚丙烯院胺凝胶电泳 . 科学出版社 : 1 9 7 5
胡志昂 . 植物分类学报 . 1 9 5 5 ; 2 2 ( 4 ) : 4 2 5一魂3 1
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喇 ht a c e Ue 一出 a m in OP ha n e ) in ht e it S ues of so me if o , v e r s of N夕m Pha ae e ae ha v e be e n d e et r m i n de w i th
和协 r o r id n a it o n a m o n 8 N议肠,如 .优汀比 , 入肠介咖份 口如 产喇 ,从” 户划 甸加询 扮口如吕 , Nu 砂曰, 测饥山网 a n d
肠锐愉自 邵加曲州 be in s a n a l i se d . I n e o m件 r i n g ht e P r e v i o u s r esu l st a b iat n ed f r o m le a v e s a n d eP it o l留
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( 1 )从网户翻 。如 尹“ a n d N . 勺加汕 如如 be lon s ot sa m e s e n u s , t h e y a , , cl o s e ly r ” la ’ e d ;
( 2 )压~ 如 邵加幽州
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r e la iot sn 川 SP a m on g the m a er ar t h e r d is at n t ;
( 3 ) G e n e it e er la it o n hs ip o f N y m hP
a e a t o ht a t of 价己跳姚白 邵加幽州 , 肠护饭护 砂栩边期 o r N汕m记口
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( 4 ) I n e o m aP r里n g 几内 1 记` ,二户护心 w 宜夕注 a l o f t he o ht e r est det m e m be sr o f N y m P h a ae cae e , t h e
d i铝 im i la r i t le s o P P e a r to be t h e g r e a ; : s t .
队之y w o r ds 竹e r o x i d a s 、 , o之。` m · ; N 了, 里八Ph a e a eea e ; P o l a r o r d i n a t i o n .
一 5 6 一