全 文 ：收稿日期:2007 -04 - 18;修回日期:2007 -05 - 16
作者简介:张　晗(1979 -),女 ,助理研究员 ,从事 DUS 测试工作。
　山 东 农 业 科 学 Shandong Ag ricultural Sciences 2007年　第 5期
两种紫萼藓科植物的 POD和 SOD同工酶分析
张　晗1 ,2 ,沙　伟2 ,郑　琦2 ,高永超3 ,李汝玉1 ,宋国安1
(1. 山东省农业科学院作物研究所 ,山东 济南　250100;2. 齐齐哈尔大学生命科学与工程学院生物系 ,
黑龙江 齐齐哈尔　161006;3. 山东省科学院中日友好生物技术研究中心 , 山东 济南　250014)
　　摘　要:POD和 SOD同工酶分析结果表明:分布于五大连池的毛尖紫萼藓和东亚砂藓中 , 东亚砂藓遗传
多样性较贫乏 ,毛尖紫萼藓之间具有显著的遗传差异 ,东亚砂藓与毛尖紫萼藓属间遗传差异显著。
关键词:过氧化物酶;超氧化物歧化酶;毛尖紫萼藓;东亚砂藓;同工酶分析
中图分类号:Q949. 35 +2　　文献标识号:A　　文章编号:1001 -4942(2007)05- 0018 - 03
Isoenzyme Analysis of POD and SOD in Two Species of Grimmiaceae
ZHANG Han
1 , 2 , SHA Wei2 , ZHENG Qi2 ,GAO Yong-chao3 , LI Ru-yu1 , SONG Guo-an1
(1.Crop Research Institute , S handong Academy of Agricultura l S ciences , J inan 250100 , China;
2.Department of Biology , College o f L i f e Science and Engineering , Qiqihar University , Qiqihar 161006 , China;
3. B iotechnology Research Center of S handong Academy o f Sciences , J inan 250014 , China)
Abstract　The POD and SOD isoenzymes in Grimmia pi li f era and Racom itrium canescens which
endemic to Wudalianchi we re studied by elect rophoret ic technique. The resul ts show ed that g enetic
variation w as not distinct in Racomitrium canescens , while obvious in Grimmia pi l i f era. There w as
also significant g enetic v ariat ion be tw een the tw o species.
Key words　POD;SOD;Grimmia pi li f era;Racom itrium canescens;Isoenzyme analy sis
　　紫萼藓科(G rimmiaceae)紫萼藓属(Grim-
mia)和砂藓属 (Racom itrium)的毛尖紫萼藓
(Grimmia p il i fera)和东亚砂藓(Racomitrium
canescens)皆为典型的小型旱生藓类 ,植物体粗
壮 ,密集或松散丛生 ,主要生长在裸露的岩石表面
或岩石表面的薄土和砂土上 ,具有较强的抗逆
性[ 1] 。
通过分析各种酶的同工酶电泳谱带 ,可以识
别出控制这些酶的基因位点和这些位点的多态
性 ,并把遗传变异数量化[ 2] ,可以较客观地代表整
个基因组的变异[ 3] 。由于酶谱带的变化能直接反
映出物种 DNA 分子水平上的变化 ,所以近 20年
来 ,酶分析方法已广泛应用于植物种群的遗传多
样性 、遗传分化及遗传结构等研究中 。但利用此
方法研究苔藓植物的还较少 ,本文以毛尖紫萼藓
和东亚砂藓为材料 ,分析了其 POD和 SOD同工
酶的电泳图谱 ,以期揭示两种同工酶与苔藓植物
遗传多样性的关系。
1　材料与方法
1. 1　材料
实验材料采自五大连池(位于黑龙江省的北
部地区 ,地处中高纬度。地理坐标为东经 126°06′
～ 126°26′,北纬 48°36′～ 48°50′)的石龙山 、黑龙
山和火烧山的火山岩上。采集时以簇为单位 ,样
品距离 10 ～ 15 m ,采集后室温培养 。对照材料为
红皮云杉和早熟禾 ,采自齐齐哈尔大学校园内。
1. 2　取样方式及样品制备
将新鲜幼嫩的样品用自来水洗净后再用蒸馏
水冲洗 ,滤纸吸干。称取 0. 2 g 于研钵中 ,按 1∶4
的比例在磷酸缓冲用液(pH7. 0)中研磨成匀浆
(研磨前加入少许 PVP)。12 000 r /min离心 15
18
DOI牶牨牥牣牨牬牥牳牫牤j牣issn牣牨牥牥牨牠牬牴牬牪牣牪牥牥牱牣牥牭牣牥牬牪
min
[ 4] ,取上清液加入等体积的 40%的蔗糖溶液 ,
加入 2%的溴酚蓝指示剂 ,立即进行点样及电泳 ,
或 4℃冷藏待用。
1. 3　电泳 、染色及结果处理
采用不连续的聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳分
离同工酶 ,分离胶浓度为 7. 5%,浓缩胶浓度为
4%,过硫酸铵浓度为 1%,板厚 1. 0 mm ,样品上
样量为 15 μl;电泳以 Tris-Gly 缓冲液系统
(pH8. 3),稀释 10倍 ,在 4℃环境中恒压进行 ,浓
缩胶 80 V ,30 min ,分离胶 140 V ,电泳 3 ～ 4 h。
POD采用改良的联苯胺法染色[ 5] ,室温下染色 3
～ 5 min ,显出蓝色带为止;SOD同工酶染色采用
SOD活性法[ 6] ,直到蓝色背景上出现无色透明的
SOD活性区带为止 ,再用 7%的乙酸(pH4. 7)脱
色固定后照相。测迁移率(Rf)。
1. 4　仪器
高速冷冻离心机 HERMLE Z323K(德国进
口),垂直板电泳槽(北京六一仪器厂 DYCZ-24D
型),超低温冰箱(日本产 NUA LR-6382E),微量
加样器(1 m l , 200 μl , 100 μl ,20 μl), 紫外凝胶成
像系统(UVP GDS-8000)。
2　结果与分析
2. 1　过氧化物酶(POD)同工酶酶谱分析
由图 1 、表 1可知 ,两种紫萼藓科植物的酶带
数目较少 ,东亚砂藓 、石龙山的毛尖紫萼藓仅有 1
条谱带 ,黑龙山和火烧山的毛尖紫萼藓有 3条带。
表明东亚砂藓群体内的遗传差异不大 ,遗传多样
性较低。但谱带染色较深且粗 ,说明其酶活性较
高。而毛尖紫萼藓的酶带数目有变化 ,说明其种
间有遗传差异 。
两种植物的POD同工酶具有明显差异 ,主要
表现在:(1)酶带数目不同:A 带(Rf =0. 56)是所
有样品共有的 ,黑龙山和火烧山的毛尖紫萼藓增
加了两条带 , 即 B 带(Rf =0. 62)和 C 带(Rf =
0. 66)。(2)各谱带染色强度不同:A 带浓且粗为
强带 ,东亚砂藓或毛尖紫萼藓在 A 带上酶的活性
没有明显的变化;B 带为中强带;C 带为弱带。
可见 , A 、B 、C 带过氧化物酶的活性是逐渐减弱
的;酶带的染色密度反映基因产物出现的比例[ 7] 。
　　表 1　 两种紫萼藓科植物及对照植物同工酶谱带的迁移率
酶带
名
早熟禾
POD
黑龙山东亚砂藓
POD SOD
石龙东亚砂藓
POD SOD
火烧山东亚砂藓
POD SOD
黑龙山毛尖紫萼藓
POD SOD
石龙毛尖紫萼藓
POD SOD
火烧山毛尖紫萼藓
POD SOD
红皮云杉
POD
A 0. 10 0. 35 0. 35 0. 35 0. 21
B 0. 33 0. 40 0. 40 0. 40 0. 37
C 0. 43 0. 46 0. 46 0. 46 0. 46 0. 46 0. 46 0. 44
D 0. 52 0. 71 0. 71 0. 71 0. 48
E 0. 54 0. 56 0. 96 0. 56 0. 96 0. 56 0. 96 0. 56 0. 96 0. 56 0. 96 0. 56 0. 96 0. 63
F 0. 62 0. 62 0. 62 0. 79
G 0. 70 0. 66 0. 66
H 0. 91
I 0. 94
注:HZ 黑龙山毛尖紫萼藓;H′Z 火烧山毛尖紫萼藓;H′S火烧山东亚砂藓
S′Z 石龙山毛尖紫萼藓;HS 黑龙山东亚砂藓;
S′S 石龙山东亚砂藓;a红皮云杉;b早熟禾 ,下图同。
图 1　两种紫萼藓科植物 POD 同工酶图谱
图 2　两种紫萼藓科植物 SOD 同工酶图谱
2. 2　超氧化物歧化酶(SOD)同工酶酶谱分析
由图 2 、表 1可知 ,东亚砂藓有 2条同工酶谱
带 ,而毛尖紫萼藓有 5条 。东亚砂藓 E带较强 , C
带较弱;而毛尖紫萼藓 A 、B 、C 带较弱 , E 带和 D
19
带较强。SOD酶带的多少及酶活性的强弱也反
映了两种紫萼藓科植物属间存在遗传差异。东亚
砂藓和毛尖紫萼藓谱带数目的差异 ,主要原因可
能是其体内的生理机制不同 ,另外也可能与其生
长环境有关。
3　小结
苔藓植物是以配子体占优势的高等植物 ,这
对于同工酶分析来讲 ,比其他高等植物更容易对
酶谱进行遗传学上的解释 。对藓类植物同工酶多
态性的研究表明 ,亚种间具有十分丰富的遗传变
异[ 8] , Joan等[ 9] 利用同工酶技术分析了不同纬度
区域的三叶寒藓(M. triquetra)的遗传多样性 ,结
果表明随着纬度的升高 ,三叶寒藓遗传多样性显
著下降。Wyat t等(1997)[ 10] 分别对美国种群 、波
兰种群和日本种群的提灯藓(Mnium hornum)进
行了分析 ,结果表明来自 3个种群的提灯藓均表
现出较贫乏的遗传多样性。本文中 SOD和 POD
同工酶酶谱的差异在一定程度上反映了紫萼藓科
植物的遗传多样性 ,表明毛尖紫萼藓和东亚砂藓
之间存在显著遗传差异。从对紫萼藓科两种植物
及两种对照植物 POD同工酶分析发现 ,东亚砂藓
之间遗传多样较贫乏;而黑龙山和火烧山的毛尖
紫萼藓与石龙山的毛尖紫萼藓之间具有显著的遗
传差异 ,其原因可能与生活环境和地理环境的差
异有关。SOD同工酶分析结果表明 ,东亚砂藓有
2条同工酶谱带 ,毛尖紫萼藓有 5条 , E 带和 C 带
为二者共有。其中 E 带(Rf =0. 96)的亮度相同 ,
酶活性无差异 ,而东亚砂藓 C 带(Rf =0. 46)的酶
活性比毛尖紫萼藓的低。说明 ,东亚砂藓和毛尖
紫萼藓的 SOD 同工酶存在量(酶带数目和迁移
率)和质(酶活性)的差异 。
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