全 文 ：第16 卷
1 98 9年
第 4 期
1 1月 园 艺 学 报A C TA O HR I C U L T U TR A E S IN IC A
V o l
. 1。 , N o . 4
N o v
. , 1 9 5 9
南瓜属三个种过氧化物酶
和醋酶同工酶分析
漆小泉 东惠茹 胡是林
( 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 )
提 要
本文分析了南瓜属 ( C uc ur b f ot ) 的三个主要栽培种 : 美 洲 南瓜 ( C . P e P。
L
.
)
、 中国南瓜 ( ( C . o os hc at a D . ) 和印度南瓜 ( C . m a石m a D . ) 的子叶过
氧化物酶和种子醋酶 同工酶酶谱 , 过氧化物酶分 离出17 条酶带 ;醋酶共分离 出2 0
条酶带 , 分属五个酶区 。 每一栽培种的 4 个品种间醋酶 同工酶谱带非常接近 , 而
三个种表现出较高的种间特异性 。 E s t一 工 3是美洲南瓜 的特异性酶带。 E st 一 W 3
在中国南瓜的 品种内表现一 致 , 并且有较高的活性 , 而 高活性的 E st 一 V ` 酶带
是 印度南瓜的特色 。 从酶谱分析亲缘关系结果为 : 印度南瓜 、 美洲南瓜与中国
南瓜的关系较近 , 而 印度南瓜与美洲南瓜之 间的关系较远 , 这与前人利用种间
杂交和细胞学研究的结果相吻合 。
美洲南瓜 、 中国南瓜和印度南瓜是南瓜属三个主要栽培种 , 在全国各地广泛栽培 ,
农家地方 品种十分丰富 。 但是 , 三个种间的同物异名 、 异物同名现象大量存在 , 品种名
称十分混乱 , 给品种资源的收集 、 整理 、 分类工 作带来不便 。 传统的分类法是 以比较形
态学为主 。
目前 , 蛋白质和 同工酶电泳分析 已广泛应 用于植物的分类鉴别 、 亲缘起源关系的探
讨和遗传分析等 。 蔬菜上 已开展了许多这方面的研究工作 , 如白菜 、 萝 卜、 芥菜〔 2 〕 、 番
茄〔 ” 、 ’ 4 〕 、 青椒 〔 8 、 ” 〕 、 葫芦科蔬菜 〔 1 、 7 、 ’ 2 、 ’ ” 〕 、 洋葱 〔 6 〕葛芭 〔 , o〕和菜豆等均有报道 。
本试验选用三种南瓜的种子作醋酶同工 酶 、 用子叶作过氧化物酶同工酶电泳 , 旨在
通过酶谱分析 , 探讨其种间的亲缘关系和各品种间的相互关系 , 为生化分类打下基础 ,
同时 , 为品种资源的收集 、 整理 、 分类工作提供一种快速 、 准确的分类鉴别方法 。
材 料 与 方 法
一 、 材料
供试品种分属 3 个属 12 种 。 美洲南瓜 ( 西葫芦 ) : 1 . 一窝猴 、 2 . 阿尔及利亚 、
3
. 白皮西葫芦 、 4 . 花皮西葫芦 ( 山西花皮西葫芦 ) ; 中国南瓜 ( 南瓜 ) : 5 。 小北
瓜 、 6 . 磨盘南瓜 、 7 . 柿饼瓜 、 8 . 起丁南瓜 ; 印度南瓜 ( 笋瓜 ) : 9 . 大同金瓜 、
10
. 侯马金瓜 、 n . 桓台玉瓜 、 12 . 白皮笋瓜 。 4 与 8 两品种用作过氧化物酶分析 。
本文于 x o 8 3年 1 月收到 , 19 58年 10月收到修改稿 。
3 0。 园 艺 学 报 功卷
二 、 方法 选用聚丙烯酞胺垂直板凝胶电泳法 。
(一 ) 样品的制备 。 1.醋酶样品的制备 :取各供试品种的干种子 0. 9 4, 去掉种皮
后 , 加 2 . 0 m l提取液 , 于冰水浴中研磨成匀浆 。 然后在 2 一 4 ℃下 以 1 2 0 O 0 r p m 离心 15
分钟 , 取上清液作供试酶液 , 每品种点样7 0协1。 提取液为 p l诬7 . 0 、 o 。 05 M磷酸缓冲液 ,
含 10 %聚 乙烯毗咯烷酮 , 3 % P E G 一 6 0 0 , o . 0 1M a 一琉基乙醇和 o . 0 1M E D T A 。 2 .
过氧化物酶样品的制备: 取各供试品种的子叶一片 , 蒸馏水冲洗后 , 用滤纸吸干水分 ,
称重 , 以 1 : 5 ( g / m l) 的比例加入 L述提取液 , 并以相同的方法制备供 试酶 液 , 每
品种点样 5 0件1。
( 二 ) 同工酶 电泳分 离和染色。 1 . 醋酶同功酶电泳分离和染色 : 在高 p H 不 连续
T ir s 一 H C I缓冲体系中 ( 即在 p H S . 3浓缩 , p H g . 5下分离 ) 进行浓缩和分 离。 稳流于 64
m A
, 在 4 ℃冰箱中电泳 4 小时 。 浓缩胶的 T % 二 3 . 5% , C % = 20 . 0% ; 分 离胶 的 T %
= 1 0
.
0%
,
C % = 4
.
0%
。 酷酶同工酷用 乙酸一 a 一蔡酷 、 乙酸一日一蔡酷和坚牢蓝 R R盐 ( F as t
bl u e R R s a lt ) 染色 。 2 . 过氧化物酶同工酶电泳分离和染色 : 过氧化物酶 同工 酶电
泳采用与醋酶 电泳相同的缓冲体系 ,稳流于 60 m A , 在 4 ℃冰箱中电泳 3 . 5小时 , 浓缩胶的
T % = 3
.
5%
,
c % 二 2 0
.
0%
, 分离胶的 T % 二 7 . 5% , c % 二 4 . 0% , 采用联苯 胺方 法
染色 。
同工酶区带的相对泳动率 ( R协 二 酶带迁移距离 /嗅酚蓝迁移距离 。
结 果 与 讨 论
一 、 过叙化物酶同工酶
3 个栽培种的 12 个品种子叶过氧化物酶同工酶 电泳共分离 17 条酶带 , 从负极至正极
分别为 P x , , P x Z , … … , P x 工7 。 (图 1 ) 。 其R f值变化在 0 . 0 1 1到 0 . 7 0 5之间 。 P x : , P x ` ,
和高活性的 P x : : , P x ; 。是三个栽培种共同的酶带 , 种间的变化主要表现在低活性酶带 。
实验中发现过氧化物酶同工酶不如醋酶稳定 。 因而利用子叶过氧化物酶同工酶电泳谱带
不能直观区别这 3个种 , 但能够看出每个栽培种内 4个 品种的谱带较一致 。 虽然种间差
别不大 , 若使用数理统计方法 , 则有利于亲缘关系的探讨 。
二 、 种子醋酶同工酶
通过对南瓜属 3 个栽培种的 12 个品种 , 种子酷酶同工酶的检测 , 其电泳共分离出 20
条酷酶带 , 为便于分析 , 从负极至正极分为 ; E s t一 I 、 E s t一 l 、 E s t一 l 、 E s t一 W和 E s t
一
V S 个酶区 , (图 2 ) 。 E s t一 I 只有一条酶带 , R f 二 0 . 01 , 基本上不泳动 , 此酶 带活性
较强 。 E s t一 亚共有 7 条酶带 , 各带间相距很近 , 形成一个活性很高的酶 区 , R f = 0 . 0 68
一 0 . 1 5 3 。 E s t一 皿由 3 条酶带构成 , R f = 0 . 18 9 一 0 . 2 2 9 , 其活性较低 。 E s t一万由 4 条酶
带组成 , R f 二 0 . 3 05 一 0 . 3 4 6 , 酶的活性均不 高 。 E s t一 V共 有 5 条酶 带 , R f 二 0 . 4 14 一
0
·
5 8 6
, 3 个栽培种各含有一条活性较高的酶带 。 由图 2 可知 , 美洲南瓜的 4 个品种 共
显现出 14 条酶带 , 其中 12 条为 4 者所共有 ( 包括活性较高的 E s t一 1 3和 E s t 一 y ;酶带 ) 品
种间的酶带变化只发生在活性较低的 E s t一那 `和 E s t一 V 。酶带 。
中国南瓜的 4 个品种共显现 出13 条酶带 , 有n 条为共同酶带 。 活性较高 、 分离清晰
的E s t一那 :和 E s t一 V , 、 。 , 表现品种间高度的一致性和重演性 。

…一…丁)`一… i……(洲到 曰严门 l一州曰卜州 r, e l.尸!,||l护口.1月.olt,esl, .Jó孟.户.`
图 2 1 2个南瓜品 种醋畴同工酶酶谱模式图
种 。 在分离比较清晰的 E s t一 l 、 E s t一W和 E s t一 V酶区可以看出 , 在 E s t一 l 。酶带美洲南
瓜各品种间的重现性很好 , 但其它两 个栽培种在 E s t一 l 。酶带 不显 现 ; 中国南瓜的 4个
品种在E s t一 F 3酶带表现非常一致 , 并且酶的活性较高 , 印度南瓜在 E s t一 V `酶带活 性非
常高 。 虽然中国南瓜也存在 E s t一 V `酶带 , 但活性非常低 。 显然 , 高活性的 E s t一 V `是该
种的一个特异性酶带。
三 、 三个栽培种的亲缘关系分析
通过对 3 个栽培种过氧化物酶和醋酶不同酶带出现频率的统计 , 计算 3 个种间的距
离系数 D =丫二 ( x 、 一 y i ) 2 / nZ
i = 1
n 二
30
,
ix
, 川 分别为同一酶带在两个种中出现的频
中国南瓜
\ \丫/率
。 各种间距离系数如表 。
表 种间距离系数
种 名 美洲南瓜…中国南瓜 }印度南瓜
关洲南瓜
中国南瓜
印度南瓜
0 。 5 7 3
0 一 8 0 1 0一 6 54
美洲南瓜 。 . 8 01 印度 南瓜
图 3 三个栽培种距 离图 。
距离系数越大 , 亲缘关系越远 , 反之系数越小 , 关系越近 。 由图 3 可知 , 中国南瓜
与美洲南瓜距离系数最小 , 与印度南瓜次之 , 印度南瓜与美洲南瓜的距离系数最大 。 巴
林 〔幻通过对种间 F ,代杂种的细胞 2价染色体 、 1价染色体 、 花粉稳性和每果 种子 发芽
数的比较 , 认为美洲南瓜与中国南瓜亲缘关系最近 , 印度南瓜与中国南瓜次之 , 而美洲
南瓜与印度南瓜较远 。 据W h i t a k e r等〔 ’ ” 〕论述 ,在南瓜属 3 个主要栽培种中 , 印度南瓜 、
美洲南瓜与中国南瓜的亲缘关系较近 , 而印度南瓜与美洲南瓜的亲缘关系较远 。 二者的
结论均与本试验结果相吻合。 从而证明利用种子酷酶同工酶电泳分析 , 能够简便 、 迅速
和准确地测定不同种间的亲缘关系 。
4期 漆小泉等 : 南瓜属三个种过氧化物酶和酷酶同工酶分析 3 。 ,
结 论
一 、 3 个栽培种南瓜子叶过氧化物酶同工酶电泳分离出 17 条酶带 , 相对泳动率 R f -
0
.
0 n 一 0 . 7 0 5 。 由于过氧化物酶不很稳定 , 并且高活性酶带的变化不能较直观地区别 3
个种 , 所以利用子叶过氧化物酶直接检验区别 3 个栽培种较困难 。
二 、 南瓜属 3 个主要栽培种的种子醋酶同工酶可分为 5 个酶区 , 共 20 条酶带 。 相对
泳动率分别为 : E s t一 I , R f = 0 . 0 1 ; E s t一 亚 , R f = 0 . 0 6 8 一 0 . 1 5 3 ; E s t一 皿 , R f 二 0 . 1 8 9
一 0 . 2 2 9 ; E s t一 W , R f = 0 . 3 0 5 一 0 . 3 4 6 ; E s t一 V , R f 二 0 . 4 1 4 一 0 . 5 5 6。 其中 3 条酶带为
3 个栽培种所共有 。 每一栽培种的 4 个 品种间醋酶同工酶谱带非常接近 , 而 3 个种表现
出较高的种间特异性 。
参 考 文 献
〔 1 〕 戚春章 、 袁珍珍 、 李玉湘 , 19 83 , 黄瓜新类型一西 双版纳黄瓜 。 《园艺学报》 , 1。 ( 4 ) , 2 59 ~ 2 6 3 .
厂2 〕 周长久 , 19 8。 , 几 种十字花科蔬菜的同工酶 研究 , 《 北京农业大学学报 》 , 1 : 6 9一 7 4 。
〔 3 〕 中国农业科学院疏菜研究所编 , 19 8 7 , 《中国蔬菜栽培学》 , 农业出版社 , 5 6 7 一 5 7 1 。
〔 4 〕 浙江农业大学主编 , 1 97 9 , 《蔬莱栽培学各论 》 ( 南方本 ) , 农业出版社 , 2 7 4 一 2 7 5 。
〔 5 〕 A d r ia a n s e e t a l . 2 9 6 。 , C五a r a e t e r i z a 七三。 刀 o f P h a s e a o l u s v u lg a r i s e u l t iva r s b y t h e i r e l e e t r o p il o r t ie
P a t t e r n
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。 20 : 6 峨7 一 6 5 0 。
〔 6 〕 C o o k e , R . J 。 e t a l . 1 0 8 6 , T五e u s e o f i s o e l e e t r i e f o e u , i n g o f s e e d e s t e r a s e s t o e la s s i f y e u l t iv a r s
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f A ll f“ 爪 e e夕 a L 。 J . n a t口 . In s t . A g r ie . B o t 。 2 7 : 20 9 一川 。
〔 7 〕 D a 赵。 , F 。 C uc u r b i *a . 19 5 3 , I n : 15 0砂 m e s in P la n t G e o e t i e s a n d B r e e d i n g , P a r t B 。 T a n k s l e y ,
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〔 s 〕 M e l e o d , M 。 J 。 e t a l 。 1 9 7 9b , A n e l e e t r o p h o r e t i e s t u d y o f C a p s i c “ 爪 ( S o la n a e e a e ) : t h e p ur p l e
f l o w e r e d t a x a
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. 1 0 6 : 3 2 6 一 3 3 3 。
〔 9 〕 M e l e o d , M . J . e t a l . 1 0 5 2 , L D H i n C a p s i e u用 ( s o la n a e e a e ) , L e a v e s . Is o z y m e B u l l . 1 4 :
7 6 .
〔1 0〕 M e ji a , L . 1 6 8 6 , E l e e t r叩五o r e t ie e h a r a e * e r 三az * i o n o f l e t t u e e e u l t i va r s . H o r t s e i e n e e 2 2 ( 2 ) :
2 7 8 一 2 8 0 .
〔1 2〕 R王e k , C 。 M 。 e t a l 。 1。了5 , A l l o z y m e : o f g a l a p a g a t o m a *o e s : p o l y m e r p h i s , g e o罗 a p h ie d i : t r ib u -
t i o 。 , a 立 d a f f i皿 i t ie s 。 E v o l u t i on 2 9
: 4 4 3一 4 5 7 。
〔 12〕 S t a u b , J . E . e t a l . 1 0 5 5 , E l e e士r o p h o r 。 t i e v a r i a t三o n a n d e 习 z y m e s t or a g e s t a b il i ty in e u e u m b e r .
J
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: 4 2 e 一 4 3 1 。
〔2 3〕 S t a u b , J . E 。 e t a l . 1 9 8 7 , E l e e t r o p il o r e t i e v e r i a t io n i几 e r o s s 一 co n p a t ib l e w il d d ip l o i d 印 e e i e s
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u e u拼 15 。 C a n 。 J 。 B o t . 6 5 : 7 9 2 一 7 9 8 。
〔1 4〕 T a n k s l e y , S . D . a n d R i e k , C . M . , 20 8 0 , G e n e t ie s o f e o t e r a s e s i刀 s p e e i e s o f L y e o p e r s i e o 习 .
T h e o r
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G e公 e t . 5 6 : 2 0。 一 2 29 .
〔 15〕 W h i ta k e r , T 。 W 。 a n d D a v i s , G 。 N . , 19 c 2 , C u e u r b i土s 。 B o t a刀 y C u l t i v a t i o n a n d U t i l i z a * io n 。
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。 2 10
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30 4国 艺 学 报 1 6卷
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