全 文 ：中国农学通报 第24卷 第11期 2008年 11月
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园艺园林科学
梨属(PyrusL.)隶属于蔷薇科(Rosaceae)苹果亚科
(Maloideae)，按目前的分类，世界梨属植物有30余种，
中国有14种[1]。研究梨属植物的遗传分化，探讨梨属植
物种间亲缘关系，对于梨杂交育种极为重要。
DNA标记技术对梨的遗传多样性进行了广泛的研
究：Iketani等 [2]对利用其叶绿体基因对梨进行了RFLP
分析；滕元文等[3,4]应用RAPD标记技术对梨属植物，尤
其是东亚原产种的系统关系进行了较为系统的研究；
Lin等[5]对白梨和砂梨之间的亲缘关系进行了AFLP研
究等等。 而对梨的等位酶研究相对较少。
等位酶分析是研究果树遗传多样性的重要方
法[6,7]，迄今为止，仍是广为采用的分子标记技术之一，
已广泛应用于果树遗传种质的研究[8~10]，近年来，国内
也在板栗 （ Castanea）[11,12]、 湖北海棠 （ Malus hupehen－
sis） [13]、柚（ Citrus gran-dis） [14]、枇杷（ Eriobotrya） [15]等果
树上开展了研究。
该研究拟通过等位酶标记技术， 对国家果树种质
武昌砂梨圃中的286份梨资源进行研究， 在等位酶水
平上进行指纹分析，研究其遗传多样性及遗传结构，为
梨资源的深入研究和利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1试验时间和地点
该实验于 2006年 3月至 8月在湖北省农业科学
院果树茶叶研究所国家果树种质武昌砂梨圃完成。
1.2植物材料
供试材料共286份，分为19个居群（ 表1） 。
基金项目：国家科技基础条件平台资助项目（ 2005DKA21002-24） 。
第一作者简介：胡红菊，女，副研究员。 研究方向：果树种质资源及遗传育种。 通信地址：430209湖北省武汉市江夏区金水闸湖北省农科院果茶所，
Tel：027-87989690，E-mail：hongjuhu@sina.com。
通讯作者：王友平，男，副研究员。 E-maili：ypwang7485@263.net。
收稿日期：2008-08-12，修回日期：2008-09-15。
梨属植物等位酶遗传多样性研究
胡红菊，王友平，张靖国，田 瑞，陈启亮，杨晓平
（ 湖北省农业科学院果树茶叶研究所，武汉430209）
摘 要：利用超薄平板微型聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳技术，对286份梨材料进行了等位酶遗传变异
分析。在8个酶系中共检测到19个清晰位点和82个等位基因，19个位点均为多态位点，位点最大等位
基因数为6，体现出梨属植物丰富的遗传多样性；不同居群具有特有等位基因；通过82个等位基因可以
将286份材料完全区分开，表明等位酶基因型指纹可用作梨品种区分与鉴定的依据。
关键词：梨属；等位酶；居群；遗传多样性
中图分类号：S31文献标识码：A
Allozyme Analysis of Genetic Diversity in Pyrus spp.
Hu Hongju, Wang Youping, Zhang Jingguo, Tian Rui, Chen Qiliang, Yang Xiaoping
(Institute of Fruit and Tea, Hubei Academy of Agricultural Science, Wuhan 430209)
Abstract: Allozymic variation of 286 pear materials were investigated using vertical slab polyacrylamide gel
electrophoresis. 82 alleles of 19 loci in 8 enzyme systems were detected. All loci are polymorphic. The
maximum number of alleles in a locus is 6. The result demonstrated a rich genetic diversity in pear
germplasm. some specific alleles were detected in different population. Based on multi -locos genotype
fingerprinting cultivars with82 alleles, 286 pear materials were clear identified, suggesting allozyme is a
useful marker for peach cultivars identification.
Key words: Pyrus spp., allozyme, population, genetic diversity
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1.3电泳和等位酶染色
以成熟叶片作为同工酶分析试材， 采用黄宏文[16]
改进的超薄平板微型聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦电泳，
酶液的提取和染色参照Huang等[8]报道的方法。 同工
酶染色采用缩减1/2量的Wendel等[17]的配方。
共分析了8个酶系统：ACP (酸性磷酸酶，E.C.3.
1.3.2)、ADH（ 乙醇脱氢酶，E.C.1.1. 1.4） 、DIA(还原
型辅酶I心肌黄酶，E.C.1.6.2.2)、EST (酯酶，E.C.
3. 1. 1. 2)、IDH (异柠檬酸脱氢酶，E. C. 1. 1. 1. 42)、
PGD (6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶，E.C.1.1.1.44)、PRX
(过氧化物酶，E.C.1.11.1.7)、SKD (莽草酸脱氢酶，
E.C.1.1.1.25)。
1.4等酶谱判读和数据处理
酶谱的位点和等位基因的确定参照 Weeden and
Wendel(1989)[17]、王中仁（ 1996）[18]和蔡礼鸿（ 2005）[15]的
方法。 在对酶谱进行遗传学定义时， 对有多个位点的
酶，从阳极到阴极，依次用 1，2……表示各个位点；对
每个位点的不同等位基因，从阳极到阴极，用字母 a，
b，c……表示。
按Nei(1978)的方法计算各位点的等位基因频率，
输入Biosys-1(Swofford&Selander，1981)，分别计算各
居群的等位基因平均数(A)、多态位点百分率(PPL)、平
均预期杂合度 (He)(Nei，1973)， 并对 19个居群进行
UPGMA聚类。
2 结果与分析
2.1梨品种群等位酶遗传变异及等位基因频率
通过对梨属植物8个酶系统研究， 共得到19个位
点共计82个等位基因。 等位基因数在梨材料上表现出
丰富的多样性。 就单个位点而言，最大等位基因数为6。
不同居群具有特有等位基因：如 Prx-1e只存在贵州居群
中，Prx-2f只存在豆梨中，Acp-1d只存在日本居群中，
Acp-3c只存在广东居群中，Dia-3f只存在广西居群中。
2.2梨品种的等位酶基因型指纹
在分析梨等位酶变异及等位基因频率的基础上，
通过 8个酶系统 19个位点的 82个等位基因可以将
286份材料完全区分开， 因此每份材料的基因型可以
作为该材料的等位酶基因型指纹， 这表明等位酶基因
型指纹可用作梨品种区分与鉴定的依据。
2.3居群的遗传多样性分析
每个位点的平均等位基因数(A)、多态位点百分率
(P)、平均期望杂合度(He)是反映居群遗传多样性的常
用指标。由表2可知，梨各居群的平均等位基因数差异
较大（ A=1.53-3.42） ，其中以四川居群最多（ A=3.42） ，
广西居群、贵州居群和云南居群都不小于3。 多态位点
百分率 PPL=42.11%~100.00%， 也以四川居群最高
（ PPL=100.00%)；广西居群次之（ PPL＝94.74%） 。 平均
期望杂合度(He)较高的有四川居群和广西居群，分别
为0.552、0.540。
2.4居群间的遗传一致度
19个梨居群间的遗传一致度 (Nei，1978)差别较
大， 为0.421-1.000， 居群间的遗传一致度的平均值为
0.786。 美国居群与陕西居群遗传一致度最低（ 0.421） ；
有 4对居群间的遗传一致度均达到最大值(1.000)，1
对居群间的遗传一致度为0.999，而美国居群分别与辽
宁居群、陕西居群、上海居群、西洋梨居群的遗传一致
度最低，均小于0.5000（ 表3） 。
2.5 UPGMA聚类分析
19个梨居群的UPGMA的聚类图如图1。 由聚类
图可知，大致分为两大组，第一组包括湖北居群、四川
居群、云南居群和日本居群；第二组包括福建居群、辽
宁居群、陕西居群、江苏居群、江西居群、贵州居群、上
海居群和广东居群，其中福建居群、辽宁居群、陕西居
群间的遗传一致度高达 1。 而豆梨为野生居群聚在聚
类图最外面。
表 1 19 个梨居群样本

  
  
   

  
     
  
       
       
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表 2 19 个居群的多态性指标（括号内为标准差）

   
    
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3 讨论与结论
关于梨属植物的表型多样性，据《 中国果树志·梨
卷》[19]的记载，梨树的形态学、生物学、生态学方面的资
料非常丰富。 在中国的分布范围极广： 南起中国的广
东、广西，北至东北地区的黑龙江，东起山东、江苏，西
至新疆，不论寒带、温带、热带，不论高山、平原，不论何
居群 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
1 1.000
2 0.810 1.000
3 0.804 0.903 1.000
4 0.759 0.839 0.882 1.000
5 0.851 0.928 0.900 0.863 1.000
6 0.845 0.903 0.882 0.820. 0.916 1.000
7 0.819 0.904 0.823 0.783 0.897 0.930 1.000
8 0.760 0.774 0.755 0.659 0.822 0.862 0.858 1.000
9 0.703 0.830 0.876 0.800 0.822 0.759 0.773 0.701 1.000
10 0.700 0.774 0.757 0.769 0.816 0.850 0.748 0.671 0.655 1.000
11 0.541 0.593 0.555 0.626 0.639 0.666 0.538 0.579 0.507 0.870 1.000
12 0.590 0.628 0.591 0.617 0.642 0.687 0.567 0.579 0.536 0.684 0.741 1.000
13 0.84 0.927 0.943 0.908 0.947 0.853 0.866 0.713 0.823 0.734 0.525 0.597 1.000
14 0.861 0.885 0.918 0.878 0.906 0.835 0.838 0.719 0.790 0.712 0.475 0.547 1.000 1.000
15 0.928 0.881 0.949 0.860 0.892 0.840 0.856 0.763 0.829 0.647 0.421 0.520 1.000 1.000 1.000
16 0.825 0.916 0.840 0.851 0.902 0.813 0.828 0.670 0.721 0.766 0.630 0.607 0.999 1.000 0.921 1.000
17 0.769 0.823 0.844 0.783 0.818 0.806 0.777 0.714 0.676 0.644 0.443 0.509 0.898 0.947 0.953 0.919 1.000
18 0.766 0.857 0.888 0.743 0.838 0.829 0.809 0.720 0.742 0.666 0.491 0.500 0.866 0.859 0.863 0.824 0.764 1.000
19 0.851 0.854 0.930 0.858 0.895 0.826 0.765 0.657 0.789 0.764 0.548 0.598 0.959 0.938 0.939 0.904 0.852 0.803 1.000
表 3 19 个居群间的遗传一致度
注：居群代号同表1。
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种土壤，到处都有梨的栽培。
等位酶分析之所以可以从分子水平评价生物的遗
传多样性， 是因为等位酶分析可以确定等位基因频率
或基因型频率，虽然它只是作为一个随机抽样，并不等
于整个基因组，但在大多数情况下，它可以作为遗传标
记反映整个基因组的遗传变异情况， 有了可遗传的变
异，进化才会出现，进化的实际过程，在一定程度上可
以说就是居群遗传结构或基因频率上的变化和积累。
等位酶分析在目前仍然是了解居群的基因频率或遗传
结构的主要手段[18]。
此次研究在梨属 286份材料的 8个酶系统 19个
位点上，共检测到 82个等位基因。 通过对 82个等位
基因进行统计分析可知， 不同酶系统的同工酶位点
数，等位基因数，在梨属不同材料上表现出多样性。就
单个位点而言，最大等位基因数为 6。 不同的居群具
有特有等位基因 ： 如 Prx-1e只存在贵州居群中 ，
Prx-2f只存在豆梨中 ，Acp-1d只存在日本居群中 ，
Acp-3c只存在广东居群中，Dia-3f只存在广西居群
中。 这些分类群特有等位基因的存在，反映了分类群
的遗传组成具有差异性，该结果对梨资源的遗传改良
具有重要的参考价值。
通过对等位基因数和多太位点百分数分析可知，
四川居群和广西居群的基因资源丰富， 具有相当丰富
的梨资源， 这对梨资源的收集保存和育种具有重要的
意义。
对 19个梨居群的聚类分析发现，湖北、云南和四
川产地的梨的遗传多样性较小， 具有较高的遗传相似
性，这可能于三省地理位置相近有关；而聚类中的另一
组聚类结果，有待近一步研究解释。
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图 1 19 个梨居群的 UPGMA 聚类图
广西 Guangxi
湖北 Hubei
四川 Sichuan
云南 Yunnan
日本 Japan
贵州 Guizhou
福建 Fujian
辽宁 Liaoning
陕西 Shanxi
江苏 jiangsu
江西 Jiangxi
上海Shanghai
广东 Guangdong
西洋利 P.communis L.
湖南 Hunan
麻梨 P.serralata Rehd
浙江 Zhejiang
美国America
豆梨 P.callerrana Dene.
0.60 0.67 0.73 0.80 0.87 0.93 1.00
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