全 文 ：２０１２年８月 甘　肃　农　业　大　学　学　报 第４　７卷
第４期１５１～１５４ ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＧＡＮＳＵ　ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ 双 月 刊
丁香属１０种植物的同工酶谱分析研究
马玉花１，王小东２，徐恒１，杨春江１，宋维秀１
（１．青海大学农牧学院农林系，青海 西宁　８１００１６；２．青海省西宁市小桥苗圃，青海 西宁　８１０００３）
摘要：采用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳对西宁市广泛引种栽培的丁香属１０个植物品种的过氧化物酶（ＰＯＤ）
和酯酶（ＥＳＴ）同工酶进行了分析，结果表明：１０个品种共出现ＰＯＤ同工酶酶带９条，ＥＳＴ同工酶酶带１２条，其中
ＰＯＤ－１，ＰＯＤ－２和ＥＳＴ－１，ＥＳＴ－２为所有品种共有酶带，是丁香属植物的特征酶带，其他酶带在不同品种间有明显差
异，可以根据酶谱中酶带的分布位置对丁香属不同品种进行鉴别．ＤＰＳ聚类分析表明：１０种丁香属植物可分为５大
类．同工酶谱分析可作为丁香属植物分类鉴定的依据．
关键词：丁香属；同工酶；过氧化物酶；酯酶
中图分类号：Ｓ　７２２．５　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１００３－４３１５（２０１２）０４－０１５１－０４
第一作者：马玉花（１９７８－），女，副教授，博士，主要从事林木抗逆机理、野生植物资源开发利用方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｐｈｅｒｅ８＠１６３．ｃｏｍ
基金项目：中国科学院“西部之光”人才培养计划项目．
收稿日期：２０１１－１２－０８；修回日期：２０１１－１２－３０
Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｉｓｏｚｙｍｅ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｏｆ　１０　Ｓｙｒｉｎｇａｓｐｅｃｉｅｓ
ＭＡ　Ｙｕ－ｈｕａ１，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｄｏｎｇ２，ＸＵ　Ｈｅｎｇ１，ＹＡＮＧ　Ｃｈｕｎ－ｊｉａｎｇ１，ＳＯＮＧ　Ｗｅｉ－ｘｉｕ１
（１．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ａｎｉｍａｌ　Ｈｕｓｂａｎｄｒｙ，Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ　８１００１６，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｘｉａｏｑｉａｏ　Ｎｕｒｓｅｒｙ，Ｘｉｎｉｎｇ　８１０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ（ＰＯＤ）ａｎｄ　ｅｓｔｅｒａｓｅ（ＥＳＴ）ｉｓｏｚｙｍｅ　ｏｆ　１０　Ｓｙｒｉｎｇａｓｐｅｃｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ｐｏｌｙ－
ａｃｒｙｌａｍｉｄｅ　ｇｅｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（ＰＡＧＥ），ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｔｉｃ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　１０ｓｐｅｃｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｂｙ
ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　９ＰＯＤ　ｂａｎｄｓ　ａｎｄ　１２ＥＳＴ　ｂａｎｄｓ　ｗｅｒｅ　ｓｅｐａｒａｔｅｄ　ｆｒｏｍ
１０ｓｐｅｃｉｅｓ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ＰＯＤ－１，ＰＯＤ－２，ＥＳＴ－１ａｎｄ　ＥＳＴ－２ａｐｐｅａｒｅｄ　ｉｎ　ａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ，ｔｈｅｙ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｓｅｅｎ　ａｓ
ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｒ　ｂａｎｄｓ　ｏｆ　Ｓｙｒｉｎｇａ．Ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒａｒｙ，ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｂａｎｄｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｇｒｅａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ａｍｏｎｇ　ｓｐｅｃｉｅｓ，ｓｏ
ｔｈｅ　ｉｓｏｚｙｍｅ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｙｒｉｎｇａｓｐｅｃｉｅｓ．Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　１０
Ｓｙｒｉｎｇａｓｐｅｃｉｅｓ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｆｉｖｅ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ＰＯＤ　ａｎｄ　ＥＳＴ　ｉｓｏｚｙｍｅ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ａｎ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｙｒｉｎｇａｓｐｅｃｉｅｓ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｙｒｉｎｇａ；ｉｓｏｚｙｍｅ；ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ；ｅｓｔｅｒａｓｅ
　　丁香为木犀科（Ｏｌｅａｃｅａｅ）丁香属（ＳｙｒｉｎｇａＬ．）
植物，落叶灌木或小乔木，又名洋丁香，全世界约３２
种，主要分布在东亚、中亚和欧洲的温带地区．中国
是丁香的自然分布中心，有野生种类２７种，其中２２
种为特有种，广布于西南、西北、华北和东北地区［１］．
丁香属植物不仅具有很高的观赏价值，同时由
于该属植物耐寒，耐旱，适应性强，使其成为干旱寒
冷地区园林绿化中应用最广泛的春季开花灌木．而
随着丁香在城市园林景观中发挥越来越重要的作
用，其栽培及引种工作也备受关注．由于丁香属植物
经长期栽培后天然杂交品种繁多，使栽培的丁香品
系十分混乱，目前仅西宁地区丁香的栽培种、变种和
品种共有１８个［２］，因而有必要摸清丁香的种类，对
其栽培种及品种进行准确地分类鉴定．
目前为止，国内外学者已通过形态特征、过氧化
物酶（ＰＯＤ）同工酶以及ＲＡＰＤ［３－７］等方法对丁香属
甘 肃 农 业 大 学 学 报 ２０１２年
的植物分类进行了一些研究．上述分类方法中，传统
的形态分类方法由于同一植物在不同生境中存在形
态特征变异大的缺点而使其在近缘种植物分类上的
应用受到了限制，而其他的分子生物学方法进行植
物分类虽然具有可靠性高且不受外界环境影响的优
点，但在应用中存在鉴定过程花费高、历时长、实验
操作复杂、重复性差等缺点，从而使其在植物分类上
的普遍应用受到了影响．
同工酶在不同的物种、同一物种的不同生长发
育时期以及同一生长发育时期的不同器官、同一器
官的不同生长发育时期都具有特异性，既是生理指
标，又是可靠的遗传物质表达产物．因此通过同工酶
谱分析可以推断植物的遗传多样性及其在系统分类
中的地位，从而为植物分类和系统学提供依据［８－９］．
而作为分类依据，同工酶谱分析具有价格低廉，实验
操作简便，快速的优点．目前，同工酶分析技术已在
蓼属、云杉、箭胡毛杨、罗布麻等植物的亲缘关系以
及系统发育研究中被广泛应用［１０－１７］．
目前，关于丁香属植物的同工酶谱分析的研究
仅见关于ＰＯＤ同工酶在部分丁香属植物中的应用，
而关于酯酶（ＥＳＴ）同工酶谱分析的研究以及西宁地
区广泛引种栽培的丁香属植物的ＰＯＤ同工酶的分
析研究未见报道．本研究选择丁香属植物２个特征
性较强的ＰＯＤ和ＥＳＴ同工酶，采用聚丙烯酰胺凝
胶电泳获得西宁地区广泛引种栽培的丁香属１０种
植物的ＰＯＤ和ＥＳＴ同工酶谱图，并分析不同种间
的亲缘关系，以期为丁香属植物的分类鉴定提供科
学可靠的依据，并为西宁地区丁香属植物的规范化
栽培及优良品种选育奠定基础，合理利用丁香属植
物资源提供科学依据．
１　材料与方法
１．１　试验材料
１０种丁香属植物（‘朝鲜丁香’、‘白丁香’、‘巧
玲花’、‘紫丁香’、‘辽东丁香’、‘四川丁香’、‘小叶丁
香’、‘什锦丁香’、‘暴马丁香’和‘羽叶丁香’）的嫩叶
采集于西宁市小桥苗圃，采集的植物材料经清洗消
毒后立即装入冰箱中带回实验室，立即放入超低温
冰箱保存．
１．２　试验方法
１．２．１　酶液的提取　称取１ｇ丁香叶片组织，放入
液氮预冷的研钵中研磨至细粉状，转入１０ｍＬ离心
管中，并迅速加入２ｍＬ预冷的０．１ｍｏｌ／Ｌ　ｐＨ　７．８
的 Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ缓冲液后于冰浴中提取 ２ｈ，４ ℃
１２　０００ｒ／ｍｉｎ离心１５ｍｉｎ，上清液即为酶粗提液，置
于－２０℃冰箱中冷冻备用．
１．２．２　电泳及染色　试验采用不连续的聚丙烯酰
胺凝胶电泳法进行同工酶的电泳分离，分离胶浓度
为６％，浓缩胶浓度为３％；ＰＯＤ同工酶采样联苯胺
法染色［１４］，ＥＳＴ同工酶采用醋酸萘酯－坚牢蓝ＲＲ
盐法染色［１５］．染色完毕后利用凝胶成像系统进行电
泳结果的观察及拍照．
１．３　数据处理
根据２种同工酶电泳后的电泳图谱，获得各酶
带的迁移距离和相对迁移率（Ｒｆ）．在聚丙烯酰胺凝
胶上出现的酶带记为１，不出现的为０，进行统计．根
据所统计片段带的有无，用ＤＰＳ　Ｖ６．５５程序中的系
统聚类分析方法进行分析并构建亲缘关系树状图．
２　结果与分析
２．１　过氧化物酶（ＰＯＤ）同工酶分析
丁香属１０种植物ＰＯＤ同工酶电泳图及模式图
见图１和图２．丁香属１０种植物ＰＯＤ同工酶电泳
共出现９条酶带，酶带条数出现最多的品种是‘白丁
香’和‘四川丁香’，各有７条；酶带数量最少的是‘羽
叶丁香’，仅有３条．其中ＰＯＤ－１、ＰＯＤ－２是１０种植
物所共有的特征酶带．ＰＯＤ－４仅在‘四川丁香’中出
现，因而可作为鉴别‘四川丁香’的特征酶带．
２．２　酯酶（ＥＳＴ）同工酶分析
丁香属１０种植物ＥＳＴ同工酶电泳图及模式图
图１　ＰＯＤ同工酶电泳图
Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｉｓｏｚｙｍｅ　ｚｙｍｏｇｒａｍ　ｏｆ　ＰＯＤ　ｉｎ　Ｓｙｒｉｎｇａ
２５１
第４期 马玉花等：丁香属１０种植物的同工酶谱分析研究
图２　ＰＯＤ同工酶电泳模式图
Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ＰＯＤ　ｉｎ　Ｓｙｒｉｎｇａ
见图３和图４．丁香属１０种植物ＥＳＴ同工酶共出现
１２条酶带，酶带条数最多的是‘白丁香’，有１０条；
酶带数量最少的包括‘巧玲花’、‘小叶丁香’和‘羽叶
丁香’，各有５条酶带．另外，ＥＳＴ－１、ＥＳＴ－２在所有
丁香品种中都存在，这２条酶带是丁香属植物的特
征酶带．在１０种丁香中，ＥＳＴ－３仅为‘辽东丁香’所
有，此酶带可作为‘辽东丁香’与其他丁香品种鉴别
的特征酶带．
图３　ＥＳＴ同工酶电泳图
Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｉｓｏｚｙｍｅ　ｚｙｍｏｇｒａｍ　ｏｆ　ＥＳＴ　ｉｎ　Ｓｙｒｉｎｇａ
图４　ＥＳＴ同工酶电泳模式图
Ｆｉｇ．４　Ｔｈｅ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ＥＳＴ　ｉｎ　Ｓｙｒｉｎｇａ
２．３　ＰＯＤ与ＥＳＴ同工酶酶谱聚类分析
根据ＰＯＤ与ＥＳＴ同工酶电泳后的酶带分布结
果，以０和１统计建立数据库，使用ＤＰＳ分析软件，
采用Ｊａｃｃａｒｄ结合系数和类平均法（ＵＰＧＭＡ）进行
聚类分析．由图５可以看出，在Ｊａｃｃａｒｄ系数０．５０
处，‘朝鲜丁香’、‘紫丁香’、‘白丁香’和‘什锦丁香’
聚为一类；‘辽东丁香’和‘四川丁香’聚为一类；‘巧
玲花’和‘暴马丁香’聚为一类；‘小叶丁香’和‘羽叶
丁香’分别独立为一类．
图５　丁香属植物聚类图
Ｆｉｇ．５　Ｔｈｅ　ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｉｓｏｚｙｍｅ　ｉｎ　Ｓｙｒｉｎｇａ
３　讨论与结论
同工酶是基因编码的产物，其酶谱差异主要是
由决定酶蛋白本身的等位基因或非等位基因的差异
造成的．同种植物由于生长环境不同，可能会引起基
因的变异而导致酶结构及活性的改变，这种改变可
反映在同工酶酶谱上，在进行酶谱分析时，条带的多
少、有无是质的差异，是植物分类的主要依据；酶带
颜色的深浅表示酶活性的强弱和量的多少，为量的
差别．当谱带数目相同，但相对迁移率或酶活性不同
时，仍然可作为种（尤其是品种）鉴定的依据．因此，
同工酶电泳图谱反映了植物在蛋白水平上的变异，
是发生遗传分化的证据［１６］．
根据丁香不同品种的形态学可将西宁地区的丁
香品种分为紫丁香亚属和拟女贞亚属，‘红丁香’、
‘毛丁香’、‘紫丁香’、‘重瓣丁香’、‘羽叶丁香’和‘北
京丁香’６个丁香组序．本试验所选取的１０个丁香
品种在形态学上的分类结果如图６所示．
同工酶聚类分析将所选的１０个丁香品种分成
５大类，即‘朝鲜丁香’、‘紫丁香’、‘白丁香’和‘什锦
丁香’聚为一类，‘辽东丁香’和‘四川丁香’聚为一
类，‘羽叶丁香’独立为一类，这与形态学的分类结果
３５１
甘 肃 农 业 大 学 学 报 ２０１２年
图６　１０个丁香品种形态学分类
Ｆｉｇ．６　Ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ
ｏｆ　１０　Ｓｙｒｉｎｇａｓｐｅｃｉｅｓ
是一致的．而在同工酶聚类分析中将‘巧玲花’和‘暴
马丁香’聚为一类，‘小叶丁香’独立为一类这与形态
学分类中将‘巧玲花’与‘小叶丁香’分为一类，‘暴马
丁香’独立为一类的结果存在差异．可见利用ＰＯＤ
和ＥＳＴ同工酶酶谱建立的丁香属植物的鉴定体系，
对于丁香属植物分类鉴定有着十分重要的意义，可
为丁香属植物的鉴定提供有力的依据．而对于同工
酶与形态学分类存在差异的‘巧玲花’、‘小叶丁香’、
‘暴马丁香’有待于进一步深入地研究，以确定它们
的亲缘关系．在今后的研究中，可以开展多酶研究，
结合多酶系统和形态特性以及生态、地理分布的研
究，提高取材的代表性，使丁香属植物的亲缘关系和
分类更趋于合理和真实，以便为丁香属植物资源的
开发利用提供科学的依据．
参考文献
［１］　崔洪霞，蒋高明，臧淑英．丁香属植物的地理分布及其
起源演化［Ｊ］．植物研究，２００４，２４（２）：１４１－１４５
［２］　刘瑞萍．西宁市丁香属植物观赏特性及园林应用［Ｊ］．
现代农业科技，２０１１，１６：２１０－２１１
［３］　何淼，卓丽环．基于形态学性状的东北地区丁香属分支
系统学分析［Ｊ］．林业科技，２００７，３２（２）：６０－６４
［４］　陈新露，陈振峰，韩劲．随机扩增多态ＤＮＡ（ＲＡＰＤ）标
记用于丁香品种遗传分析及品种分类［Ｊ］．西北植物学
报，１９９９，１９（２）：１６９－１７６
［５］　Ｋｉ　Ｊｏｏｎｇ　Ｋｉｍ，Ｒｏｂｅｒｔ　Ｋ　Ｊａｎｓｅｎ．Ａ　ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ　ＤＮＡ
ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ　ｏｆ　ｌｉｌａｃｓ （Ｓｙｒｉｎｇａ，Ｏｌｅａｃｅａｅ）：Ｐｌａｓｔｏｒｎｅ
ｇｒｏｕｐｓ　ｓｈｏｗ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｇｒｏｕｐｓ
［Ｊ］．Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｏｔａｎｇ，１９９８，８５（９）：１３３８－
１３５１
［６］　ＬＩ　Ｊ．Ａｌｅｘａｎｄｅｒ　Ｊ　Ｈ，Ｚｈａｎｇ　Ｄ．Ｐａｒａｐｈｙｌｅｔｉｃ　Ｓｙｒｉｎｇａ
（Ｏｌｅａｃｅａｅ）：ｅｖｉｄｅｎｃｅ　ｆｒｏｍ　ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ　ｏｆ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｒｉｂｏｓｏ－
ｍａｌ　ＤＮＡ　ＩＴＳ　ａｎｄ　ＥＴＳ　ｒｅｇｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｙｓｔ，２００２，２７（２）：
５９２－５９７
［７］　Ｋｏｃｈｎｅｖａ　Ｅ　Ｚ，Ｒｙｚｈｏｖａ　Ｎ　Ｎ，Ｍｏｌｋａｎｏｖａ　Ｏ　Ｉ，ｅｔ　ａｌ．
ＳｐｒｉｎｇａＳｐｅｃｉｅｓ：ｍｏｌｅｃｕｌａｅ　ｍａｒｋｉｎｇ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ａｎｄ
ｃｕｌｔｉｖａｒｓ［Ｊ］．Ｇｅｎｅｔｉｋａ，２００４，４０（１）：３７－４０
［８］　葛颂．酶电泳资料和系统与进化植物学研究综述［Ｊ］．
武汉植物研究，１９９４，１２（１）：８０－８４
［９］　熊金沫．同工酶电泳数据的分析极其在种群遗传学上
的应用［Ｊ］．遗传，１９８６，８（１）：１－５
［１０］　李红宁，廖雯，孙爱群，等．蓼属９种植物的过氧化物
酶同工酶分析［Ｊ］．贵州农业科学．２０１１，３９（８）：６０－６４
［１１］　贾子瑞，张守攻，王军．辉林芝云杉天然群体同工酶遗
传多样性分析［Ｊ］．东北林业大学学报．２０１１，３９（７）：
５７－６２
［１２］　杨尧军，李毅，张生华，等．箭胡毛杨及其亲本酯酶和
过氧化物酶的同工酶分析［Ｊ］．甘肃农业大学学报，
２００６，４１（２）：４６－５０
［１３］　杨文秀，高慧，刘志华，等．内蒙古地区罗布麻ＰＯＤ同
工酶分析［Ｊ］．安徽农业科学，２０１１，３９（１１）：６３４５－
６３４６
［１４］　张龙翔，张庭芳，李令媛．生化试验方法和技术［Ｍ］．
北京：高等教育出版社，１９８１
［１５］　汤章城．现代植物生理学实验指南［Ｍ］．北京：科学出
版社，１９９９
［１６］　Ｒｏｏｓｅｍｌ．Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ａｌｃｏｈｏｌ　ｄｅｄｙｄｒｏｇｅ－
ｎａｓｅｉｓｏｚｙｍｅｓ　ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ　ｂｙ　ｄｕｐｌｉｃａｔｅ　ｇｅｎｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｐ－
ｌｏｉｄ　ｐｌａｎｔ　Ｓｔｅｐｈａｎｏｍ［Ｊ］．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｇｅｎｅｔｉｃ，１９８４，
２２：７－８
［１７］　马彦军，曹致中，李毅．ＰＥＧ胁迫对尖叶胡枝子幼苗
ＳＯＤ和ＰＯＤ同工酶的影响［Ｊ］．草原与草坪，２０１０
（１）：６４－６７
（责任编辑　赵晓倩）
４５１