全 文 ：蚕 业 科 学
第 1 6卷 第 3 期 C ANYE K E U XE l9 9) (年 9 月
桑属几个种及品种过氧化物酶
同工酶的研究 ’
何大彦 冯文和
(四川省农业科学院蚕桑研究所) (四川大学生物系 )
用聚丙烯酸胺凝胶电泳的方法 , 对桑属植物的 7 个种 、 3个品种的过气化物酶同工酶进行了
研究 . 结果 : 桑属内共同特征醉带的表达与细胞色素长化醉呈规律性 川 的一致倾向 , 但在表型
上有差异 ; 桑属内各种 、 品种间的醉谱有显著差异 . 每个种都有不同的特征醉谱 ; 用排序法研究
同工酶可达到定盆比较水平 , 对各桑种 、 品种的相似性和相异性可作出直观 . 定盈 、 准确的炎
达 . 研究结果为桑属植物的分群 、 分类提供了资料 .
主题词 : 五盈 皿树品种 过叔化物醉同工阵 来丙烯酸胜凝胶电泳
前报 〔 ’ 〕 以幼叶为材料 , 对桑属几个种及品种的细胞色素氧化酶同工酶进行了研究 ,
木文以冬芽为材料 , 对桑属 10 个种及品种的过氧化物酶同工酶进行研究 , 以探讨桑属不
同种 、 品种间的遗传差异 .
材 料 与 方 法
一 、 供试桑种 、 品种
山 桑 ( M o r u s b o m b y e o K o id z . ) 、 华 桑 ( 万 . e a rh a夕a 、 H e m s l . ) 、 蒙 桑
(M
.
m o n g o il ca C
.
K
.
S c h n
.
)
、 白桑 ( M . a lb a L in n e . ) 、 鸡桑 ( M . a u , r r a ils P o i r e t .
〔 = M . ac ido as G ir .r 〕 ) , 以上 5 个种原产四川 ; 长果桑 ( M . aI eu ig at a W al . 为 M .
;an
e r o u r a M iq
. 异名又称黄桑 、 光叶桑 ) 原产云南 : 鲁桑 (万 . , u l i e a u ils P e r . ) 从浙江
引进 ; 纳溪桑 (N ax i) 、 剑鲁桑 ( iJ a ul u) 、 琵琶桑 ( iP p a) 为四川地方品种 . 供试材料 ,
均取白四川省农科院蚕桑研究所品种桑园 .
二 、 试验方法
各桑种 、 品种 , 分别在桑树休眠期 ( 12 月中旬 ) 采集 2一 3 株树上 的冬芽为供试 样
品 . 采样后剥去芽苞外层鳞片 , 以 1 : 3 ( w / v) 加人 rT is 一甘氨酸缓冲液 ( pH S . 3) 匀
浆 , 于 4℃条件下 , 12 00 r / m in 离心 30 分钟 , 分装上清液于洁净瓶内 , 置于 一20 ℃条
件下保存备用 .
采用聚丙烯酞胺盘电泳 〔2〕 的方法并略加改进 . 凝胶浓度为 7% , 电极使用 T ir s一日氨
酸缓冲液 ( p H S . 7) , 电泳时电流为 .2 5一 3 . o m A / 管 , 在 4一 8℃电泳 .2 5一 3 小时 . 旬样品电
* 为国家自然科学基金委员会资助课题 .
本文 198 卜 12刁 9 收到 . 12 9一 13 4 ·
DOI : 10. 13441 /j . cnki . cykx . 1990. 03. 001
蚕 业 科 学 1 6卷
泳重复 4次 .
过氧化物酶染色液的配制及染色 :将电泳后的胶条放人联苯胺贮存液 (联苯胺 g 2,
冷醋酸 18m l , 蒸馏水 10 0m l , 使完全溶解 ) 0 . s m l , 加人 30% H Z o : 0 . l m l , 再加蒸馏水
.9 oml
, 在室温下经 2一 5 分钟 , 待过氧化物酶带呈绿色时 , 快速水洗 , 人 3% 醋酸液保
存 , 酶带变褐色后 , 立即将着色胶条在衬托的白纸上测量酶带的迁移距离 , 计算迁移率 .
结 果
一 、 桑属不同种 、 品种的过氛化物酶同工酶谱
经聚丙烯酸胺凝胶电泳表明 , 各桑种 、 品种间在酶带数量 、 酶谱距离 、 相对迁移率
(R r) 等方面均有较大差异 , 见图 1 、 表 1 . 从酶带数量上看 , 7 个桑种和 3 个 品种的过氧
理二
.
. , 、 二于 」
{二习
. .
二生二
. .
.
罗 , 搜生门
曰目口ū日·曰目闷ú川日
圈 1
. 长果桑 2 . 蒙桑 3 . 华桑 4 . 鸡桑
A 深色带
桑属植物过氧化物酶同工酶谱
5
. 山桑 6 . 纳溪桑 7 . 白桑 8 . 鲁桑 9 . 琵琶桑 10 . 剑鲁桑
B 浅色带 C 较浅色带
表 1 桑属几个种和品种过饭化物酶同工酶 R . 值
蒯仔 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l 0 l I l 2 l 3 l4 l 5 l 6 I 7 I 8 l , 为 2 l 2 23 24 2 5 26
长果桑 0 . 11 0 . 17 .0为 O刀 .0 24 .0 29 0 . 3 1 0 . 3 3 .0 36 0 3 9 0 . 4 1 .0 46 0 . 5 2 .0 54 0 . 57 0 59 0 . 6 3 0 . 6 5。 . 68 .0 70 0 . 76 0 .8 1 0 82 0 . 8 5 .0 8 0 . 9 2
蒙 桑 0 . 17 0, 为 .0 24 .0 29 O加 .0 38 0、 4 1 0 . 4 7 .0 54 。 . 58 0 . 59 0 . 6 7 0 . 7 7 0 . 80 0名 3 .0朋 0 . 9 1
华 桑 0 . 18 .0加 .0 24 .0 绍 。 . 42 .0 58 0 . 7 7 0 8 2
鸡 桑 0 . 19 0 . 2 5 0 . 4 1 .0 58 0 7 6
山 桑 n , 刁
白 桑
鲁 桑 0 2 5
纳溪桑 .0 24
.0 24
佬琶某
剑鲁桑
化物酶同工酶 , 共有 26 条不同的 R 。值酶带 , 比以幼叶为材料的细胞色未氧化酶同工酶的 13
条 R f 值酶带数增多一倍 . 其 `朴蒙桑酶带数最多 , 有 8 条酶带 ; 华桑酶带数鼓少 , 仅育 4条
带 ; 其它各桑种 、 品种 , 一般为 , 6条酶带 . 从酶带 R f值上反映出 , 山桑与鸡桑有 4条相
似酶带 (第 2 、 5 、 11 和 15带 ) , 白桑与蒙桑有 4 条相似酶带 (第 5 、 10、 14和 2 1带 ) , 鲁
桑与纳溪桑有 4 条相似酶带 (第 3 、 5、 1 和 15 带 ) , 蒙桑与剑鲁桑亦有 4 条相似酶带 (第
3期 何大彦等 : 桑属几个种及品种过氧化物酶同工醉的研究
3
、
5
、
0 1和 19带 ) ;而长果桑与其他桑种 、 品种几乎没有相似酶带 ;蒙桑 一与华桑 、 一长果
桑 , 华桑与白桑 、 鸡桑之问也没有相似酶带 . 但是 , 白桑 、 山桑 、 蒙桑 、 鸡桑 、 奢桑 5个桑
种及纳溪桑 、 琵琶桑 、 剑鲁桑 3个品种在第 5 酶带上几乎完全相似 , 而长果桑的第 4 酶带及
华桑的第 6酶带也与各桑种的第 5 酶带距离很近 . 可以认为 , 第 5 酶带是桑属内各种的特征
酶谱 . 这一结果 , 与作者进行细胞色素氧化酶同工酶研究结果倾向一致 .
二 、 桑属不同种 、 品种过氛化物酶同工酶的相似系数与不相似矩阵
根据酶谱计算出各桑种 、 品种问的相似系数 , 列出不相似矩阵 (如表 2) , 以利分析它
们之间的亲缘关系 . 相似系数参考工义弘 ③ 的计算方法进行 .
表 2 桑属几个种和品种过氧化物酸同工醉相似系数 c() 与不相似矩阵
种及品种 长果桑 蒙桑 华桑 鸡桑 山桑 白桑 普桑 纳溪桑 琵琶桑 剑警桑 备注
长果桑 \ \ \ 1o 56 8 2 84 】o 】o 1o 】o 】o 不蒙 桑 0 、 、 、 、 】o 7 2 8 7 30 印 43 43 7 2 罄华 桑 4 0 \ \ 、铿、 8 2 78 82 1o 盆o 的鸡 桑 18 28 0 6 l 之 \ 46 39 67 84 6 7I! I 桑 l 6 l 3 l 8 54 幻 、之牡 4 3 8 5 70 54自 桑 0 70 2 6 l 5 7 肠 \ 戈 毅 翻 46每 桑 0 钓 l 8 3 3 I 5 l8 30 、之 \ 70 54纳溪桑 0 57 0 l 6 30 肠 30 3 3 谓\ 8 4琵琶桑 0 57 0 3 3 46 M 46 16 l 6 84剑兽桑 0 邓 40 \ \ \ 、
从表 2 配对计算桑属各种 、 品种间酶谱的相似系数来看 , 白桑与蒙桑 、 白桑与鲁桑 、 鲁
桑与鸡桑 、 山桑与鸡桑的相似系数为 70 、 “ 、 61 、 61 , 均在 60 以上 , 表明它们之间亲缘关
系密切 ; 鲁桑与山桑 、 白桑与山桑 、 白桑与鸡桑 、 蒙桑与纳溪桑 、 白桑与剑鲁桑的相似系数
在 50 以上 , 表明它们之问亲缘关系亦较相近 . 长果桑与蒙桑 、 白桑 、 鲁桑 、 纳溪桑 、 琵琶
桑 、 剑鲁桑 ; 华桑与蒙桑 、 鸡桑 、 纳溪桑 、 琵琶桑的相似系数均为 O , 表明它们之问亲缘关
系较远 . 上述结果 , 与细胞色素氧化酶同工酶分析结果比较 , 除长果桑与鲁桑 、 华桑与山桑
有差异外 , 其他桑种 、 品种均表现一致倾向 . 由此进一步证明 , 同工酶在桑属植物上都具有
特异性和稳定性 .
三 、 桑属不同种 、 品种过氧化物酶同工酶的排序
为了对研究结果进行定量分析 , 根据各桑种 、 品种间的相似系数与不相似矩阵 , 采用植
物群落数量分类中常用的极点排序 ( p o) 法 `们 , 对桑属 7 个种和 3 个品种的酶谱进行二维
排序 (如图 2) , 以利对各桑种、 品种间的亲缘关系进行比较 . 排序的方法按江洪 (6) 的作法
进行 , 如表 .3
(一 ) 确定各个桑种 f 品种的酶谱在 x 轴与 y 轴上的座标点 : 选择各桑种 、 品种中不相
似值总和最大的长果桑酶谱标记在 x 轴的一端 。位上 , 在不相似矩阵表 (表 2) 中找出与长
果桑酶谱最不相似的鲁桑酶谱标记在 x 轴的另一端 , 然后计算各桑种 、 品种间酶谱在 x 轴上
的距离 (劝 .
X , ,
L , + D
:
一 D
:
2 L
式中 : x一为所求种的酶谱沿 : 轴与长果桑酶谱的即离 , L 代表长果桑与每桑间的不相似位 , 几 代表长果桑与所求种的酶谱之间的不相似值 , 巩代表鲁桑与所求种的酶潇之间的不相似值 .
13 2蚕 业 科 学 1 6卷
表 3 刁湘似值总和仅 )与 、 、 气、 y .的计算结果
种和品种 长果桑 蒙桑 华桑 鸡桑 山桑 白桑 鲁桑 纳溪桑 琵琶桑 剑鲁桑 又 气 乌 yi
一 l长果桑 \ 1o 5 6肚 841o !o 1o 1加 1o 吕刀 0 01四 .8
蒙 桑 !伪 \ \1加 7 2 8, 刃 幻 43 4 3 7 2 M 7 肚 5 7 . 2 9 2
华 桑 肠 ! o \ \ 1o 82 78 82 1o 】o 的 7绍 3 1 9 46
.
0 】o
鸡 桑 8 2 72 1o \ \ 39 46 3 9 67 84 6 7 596 76 3 5名 3 5
.
2
111 桑 84 87 82 39 \ \ 犯 43 8 5 70 科 5男 76 3 5 . 8 4O .9
白 桑 1o 加 78 46 犯 \ \丈 82 64 肠 570 男 .2 3 3 6 3 6 . 6鲁 桑 】o 印 敌 39 4 3 34 沁 又哭 7 0 只 55 2 】o 0 40 .9纳澳桑 1o 43 】o 67 8 5 肚 沁 67 6 7 84 6阅 7 5 . 5 6 5 . 6 2 2 . 4琵琶桑 1o 43 1的 84 刃 研 54 84 \ \ 84 68 2 7 5 . 5 6 5 . 6 0
剑价桑 l o 72 印 幻 只 46 84 \ \ 期 3 8 5
.
4 5 2 6 7
.
2
注: 又为不相似值总和, 长 、 iy 为桑种及品种间降谱距离 . 气为偏离值 .
同时计算出各桑种 、 品种间酶谱在 x 轴上的偏离位 (叼
。 , 一了可一对
根据各桑种 、 品种在 x 轴上的吻合性差度值 (叼 , 选择吻合性差度值最大的琵琶桑的
酶谱标记在 y 轴一端的 。位上 , 找出与琵琶桑的酶谱最不相似的华桑的酶谱标 一记在 y 轴的另
一端 , 一计算出各桑种 、 品种问的酶谱在 y 轴上的距离 以 ) 。
(乙 , , + (刀 , . ) ’ 一 (。 , . ) ,
卜
!
鑫甲.`
I
J诀I卜.且月
!
y , . 2乙 ,
式中: y .代表所求种的酶谱沿 y 轴与琵琶
桑酶谱的距离 . L代表琵琶桑的酶谱与华桑酶
谱间的不相似值 . D,. 代表琵琶桑的酶漪与所
求种的酶谱间的不相似值 , n,’ 代表华桑酶谱
与所求种的醉谱间的不相似位 .
然后根据各桑种 、 品种的酶潜
在 x 轴与 y轴上排序的位置 , 分别
标 出各白的坐标位点 , 如 图 2 所
示 .
(二 ) 排序效果的检验 :
为了证明各桑种 、 品种的酶谱
排序是否真实地反映了它们之 hIJ 的
异同 , 我们对排序结果进行了检
验 .
通 过 计算求得 : 相关 系数
; 二 .0 91 为紧密相关 , 表明排序结
果是真实可信的 .
厂 厂~ 、 一一
}
` ’ 、
一卞` ` 产创宁一一一叶
圈 2 桑属几个种和品种过氧化物酶同工醉谱
相似程序的二维排序
1
. 长果桑 2 .华桑 3 . 蒙桑 4 .纳溪桑 5 . 白桑
6
. 鲁桑 7 . 剑鲁桑 8 . 山桑 9 .鸡桑 10 . 琵琶桑
3期 何大彦等 :桑属几个种及品种过氧化物醉同工醉的研究
讨 论
一 、 桑属植物的分类 , 日前尚有争论 . 林奈将桑属分为 5 个种 ; 日本小泉源一 (1 9 30)
则分为 30 个种 ; 掘田镇吉 ( 19 3 7) 后来又分为 35 个种 ; 我国陈嵘分为 12 个种 “ 〕 . 近代多
数植物分类学家认为 , 世界桑属约有 16 个种 , 在中国就有 14 个种 , 在四川有 7 个种 1个变
种 . 但这些分类 , 都是以形态特征为依据 , 它们的起源 、 进化及亲缘关系尚待研究 . 木文通
过对桑属植物 7个种 3 个品种过氧化物酶同工酶的研究 , 从二维排序结果上看出 , 山桑 、 白
桑 、 鲁桑 、 鸡桑 、 蒙桑 5个桑种及纳溪桑 、 琵琶桑 、 剑鲁桑 3个品种 被聚为一个大类群 . 其
中白桑与鲁桑 , 山桑与鸡桑的酶谱距离很近 , 表明它们之间亲缘关系更密切 . 这一结果 , 从
形态特征上观察也得到证实 . 例如 , 山桑与鸡桑的雌花均属长花柱 , 柱头内侧生乳头状或毛
状突起 ; 白桑与鲁桑的雌花均属短花柱或无花柱 , 柱头内侧密生瘤状突起或乳头状突起 . 蒙
桑与其他桑种在酶谱上有一定的相似性 , 但亦有明显区别 , 表明它们有一定亲缘关系 , 但相
距稍远 . 华桑 、 长果桑在二维排序上分别聚为一个独立种群 , 表明它们与其他桑种亲缘关系
较远 . 这些研究结果 , 为探讨桑属植物的起源 、 进化与分类提供了新的资料 .
二 、 从酶谱表型上看 , 以冬芽为材料的 , 过氧化物酶同工酶的 R : 酶带较多 , 有 26 条
带 , 酶带最多者 8 条 , 最少者 4 条 , 区带着色深 , 较清晰 , 特征酶带在第 5带上 . 而以幼叶
为材料的 , 细胞色素氧化酶同工酶的 R f酶带较少 , 仅有 13 条带 , 酶带最多者 5条 , 最少者
3条 , 区带显色慢 , 着色浅 , 特征酶带在第 12 或第 1 3带上 . 从以上两种同工酶酶带的表型
特征上看出 , 桑属植物不同种 、 品种的 lI 工酶在不同器官 、 组织的表现型虽有差异 , 但它们
都呈规律性表达 . 进一步证明桑属植物的同工酶却具有特异性 、 稳定性和重现性 . 因而利用
同工酶的研究 , 探索桑属植物的起源 、 进化 、 分群 、 分类和亲缘关系是可能的 .
三 、 本文应用植物数量分类中的极点排序法 ( p o) , 对桑属不同种 、 品种间同工酶的相
似程度通过定量分析 , 获得了二维排序图 , 从而对各桑种 、 品种的相似性 、 相异性及亲缘关
系的远近 、 亲疏作出了直观 、 定量 , 准确的表达 , 提高了同工酶研究的效果 .
参 考 文 献
〔 0 何大彦等 , 19 跳 , 桑属几个种及品种细胞色家氧们典同工酶的研究 . 蚕业科学 , 14 ( l) : 1一 5
(2 〕 兰州生物制品研究所生不扮组 , 19 78 , 区带电泳技术 . 生物化学与生物物理学进展 , (4 ) : 45 一59
〔习 工义弘等 , 19 82 , 介绍几种植被分析方法 , 东北林学院学报 , ( l) : 14 卜 158
〔幻 阳含熙等 , 1,引 , 植物生态学的数盘分类方法 , 北京 , 科学出版社 , 21 5 es 2 4
(5 〕 苏州蚕桑专科学校主编 · I哭 0, 桑树栽培及育种学 , 农业出版社 , l乃一 126
〔幻 江洪等 , 1986 , 柏木属植物过长化物醉同工阵的研究 , 植物分类学报 . 24 (4) : 25 3成 59
14 3蚕 业 科 学 16卷
引氏心n 污 ON P ER OX ID AS E】 S O EN Z Y M0 [EF ( S )M E
V R A正汗 1粥 OR SP ]以 J E S刃闷 五了口R U S
H eD a一 an
(八 ` Se瓜动 r ual R~
rh c加 l t i“ t e, 召比几aun A c山众川y of A gr 勿utI “ ar l cs 沁配 e习
F e n g W e n 一h e
(刀亡aP r tme nt of B
io ol g夕, 习交为如月 U川 , e月众夕)
A B S T R A C T
hT
e
pe or
x i d a sc isoc
n z y m c o f ht cr
v a ir e itC s an d sc vc
n s lx 军毗 in M or 公 h a vc lx 尤 n er sca er h记
勿 Po l y a c yr la m idc 罗 1 e 1C tr o p h o csr is . hT e cr s u l ts a er a s fo llo w s : l ) T hC e o m m o n e h a r a e t e r i s it e
cn 之犷m c 功 n cs 咖 st in Pc r ox 记asc i s o c n Z , m c a n d 卿 tOC h r o r n c 。 义 id a cs b ut ht ic r hP yn o t y沐 s a er id -f
cf cnr
t
.
2) E
v c yr
s (P翔 c s (v a ir e ty) h a s i st ow n hc a acr ct ir s ict z犷的 o gr am
.
3 ) hT
e s im i la ir t y a n d id cfT -r
cn c o f m u l忱叮 s侧戈 Ics (v颐 e it cs ) can be de oct 囚 p cr ilCS y t h r o u g h a lign m cn t m e ht od . 4) hT e 路
su l st P
r o喇日e a加 w b a is s of r t a x o n o m y o f五了o朋 .
D。 圈口甸山 ,抢 : M O八“ M日b 叮叮 v a血 yt
elz d匕e如讨沁川由
P e or x知巨望 加理似 y旧 e P o ly a cr y肠 m记 e
北方蚕区桑 、 蚕育种科研协作会议在烟台召开
北方蚕区桑 、 蚕育种科研协作组 , 于 19明) 年 7 月 18 日至 20 日在烟台市山东省蚕业研究所召开了第二
次会议 . 出席会议的有陕西 、 山东 、 山西、 河南、 河北 、 新疆等省 (自治区 ) 蚕桑 (业 ) 研究所及陕西安康
地区蚕业研究所七个单位的代表 17 名 , 并邀请了中国农业科学院蚕业砂院所的桑 、 蚕育种专家参加会议 .
会议总结了科研协作组一年来的工作 , 交流了有关论文 , 制汀了下一步工作计划及协作内容 , 进一步讨
论修改了 `北方蚕区桑 、 蚕品种共同鉴定条例 ’ 、 `北方蚕区桑树品种共同鉴定工作细则 ’ 、 `北方蚕区桑蚕品种
共同鉴定工作细则 ’ 等 .
协作组各成员单位 , 本着互利互惠的原则 , 在鉴定、 育种技术与信息交流、 试验仪器设备相互连用等方
面 , 开展了广泛的合作 .
代表们认为 : 一年来的协作已初见成效 , 这种协作在当前北方蚕区各省技术力量与实验设备都不充裕的
条件下尤为重要 . 将使北方蚕区桑、 蚕育种工作水平得到提高 , 是北方蚕区桑 、 蚕育种工作进人全国先进行
列的重要途径 .
代表们表示 : 要在认真做好桑 、 蚕育种科研协作工作的基础上 , 积累经验 , 逐步扩大到蚕桑科研全面协
作 . 计划下年度在搞好桑 、 蚕育种科研 t加咋的同时 , 开始进行蚕病科研的协作 .
(樊孔彰 孙日彦 )