全 文 ：第 9
1 9 9 9
第4 期
12 月
信阳农业高等专科学校学报
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卷年
电泳分析法在泡桐属植物分类中的研究与应用
彭海凤 孙君艳 张 淮 方保停
( 信阳农业高等专科学校植物科学系 信阳4 科( X X ) )
摘要 通过蛋白质单向凝胶电泳对泡桐属7 种 1变种 1变型一毛泡桐( 尸山山叨 ,au ont 。~ )
、 川泡桐
(尸山竣蒯刊远 .向脚 i )、 山明泡桐 (脚山姗血 如 , 呷句伽 ) 、鄂川泡桐 (尸山山妙血动秘肠呱 2 . y . hz “ 刀玩, . sP ) 、
南方泡桐 (八及凌脚由幽尔以 . 肠咭 oT 咭 ) 白花泡桐 (乃叨肠切她户比~ ) 、 兰考泡桐竹胭由溯应乙 〔为 子卿肋 s . .y
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、成都泡桐 (尸山`山“ 血山咖阮“ 衍 . 。公了嗜如把猫15 z . H . hz u) 、 白花兰考泡桐 ( 尸山政川们必 eot ”夸欢a s . y .
枷 f . 峨迎权Z z . X . 。恤矛移 d s . L . 服 )的亲缘关系进行 了研究 。 结果表明 :泡桐属 宜分为三个组 : 白花泡桐
组 (白花泡桐 、 白花兰考泡桐 ) 、 南方泡桐组 (南方泡桐 、成都泡桐 ) 、毛泡桐组 (毛泡桐 、川泡桐 、鄂川泡桐 、
山明泡桐 、兰考泡桐 ) 。
关键词 泡桐 ;分类 ;蛋白质 ; 电泳
中图分类号 q对 9 · 7 7 · 8
泡桐属植物种类很多 , 自 18 35 年荷兰学者 iS e bo ld 和 uz c 丽 in 共同建立泡桐属以来 , 中外
学者对其进行了大量研究 。 18 世纪晚期 日本人就对泡桐属进行 了研究并把其成果记人了《日
本植物志 》 ,英国的福芍 、法国的福兰锡 、 美国的雷得等先后也为泡桐属树木命名之’ 二。 近年来 ,
国内外科技工作者利用生物化学 、细胞学和分子生物学手段对其进行了研究 , 并得出 了一定的
结论 。 90 年代以来 , 电泳技术因具有设备简单 、操作方便 、迅速等特点 , 在动物 、植物 、 微生物
等许多属中用来研究分类问题 〔, 一 ’ 〕 。 因此 ,作者于 1997 一 199 年对泡桐属 7 种 1 变种 l 变型
进行 了分子水平的研究 , 以期确定它们的亲缘关系 。
1 材料与方法
1
.
1 试验材料 试验材料取 自河南农业大学林业试验站 ,采集泡桐属 7 种 l 变种 l 变型的同
龄新鲜叶片 ,依次用冷 自来水 、冷蒸馏水洗净 , 用沙布包好置于液氮中备用 。
1
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2 试验方法
1
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2
.
1 蛋白质的提取 采用范国强修改法困 。
1
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2
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2 样品制备 称取 30 m g 上述提取的蛋白质干粉置于 1 . 5而 离心管 内 , 加人 中以〕u lU KS ( 9 .
smo l/ L 尿素 , s m mo l/ L 碳酸钾 , 0 . 5 % ( w / v )二硫苏糖醇 , 1 . 25 % ( vI/ v )十二烷基 磺酸钠 ( SD S ) ,
2% (耐 v )两性载体电解 p H3 . 5 一 10 , 6% ( vt/ 、 ) T ir ot n x 一 10 )溶液 ,振荡混匀 , 于 60 ℃水浴锅 中温
浴 30 而 n , 然后室温下 15以 x ) g 离心 30 m in , 上清液即为电泳分析的蛋白质样品 。
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.
3 电泳分析
1
.
3
.
1 制胶 采用不连续的板状凝胶分离 。 选用 Zo im n x Zo l川 n 玻璃板和 l . ol nl 二 厚压条制
彭海风 : 女 , l盯卜 的 产卜, 硕 }
收稿 日期 : 1创尹) 一 10 一 15
DOI : 10. 16593 /j . cnki . 41 -1433 /s. 1999. 04. 001
信阳农业高等专科学校学报 第 9 卷
成匣子 ,分离胶浓度为 13 % ,用 p H S . 8 的 irT sH CI 配制 ;浓缩胶浓度为 4 % , 用 p H6 . 6 的 irT S H CI
配制 ,配好的分离胶混合均匀后 , 缓缓注入匣子 (其上空 留 cZ m 左右 ) , 然后在 空留处封上水 。
待分离胶凝固后 , 小心吸去上面的水 。 再将配好 的浓缩胶 加满匣子 , 插人样 品槽形成器 (梳
子 ) ,待浓缩胶凝固后轻轻拔下 。
1
.
3
.
2 电泳分析 电泳采用范国强法叹 。
1
.
3
.
3 凝胶扫描 使用 C S 一 9仪幻 型 日本岛津双波飞点扫描仪扫描 。 对蛋白质谱带扫描时 ,
扫描波长为 5 75 朋 1 , 以 6 刃nm 作参比波长 。
1
.
3
.
4 数据分析方法 凝胶扫描后 ,按扫描 图上峰的相对位置分别标记 (将所有的峰记录下
来并与其 比较 ) , 不同凝胶上有峰 的分 别记 为 1 , 无峰的记 为 O , 进行统计 。 统计结果用 NT -
S$ S程序中的 iS qm au l软件算 出泡桐种 间的遗传 相关 系数 。 用平均链锁聚类 分析方法 ( U n -
W c igl
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r Gor u p M e lt l浏 A ir tl u o e ti e C l u s te ir n g , U咒撇 C )进行聚类并构建树状图 。表 1 9’ `种 ” 型泡桐叶片蛋白质单向电泳谱带统计结果 ’
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第 4期 彭海凤等: 电泳分析在泡桐属植物分类中的研究与应用. 3
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图 1 9“ 种 ” 泡桐叶片蛋白质单向电泳扫描图
信阳农业高等专科学校学报 第 9卷
2结果与分析
2
.
1泡桐叶片蛋白质的多态性 由 7种 1变种 l变型 (以下简称 9’ 种 ” )泡桐叶片蛋白质的电
泳扫描图 (图 l )可以看出 ,泡桐属各种间差异十分明显 , 9 “ 种 ” 泡桐既有共同的蛋白质谱带 , 又
有各 自的特异性谱带 , 9 “ 种 ” 泡桐的这些共有蛋 白质谱带 和不同种各 自所具有的特异性谱带 ,
说明泡桐属植物叶片蛋白质呈多态性 。
2 2 不同种泡桐叶片蛋白质相似系数估算
不同种泡桐叶片蛋白质电泳结果用 C S 一 9〔目〕型 日本岛津 双波飞点扫描仪扫描后按前面
所述方法进行统计 (表 1 ) 。 统计结果用 N飞Y S 一 P C 软件中 is m q au l 程序计算泡桐不 同种间的
相似系数并得到其相似系数矩阵 (表 2 ) 。
由表 2 可以看出 , 9’ 种 ” 泡桐两两之间的蛋白质相似系数从 0 . 739 到 0 . 8 86 。 相似系数最
大的为毛泡桐与川泡桐 ( 0 . 8 86 ) , 而最小的则 为白花泡桐与 山明泡桐 ( 0 . 7 3 9 ) 。 成都泡桐 和南
方泡桐的相似系数达 0 . 8 以上 ;鄂川泡桐与山明泡桐 ,鄂川泡桐与兰考泡桐 , 白花泡桐与 白花
兰考泡桐 , 川泡桐与兰考泡桐的相似系数皆在 0 . 86 以上 。 也就是说 , 在这 9’ 种 ” 泡桐中 , 毛泡
桐与川泡桐 的亲缘关系最近 , 而白花泡桐与山明泡桐的亲缘关系最远 。
表 2 9’ 种 ” 泡桐叶片蛋白质谱带相似系数矩阵
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8《叉〕 1 . (X刀
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. 〔众 )
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. 《X洲〕
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.
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.
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.
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. 《XX)
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.
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.
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.
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.
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.
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7 87 O
.
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2
.
3 聚类分析
将所得的 76 组数据输人计算机 ,采用聚类法 (即几何平均 的非加权成对方法 ) , 经计算机
软件处理后 , 根据两两种类间相比较的蛋白质相似系数进行聚类 , 构建树状聚类图 (图 2 ) 。
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图 2
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9’ `种 ” 泡桐相似系数聚类图
从 图 2 根据 系统聚类分析的结果来看 ,蛋 白
质相似系数在 0 . 82 左右把泡桐属植物明显地分
为三组 。 第一组 : 白花泡桐 、 白花兰考泡桐 ; 第二
组 : 成都泡桐 、 南方泡桐 ; 第三组 : 毛泡桐 、 川泡桐 、
山明泡桐 、 鄂川泡桐 、 兰考泡桐 C
从聚类图 2 中可看出 , 白花泡桐与 白花兰考
泡桐相似系数在 0 . 86 水平 L聚为一类 ,说明二 一者
亲缘关 系很近 。 从遗传背 景上来说 , 白花 生考泡
桐是白花泡桐与兰考 泡桐 的杂交种 ; 从地 理分布
上同属 于南方桐 区 , 所以 聚为一类有其必然性 :
第二组 中 , 南方泡桐与成都泡桐聚为一类 ,也反映
第 4期 彭海凤等 :电泳分析在泡桐属植物分类中的研究与应用
了明显的地域分布 ,二者都分布在湖北 、 四川一带 , 通过基 因漂移 ,从而形成了一定的相似性 。
第三组 中 , 毛泡桐 、川泡桐 、山明泡桐 、鄂川泡桐 、 兰考泡桐聚为一类 , 也突出了这一点 ,说明五
者的亲缘关系较近 ,遗传差异较小 。
3 结论与讨论
本试验所得的分类结果与陈志远的数量分类结果既有一定的差异 , 又有一定的相同之处 。
与数量分类相 比 ,陈志远等将兰考泡桐放人 白花泡桐一组中 , 将山明泡桐放人揪叶泡桐一组
中 ;而我们将其放人毛泡桐一组中 。 在陈志远 “ 泡桐属起源演化与地理分布 ” 一文中提到兰考
泡桐是白花泡桐与毛泡桐的天然杂交种 , 可见 ,其遗传成分应 由其双亲的遗传成分所占比例而
决定 。 陈志远认为兰考泡桐含白花泡桐的遗传成分较大 ,所以将其归人 白花泡桐组内 ,而在我
们的试验中 , 兰考泡桐所含的毛泡桐遗传成分较大 ,所以其电泳图谱与毛泡桐的更为接近 。 在
龚本海等的 “ 泡桐属植物 so D 同工酶和可溶性蛋白质分析 ” 一文 中和姚崇怀等 的 “ 泡桐属植物
印x 同工酶研究 ” 一文中 , 都认为山明泡桐是兰考泡桐与毛泡桐的杂交种 二眨 , 说明山明泡桐与
毛泡桐和兰考泡桐的亲缘关系很近 , 所以本试验将其放人毛泡桐一组 内 , 有一定的理论基础 C
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叮 s te ma t ie bo tan i s t s ti l l 11 a d d i fe er n t v i e w 即 in ts o n tl l e e l a s s i if e a t io n o f t he g e n u s 户a u lo , 。 n la l〕 la n t s . hT i s
p a详 r d e a l t w iht e l a s s iif e a ti o n o f n i n e s p e e io s o f 刀a u吞, , v n ia p l a n r s w i r ll S D S 一 I) AC E o f por te in s in t ll o s e
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t io n ; 户a ` z lD ,姐 i a a us 乙m l is 肠吧 oT叮 s e ( · ti o n : a n d (P z I` 入) , vl :沁 to n树 r : ot s a s e e t i( , n .
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(编辑 : 夏新奎 )