全 文 ：栗属植物形成层过氧化物同工酶谱
熟 作者 : F . 9. 5“ n t“ m o t, .l 等
译者: 张银慧
校者: 郭锡昌
译自 《 J . E ,飞v i r o n H o r t 。 》 1 9 8 6 , 4 ( l ) : 1净一 1 6
共
形成层过氧化物同工酶相 同的植物间的
嫁接亲和性将高于酶型不同的植物 , 对于大
量观赏植物 , 我们一直在进行形成层过氧化
物同工酶的研究 。 结果表明 : 过氧 化物同工
酶谱型与分类的系统有很大关系 , 如械树属
的同工醉型与该属植物的分类组有明显的打}
关性 , 杆 戍的酶寸盯价型在亚属问具有较大的
变化 。
这里我们所以要对栗屁进行研究 , 就是
因为许多研究材料指出 : 栗属植物的嫁接繁
殖有一定 困难 , 该属的植物不仅在种问和杂
种间嫁接难于成功 , 就是在板栗的种内植株
问嫁接也很困难。 我们缺乏有关板栗嫁接的
长期尧国咨的试验资料 , 使 w e b e r和M a c D a -
in e l s对这一情况也有很好的总结 : “栗属不
同种的嫁接过程中 , 接穗和砧木的不亲和现
象经常遇到 , 甚至在把板栗的无性系嫁接到
同种的砧木上也会出现这乖怀亲和现 象 。 ” 在历时一年的芽接试验中 , 我们把板栗 的 5 个
无性系的接穗嫁接到这些无性系的子代苗木
上 , 5 0 个 接芽中只有 91 个嫁接成功而发育
成枝条。 有关这一实验 , 虽然至今没有进一
步的研究报道 , 但 W c b e r和人J a c D a n i e l s 一处
于 “嫁接成功的植株在经过几年的旺盛生长
后便会死亡 。 ” 的观察结果很可能对此是适
用的。 在美国 , 板栗是引种最广的外国种。
为了抵抗栗枯病 , 至今已选育出许多优良的
板粟栽培种 。 此外 , 通过抗病育种途径 , 人
们还培育出大量的杂交种 , 为此 , 我们的研
究在试材选择 _ .J 力求广泛 。
C a m us 在她的专著中把粟属 的植物分
为三组 , 板粟类 ( lC l e 5 lt ut ) , 包括 C . s a -
t i v a
、
C
,
d e n f a t a
、
C
。 e r e n a t a
、
C
。
m o
-
1l i s s i m a
、
C
. s e g t , i n i i 和 C 。 d a v i d i i ,
被划 在 E u e a s t a n e a 组 I勺 , 后来 L a y n e s
用 比 较 先 进的分类概念建立了 C as t an e a
组 ; C a 二 u s 把 棚果粟类 ( C h i n k p i n s ) 划
到两个组 ’ ! , , 其中锥栗 ( C . t e n r i y i ) 属于
H ” 。 “ “ “ t “ “ e a 组尹 而剩下 的种 : C . p u -
1 1飞1 l a
、
C
。 a s h e i
、
C
。
f l o r i d a n a
、
C
。 o z a r -
r k e n 5 1 5
、
C
。 a l n i f o l i a 以 及 C . p a u e i s -
p i n a 则属于 B a l a n o e a s t a n o n 组 ; 此外 ,
还提到了 12 个 自然的和人工的杂交种 , 它们
多是组 bIJ 杂交的产物 , C a m us 为 其选 用了
杂种的表性形容词 。 诚然 , 树木遗传学家的
工作表明 : 栗属植物中的性不亲和现象 , 即
使有的话 , 也是 了了无 几。
村料和方法
多数试材采用康涅狄格实验站的植株 ,
少数例外的种类将予以标明 。 对美国的乡土
树种 , 在弗吉尼亚州的波兰迪实验农场检测
了 7 0株来自两个不 同种源的美国栗 ( C . d e n -
t川 a ) 优选系的嫁接苗以及 6 株 患 疲 病 的
美国粟的萌生枝 。其余的美国种则用得很少 。
C
. a t n i f o l i a ( 2 株 ) , C . a s h e i ( 1
株 ) , C . 0 z a r k e n , 15 ( 2 株 ) 和 C . p u -
n l 1l a ( 2株 ) 。 板粟的苗木共用了 2 0 0株 (分
别从两个苗圃各取 1 0 株 ) 。 此外采用了从
康涅狄格蓖集的 5 棵树和 6个栽培品种 , 还
川了了裸生长 在 !闷家树侧叫或 马里兰德的树
木 。 我们还试验 J ` I !卞栗 ( C . c,` ( 、 ` , `允 t“ ) (
5 株 ) , 亚洲 种 的锥粟 ( C . h e n : y i ) ( 1株 )
和茅粟 ( C . s e g u i n i i ) ( l 株 ) ; 所 用的 1 5
株欧洲粟 ( C . s a t i v a ) , 其中有 1 0株栽培品
种 C ol o s s a l 的实生苗。 另外 , 在分析过程中
还包括了大量的杂交种 。
酶液的提取 : 取 1一 2年生的休眠或生活
的枝条 , 用剃刀剥出木质部以外的组织 , 切成
碎片。 休眠的或生活的茎形成层以及根形成
层的实验结果都相同 。 因为没有做定量比较
的必要 , 只把大概等量的形成层组织放于硬
尼龙板上的小穴 中 ( 5 m m x s m m ) , 然后
加入 0 . l m l提取缓冲液 , 提取缓冲液采 用三
经 甲基氨墓 甲烷一顺丁烯二酸缓 冲液 , P H
7
.
0
, 含 5 。 从焦亚硫酸钾 , l o m 从半胧氨酸
和 1 % ( V / V ) 的吐温 , 样品在 一 8 ℃低温
下过夜 , 然后用电蚀刻器融化成匀浆 , 再把
匀浆从穴中取出装入滤纸网袋中 。
按康克勒法准备好 12 %的旅粉凝胶 , 附
加 0 . 14 从蔗糖 ,凝胶 于 4 ℃下在 2 . 0丛硼酸锉
电泳缓冲液 r!1运行 。 P H S . o , 电压 z o o V ,
以澳芬兰做酶迁移标记 , 标记线迁移 7 厘米
后 , 切下凝胶 , 进行过氧化物 同 工 酶 的染
色 , 染色液为 3 一氨基一 9 一 乙 基 咔 哇和
0
.
6 m l 的愈苍木酚以 0 . 5 m l 5 %的 过氧化氢
在 1 0 0 m l O . Z A、醋酸缓冲液中染色 , P H 4 . 0 。
结果与讨论
所有试验植株只有三条主要变化的阳极
过氧化物同工酶酶带 。 由于这种现象不因形
成层采集季节和存贮条件 不 同 而 有变化 ,
为此有人认为这些酶很有可能参与木素的形
成和木素糖的聚合过程而利于嫁接的成功 。
阴极酶带也有一些变化 , 但沃特和高顿的实
验表明阴极过氧化物酶的作用是促进生长 ,
而不是促进木质化 。
所有的美国栗 ( C . de n at t a ) 以及其它
l’f勺美国 种 如 : C . : , 1l l i f o l i a ; C . a 、 h C i ; C .
。 z “ r k e , , 5 1 5和 C . p u l l l i l a 仅具有 A , {}李。 一l j所
有供试的 5 株 日本栗 ( C . o r e 乒at 幼和一株茅
栗 ( C . : e q u i n i i ) 只具有 B带 ; 只有一株珍
珠栗 ( C 。 he nr y i) 同时具有A带和 B带 , 只
是 A带比 B带弱得多 ; 欧洲栗 ( C . s at i v a)
中 , A 带和 B带单独或结合着存在 , 即具 有
表型 A 、 B或 A B , 有时 A带较弱。
板粟 ( C . m o l i s s i m a ) 品种的酶谱具有
较高的变异性 。 20 0 株被试苗木的酶谱带类
型分布如下 ; A ( 5 株 ) 、 A B ( 9 8株 ) 、 B (
株 89 ) 、 B C ( 8 株 ) 。 应该说明的是这种酶
带的变异程度并不完全取决于所用试材的数
量 , 因为在康涅狄格用 n 株树试验以及在华
盛顿 D . C . 用 7株树试骤也同样发现了上述
四种酶型 。
只有 A带的种的杂交种有 A带 , 如 : C 。
d C n t a t a x C
. a s h e i和 C 。 o z a r k e n s i s , C 。
“ In i f o l i a X C . a s h e i等 。 而仅有 A带的 C一
。 z a r k o n s is 与具有 A B或 B 带的种杂交 所产
生的杂交种则具有同样的两种带 。有两 株 C .
o z a r k e n s i s和 C . m o l l i s s i二 a 的杂交种 , 其
中一株仅有A带 ,而另一株的带型为 A B ,这主
要在于板粟酶谱的极大变异性。 当然 , 我们
也不能根据如此小的样本 , 尤其是李亲本植
株个体的醉的表现形式还未完全清楚的情况
下 ,来作出任何有关遗传性的结论 。就板栗而
言 , 这一方面的研究应该深入 , 因为这一系
列的品种将是美国 目前繁育和栽培的栗树中
最重要的种系 。
所有北美种只具有 A带的现 象 并 不 显
著 , 更多的样本或许可以展现出其它的主酶
带 , 不过有人认为所有这些种有可能来自于
同一个祖先 。 同杂交实验的结果一致 , 在栗
属所有的被试植株间缺乏某些真正有意义的
同工酶差异 , 这说明把栗属划分成不同的植
物分类组是没有必要的 。
在各种各样的核果栽培者协会上 , 大量
文献探讨着有关嫁接亲和力问题 , 很多人都
一 1 6 一
认为 , 把美国某嫁接在板栗上 是 不 易 成功
的 , 而其它的美国种与美国栗的嫁接亲和性
较好 。我们曾观察了从马里兰的“碑学家之峭
壁 ” 选出的美国栗接穗嫁接在板栗砧木上的
5 株嫁接苗 , 接穗与其它美国栗 一样 , 只有
` A 带。 嫁接苗的长势都不很旺盛 , 其中 3 株
根部形成层只有 B带的嫁接苗明显近于死亡 ,
另外两株嫁接苗的砧木具有 A B 带 , 且接穗
和砧木都有 A带 。 在康涅狄格尚存 23 龄的具
有同样形成层 ( A 嫁接到A B上 ) 的嫁 接 树
木 , 只是树木的长势极弱 。
据 日本研究者报道 , 不同栽培型的 日本
栗 (乓· C r e “ “ ` ; )之间的嫁接几 乎没有困难 ,
这有其道理 : 正象我们所发现的那样 , 这一
种系只有 B 带 , 接穗和砧木具有同一酶型 ,
因而嫁接容易成功 。 板栗不同栽培型之间嫁
接所遇到的问题前面已雄过 , 这可 以从板栗
酶型的广泛差异性上加以解释 。 现实地评价
我们这一假说的正确性 , 将依赖于对我们近
年来所获得的数百株嫁接苗的长期评估。
对苗圃业的意义 :
本文以及我们引用的有关械属和栋属的
赘料 , 是安们械究种间种丙形成层过氧化物
同 .工酶的变异性以及它们与这三个属的嫁接
亲 和性可能相关的基础 。 我们曾确定 , 在苗木
生产过程中嫁接不亲 和问题 , 在一些形成层
过氧化物同工酶酶型表现广泛的种间差异的
种 ( 如 A e e r r u b r u m L . C ` s t a n e a 一 m o l -
l i m a B t u n ; e Q u e r e u s r u b r a L (内普遍存
在 。 类似的问题 , 在运用这些有差异的种进
行种间嫁接时也会遇到 。 而在极少有或没有
过氧化物同、工酶差异的种 (如 A o e r P l at a -
n o 主d e L . , G l e d i t s i ; s r i e a n t h o s L 。 ) 间
进行嫁接时 , 则很少表 现 出 不亲和性。 既
然己经对同工酶的变异 形 式 有所 了解 , 我
们便可以分析具有相似的或不同的同工酶植
株何的嫁接亲和情况 。
根据这一分析 , 我们就可指导苗圃工作
人员为属内栽培品种选择亲和性好的嫁接砧
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