全 文 ：华中农业大学学报 1 3 ( 5 ) : 5 0 7 ~5 1 0 , 1 9 9 4
J、 。 a l of H au z h洲 9 A g ir c u l t u ; a l U 。 ; 二 e r s i ty
泡桐属植物 S O D 同工酶和
可溶性蛋白质分析 `
龚本海 郭燕舞 姚崇怀
( 华中农业大学林学系 , 武汉 43 0 7 0)
摘要 采用不连续双垂直板 ( 20 c m x 20 c m )聚丙烯酞胺凝胶电泳法 , 对泡桐属 5 种植物
的 S O D 同工酶和可溶性蛋白质进行分析 ,发现揪叶泡桐杂合性较高 ; 白花泡桐较原始 ;推测
山明泡桐是兰考泡桐和毛泡桐的杂交种 , 从而为泡桐属植物的分类提供了生化上的参考佐
证 。
关健词 泡桐属 ; S O D 同工酶 ; 可溶性蛋白质 ; 分类
中图法分类号 5 7 9 2 · 4 3 · 0 1
泡桐是我国优 良的速生优质树种之一 , 具有较高的观赏价值 、 经济价值和药用价值 。
对泡桐属的分类最早可追溯到北宋时期陈翡著的《桐谱 》 , 且传统的分类方法都是基于对
泡桐属不 同种类的形态特征的差异进行 比较〔` 一 3 , 6〕 。 本研究 旨在从分子水平上对泡桐属的
亲缘关系进行探讨 ,为传统的分类学提供理论依据 。
1 材料与方法
1
.
1 供试材料
于 1 9 9 2 年 5 月在华 中农业大学泡桐种质圃 , 取泡桐树幼叶 。 材料编号为 : ①白花泡桐
P a u l o w o i a fo rt
u n e i ( S e e m
.
) H e m s l
.
; ②山明泡桐 p . l a mP r OP 勺 zza 2 . X . C h a n g e t 5 . L .
S h i ; ③揪叶泡桐 p . c a t a lp lfo l i a G o n g T o n g ; ④毛泡桐 p
.
t o m e n t o s a ( T h u n b
.
) s t e u d
.
;
⑤兰考泡桐 尸 . e lon g a at .s 丫 H u 。
1
.
2 试验方法
称取洗净揩干的幼叶 0 . 5 9 ,加冷却缓冲液 5 m l , 迅速拌砂冰浴研磨匀浆 , 冷冻离心
( l 0 0 0 o r
·
m i n 一 ’ ) 1 5 m i n
, 上清液即为点样液 。
取上清液 20 川 点样 , 采用不连续双垂直板 ( 20 c m x 20 o m ) 聚丙烯酞胺凝胶电泳法 ,
分离胶浓度 7 . 7% ( p H S . 9 ) , 浓缩胶浓度 3 . 1% ( p H 6 . 8 ) , 电极缓冲液为 0 . 0 0 5 m o l T r i s -
0
.
03 8 m ol 甘氨酸 ( p H S . 3 ) , 以 0 . 01 %澳酚兰作前沿指示剂 。 起始 电泳 15 m A ,待指示剂
本文 1 9 9 4一 0 1一 1 0 收到
, 国家自然科学基金资助课题
第一作者 : 龚本海 , 男 , 1 9 7。 年生 ,华中农业大学 92 级园林植物专业在读硕士研究生
5 08 华中农业大学学报 第 3 1卷
进人分离胶后 ,稳流至 50 m A , 在 4℃下电泳至指示剂距凝胶下缘 1一 2 Cm 处即停止 。 每
一酶类重复 3 次 。
电泳完毕后 , 分别对 S O D 同工酶和可溶性蛋 白质用负染法和考马斯亮 兰法川染色 ,
然后测算各酶带的相对迁移率 R 厂 ( R , 一酶带迁移的距离 /指示剂迁移的距离 ) , 根据酶带
计算酶谱相异系数 五℃ (工犯一 2 样品间不同带数 2/ 样品总带数 ) ,并绘图 、 照相 、 制干胶 。 根
据 五心 可推测 2 种材料的亲缘关系 。
1 2 3 4 5
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2 结果与分析
2
.
1 s 0 D 同工酶酶谱分析
从图 1 看出 ,泡桐 S O D 同工酶谱可以明
显地分为 3 个区 。 在慢区 ( S O D 一 A 区 ) 内 5 种
泡桐有 1 条共同的谱带 ( R , ~ 。 . 1 4 7 5 ) , 可作
为泡桐属的特征谱带 ; 慢区谱带较少 , 除揪叶
泡桐有 2 条外 , 其余都只是 1 条带 ;酶带主要
集中在中区 (S O D 一 B 区 ) 。 从酶谱中看出 , 揪
叶泡桐谱带与其它种差别很大 , 是一个很特
殊的种 , 它不仅包括其它种具有的所有谱带 ,
而且增 加 了 2 条新 的谱带 ( R , 一 0 . 3 8 1 8 ,
0
.
4 2 7 5 )
。 白花泡桐在 中区谱带只有 1 条 ( R j
一 0 . 5 7 8 4 ) , 明显 少 于其它 4 种 , 但在快区
( S O D
一
C 区 ) 多 了 1条 带 ( R f = 0 . 7 0 7 6 ) 。 山
明泡桐 、 毛泡桐和 兰考泡桐酶带完全一致 ,
只是在酶活性上有微小差异 。 泡桐属各种间
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0[X、侧
泡桐属植物的 S O D 同工酶谱带
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u t a s e p a t t e r n s
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a u lo w n r a p la n t s
酶谱相异系数 (S O D 同工酶 /可溶性蛋 白质 ) 如下 :
材料编号
0
.
6 7 / 0
.
6 3 0
.
7 8 / 0
.
6 9 0 6 7 / 0
.
6 9
0 0 / 0
.
7 3
0
.
6 7 / 0
.
7 9
0
.
2 7 / 0
.
7 3 0 0
.
0 0 / 0
.
6 0
0
.
2 7 / 0
.
6 7 0
.
2 7 / 0
.
6 7
0
.
0 0 / 0
.
6 7
据以上数值来看 , 泡桐属各种间 S O D 酶谱平均相异系数为 0 . 3 6 , 其中 1 种与其它种
的平均相异系数分别是 : 白花泡桐 0 . 70 , 山明泡桐 0 . 24 , 揪叶泡桐 0 . 40 , 毛泡桐 0 . 24 , 兰
考泡桐 0 . 24 。揪叶泡桐和白花泡桐 工义了为最大 ( 。 . 78 ) ,说明 2 种间亲缘关系较远 ; 同时 , 山
明泡桐 、 毛泡桐和兰考泡桐相互种间 工汉了均为 。 ,其亲缘关系较近 。
2
.
2 可溶性蛋 白质 (S P )的酶谱分析
从模式图 2 发现 , 泡桐可溶性蛋白质酶谱分 为 3 个区 。 在慢区 ( S P 一 A 区 ) 内 , 5 种供试
材 料谱带都较 丰富 (其中揪叶泡桐最多 ) , 且有 3 条相 同的谱带 ( R , 一 0 . O 54 b , 0 . 0 9 94 ,
第 5 期 龚本海等 :泡桐属植物 SO D 同工酶和可溶性蛋白质分析 5 09
0
.
1 5 4b )
, 作为泡桐可溶性蛋白质的特征谱带 。 在中区 (S P 一 B 区 )谱带较少 , 其中山明泡桐
与兰考泡桐 、 揪叶泡桐和毛泡桐谱带相似 。 在快区 (S P 一 C 区 ) , 白花泡桐 、 山明泡桐和揪叶
泡桐未见谱带 , 兰考泡桐和毛泡桐谱带也少 。 从酶谱中看出 , 泡桐属各种间差异十分明显 ,
山明泡桐除具有兰考泡桐的特征外 , 再无多带 , 因此以山明泡桐和兰考泡桐的亲缘关系最
为接近 。 据表中相异系数值 , 各种间平均相异系数为 0 . 6 9 , 差异明显 。 各种与其它种平均
相异系数分别为 : 白花泡桐 0 . 70 , 山明泡桐 0 . 67 ,揪叶泡桐 。 . 69 , 毛泡桐 0 . 69 , 兰考泡桐
。 . 6 8 。 以 白花泡桐和兰考泡桐 工x 〕 为最大 ( 0 . 79 ) , 兰考泡桐与山明泡桐的 工℃ 最小 , 也有
0
.
6 0
。
1 2 3 4 5
…二 三弃翌弃
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… 三 : 二二
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图 2 泡桐属植物的可溶性蛋白质模式
F i g
.
2 T h e s o l
u b l
e p o r t e in s p a t t e r n s o f P
o u l o w n i a p la n t s
3 问题与讨论
1) 从 2 种酶谱资料和相异系数看 , 揪叶泡桐谱带最多 , 与其它种的相异系数也较大
( 仅次于 白花泡桐 ) , 可见其遗传基因丰富 , 进化程度较高 , 很可能为杂种 , 关于其亲本问
题 , 还有待从形态与基因水平上作进一步研究 ; 而白花泡桐酶带较少 , 与其它种的相异系
数最大 ,是一个基本种 , 栽培历史久远 。
2) 对山明泡桐的分类 , 学术界还存在分歧 ,其定种 问题仍有争议 3[ 。 从形态特征看 , 山
明泡桐的花 、 果形状均与兰考泡桐相似 5j[ ,说明它与兰考泡桐关系密切 ; 从 S O D 同工酶谱
分析 , 它与兰考泡桐及毛泡桐谱带一致 , 由于 山明泡桐基本上属于雄性不育困 , 可以推测
它是兰考泡桐与另一泡桐的杂交种 。 谱带特征反映它与毛泡桐关系更为密切 , 因此推断山
明泡桐是兰考泡桐和毛泡桐的杂交种 。
3) 预备试验中做了泡桐组织器官的特异性 比较 , 结果以幼叶~ 幼苗~ 花的顺序效果
递减 。 同时为了克服植物不同部位酶之活性及种类不同 ,取材时尽量做到同时同地同部位
等一致性和平行性 ,从而大大增加实验结果的可比性 。
5 1 0 华中农业大学学报 第 13 卷
4) 虽然同工酶酶谱具有一定的稳定性 , 由于不同植物不同部位 的酶之活性及种类不
同 , 可以产生不同的酶带特征 。 生物分类是一个极其复杂的过程 ,需要用多种酶乃至采用
多种分类方法综合进行 , 反复比较研究 , 才能得出准确可靠的结论 。
致谢 本研究是陈志远教授主持的国家自然科学基金资助课题的一部分 , 承蒙陈教授的
大力支持和鼓励 ,谨致谢意 !
参 考 文 献
陈志远 . 湖北省泡桐资源调查研究 · 见 : 泡桐文集· 北京 : 中国林业出版社 , 1 9 8 .2 n ~ 15
陈志远· 泡桐属 沪 a ul ow 爪a) 分类管见 . 华中农业大学学报 , 19 86 , 5 ( 3) : 26 1一 26 5
华中农学院园林系泡桐组 · 泡桐 属在湖北省 的分布. 华中农学院学报 , 19 81 , (1) : 49 ~ 54
方德秋 · 肖顺元 , 章文才· 柑桔同工酶组织器官特异性研究. 浙江柑桔 , 19 91 , (4) 二 4 ~ 6
襄阳地区林业局 , 襄阳地区林科所 , 华中农学院园林系 . 襄阳地区泡桐调查报告 · 湖北林业科技 , 1 9 7 9 , (2) : 18 一
2 8
龚 彤 · 中国泡桐属植物研究 · 植物分类学报. 1 9 7 6 , 1 4 ( 2) : 38一 50
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.
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I t p r o v i d e d r e f e r e n t i a l e v id e e e f o r b i o e映 m i s t r y , e s p e -
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