全 文 ：2003年 11月
N ov. 2003
汕头大学学报 (自然科学版 )
Journal of Shantou University(Natural Science)
第 18卷　第 4期
Vol. 18 No.04
收稿日期: 2003-07-31
作者简介: 庄东红 ( 1955～ ) , 女 , 广东普宁人 , 副教授 , 博士 .
木槿属几种植物的过氧化物酶同工酶研究
庄东红 1 , 宋娟娟 1 , 黄　逸 2
( 1. 汕头大学生物学系 , 汕头　 515063; 2. 深圳市中药制药总厂 , 深圳　 518000)
摘　要 : 研究了木槿属植物裂瓣槿、 木芙蓉以及扶桑 4个栽培变种不同器官的过氧化物酶
同工酶 , 结果表明 , 同一植株不同器官的酶谱不同 , 酶谱具有器官特异性 ; 木芙蓉与裂瓣槿
和扶桑的酶谱差异较大 , 裂瓣槿与扶桑的酶谱有一致性 ,扶桑 4个栽培变种的酶谱有较高的
一致性 , 其中红色中玫槿的酶谱兼有洋红中玫槿和裂瓣槿的酶带 ,结合形态学特征和染色体
倍性关系的研究结果 , 推测红色中玫槿是从后两者起源 .
关键词: 木槿属 ; 过氧化物酶同工酶 ; 裂瓣槿 ; 扶桑 ; 木芙蓉
中图分类号: Q949. 757. 3　文献标识码: A　文章编号: 1001-4217( 2003) 04-0009-05
0　引　言
同工酶受基因控制 , 在一定程度上反映生物的系统发生 . 同工酶在进化中具有一定
的保守性 , 可用来对不同分类群的不同植物进行比较 , 在植物的品种鉴定、 起源、 进化、
分类、遗传育种等方面都有广泛的应用 , 在杂交种鉴定方面也有报道 [1～ 3] . 木槿属 ( Hibis-
cus )是锦葵科 ( M alv aceae)中种间关系较为复杂的一个属 , 目前关于木槿属植物同工酶的
研究还少见报道。 我们报道了该属几种植物的染色体数目 , 初步探讨了它们的倍性关系
以及亲缘关系 [ 4] , 本文进一步研究了这几种植物的过氧化物酶 ( POD)同工酶 , 以确定
POD同工酶技术应用于木槿属植物分类、亲缘关系分析的可能性 , 为该属植物的分类研
究和遗传分析提供依据 .
1　材料和方法
1. 1　材料
本文研究材料自汕头大学校园栽培的木槿属植物 , 包括裂瓣槿 , 即吊灯花 ( Hibiscus
schizopetalus ( Masters) Hook. f.) ,木芙蓉 ( H. mutabilis L. )以及扶桑 ( H. rosa-sinensis )的 4
个栽培变种: 红色中玫槿 ( H. rosa -sinensis L.` Scarlet’ )、 洋红中玫槿 ( H. rosa-sinensis L.
` Brilliant’ )、 重虹中玫槿 ( H. rosa-sinensis L.` Double Rainbow’ )、 橙黄中玫槿 ( H. rosa -
sinensis L.` Flavo-plenus’ . non) .
1. 2　方法
分别取上述植物的嫩茎、 成熟叶片、 花粉为材料进行电泳分析 , 其中木芙蓉因为取
材的限制 , 只做了嫩茎的材料 . 在预备实验中 , 还以洋红中玫槿、 橙黄中玫槿的待放的
花蕾、 枝条前端第 3～ 4片幼叶、 嫩茎、 成熟叶片、 成熟茎皮层、 根部皮层等为材料进行
不同器官部位电泳酶谱分析比较 .
将新鲜材料放于研钵中 , 加少量石英砂 , 材料和缓冲液以 0. 2　g /mL的比例加入
0. 066　7　mol /L、 pH值为 6. 98的磷酸缓冲液 ,在冰浴中研成匀浆 , 4　500　g离心 30　min,取
上清液 , 放入 0℃冰箱中保存待用 .
采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳分析 . 分离胶的浓度为 7. 5% , 浓缩胶的浓度为
3% ,分离胶的规格为 15　cm× 14　cm ,凝胶配方根据张龙翔等的方法 [5 ] .电极缓冲液为 Tris-
甘氨酸缓冲液 , pH值为 8. 3. 点样时每个样品孔加样 90～ 100　μL, 以溴酚兰做前沿指示
剂 . 当前沿指示剂移动到离凝胶板下边缘约 1　cm时 , 关掉电源 , 停止电泳 . 电泳完成共
需约 5　h. 剥下凝胶 , 用蒸馏水冲洗 , 然后采用醋酸联苯胺法 [ 6]染色 , 照相 .
以上实验均重复 3次以上 .
2　结果与分析
2. 1　同一植株不同器官部位的 POD同工酶酶谱比较
实验结果表明 , 同一植株中花蕾、幼叶的酶带较少 ,仅 1～ 4条 , 并且酶活性很弱 ,染
色浅 ,难以辨别 ,如洋红中玫槿花蕾仅有一条极弱酶带 ,幼叶 5条带 ,活性均为极弱、弱、
中 ; 嫩茎、 成熟茎皮层、 成熟叶片、 根皮层的酶带数及活性比较一致 , 且酶带数较多 , 为
7～ 8条 , 活性较强 . 花粉的酶带在多次重复实验中也很稳定 . 因此 , 本研究选择酶带数
及活性均较稳定且易取材的成熟叶片、 嫩茎、 花粉作为分析的材料 .
2. 2　不同种和变种叶片的 POD同工酶酶谱分析
如图 1所示 , 为方便分析 , 把酶谱从负极到正极分为三个区: S区 (慢带区 ) , M区
a: 橙黄中玫槿 ( H . rosa-sinensis L.` Flavo-plen us’ .non ) ; b: 重虹中玫槿 ( H. roas-sinensis L.` Double Rainbow’ ) ;
c: 洋红中玫槿 ( ( H. rosa-sinensis L.` Bril li ant’ ) ; d: 红色中玫槿 ( H. rosa-sinensis ` Scarlet’ ) ;
e: 裂瓣槿 ( Hibiscus schizop etalus Hook. f )
图 1　裂瓣槿及扶桑 4个栽培变种叶片 POD同工酶酶谱
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(中带区 ) , F区 (快带区 ) , 以下同 . 裂瓣槿有 4条酶带 , 与扶桑的 4个栽培变种相比 , 3
条一致 ( S1, F1, F3) , 少 S2、 M1、 M2带 , 多 F2带 . 扶桑的 3个栽培变种: 洋红中玫
槿、 重虹中玫槿、 橙黄中玫槿均分离出 6条酶带 , 不同变种酶带数量及迁移率高度一致 ,
只是酶带活性略有不同 ; 红色中玫槿则还有一条其它变种没有而裂瓣槿具有的酶带
( F2) , 而且其 F1带、 S2带的活性很强 , 也与裂瓣槿的一致 , 其它几个栽培变种这 2条
带的活性都为弱或极弱 , 表明红色中玫槿的酶谱是处于洋红中玫槿和裂瓣槿之间的 .
2. 3　嫩茎的 POD同工酶酶谱分析
如图 2所示 , 木芙蓉在 F和 M区分离出 3条酶带 , 与裂瓣槿、 扶桑的酶谱均相差很
远 . 裂瓣槿也在 F、 M区分离出 3条酶带 , 比扶桑的 4个栽培变种的酶带数少 , 但迁移
率与它们相应的酶带相同 . 扶桑 4个栽培变种中 , 重虹中玫槿与橙黄中玫槿酶带数和迁
移率相同 ,只是酶带活性有不同 ; 洋红中玫槿比它们多 1条弱带 M3,其余酶带迁移率基
本相同 , 仅活性有不同 . 红色中玫槿与其它几个栽培变种相比 , 在 F、 M区有 4条带的
迁移率相同 , 但没有出现 M3、 M4、 M5带 ; 与裂瓣槿的酶谱相比 , 除了多 1条弱带 F1,
其它酶带的迁移率和活性都很接近 ,特别是两者的 M7带活性都很强 ,不同于其它三个扶
桑变种 .
a: 木芙蓉 ( H.mu tabi lis L. ) ; b: 橙黄中玫槿 ( H. rosa-sinensis L.` Flavo-plenus’ . non ) ;
c: 重虹中玫槿 ( H. roas-sinensi s L.` Doub le Rainbow’ ) ; d: 洋红中玫槿 H. rosa-sinensis L.` Brilli an t’ ) ;
e: 红色中玫槿 ( ( H. rosa-sinensi s ` Scarlet’ ) ; f: 裂瓣槿 ( Hibiscus schizopeta lus Hook. f )
图 2　裂瓣槿、 木芙蓉及扶桑 4个栽培变种嫩茎的 POD同工酶酶谱
2. 4　花粉的 POD同工酶酶谱分析
如图 3所示 , 酶带主要集中在 F、 M区 . 裂瓣槿在这两区共分离出 7条酶带 , 其中
有 5条迁移率和扶桑 4个栽培变种的相同 , 2条为该种特有 ( F6, M 1) . 扶桑各变种的酶
谱一致性高 ,洋红中玫槿和两个重瓣变种 (重虹中玫槿、橙黄中玫槿 )的酶带数目及迁移率
完全一致 ,不同处是两个重瓣变种的 F5带的活性为强 , F8带为弱 ,而洋红中玫槿的 F5、
F8带分别为弱、 强 . 红色中玫槿与其它 3个扶桑变种相比 , 除了多一条 F9带 (此变种的
特征带 )以及一些酶带 ( F1、 F5、 F7)的活性不同外 , 酶带数目及迁移率均一致 ,与裂瓣槿
的相同处是 F3带的活性都为强 , 而其它几个扶桑变种的 F3带的活性为弱或中等 .
11第 4期 庄东红等: 木槿属几种植物的过氧化物酶同工酶研究
a: 裂瓣槿 ( Hibiscus sch izopetalus Hook. f . ) ; b: 红色中玫槿 ( H. rosa-sinensis ` Scarlet’ ) ;
c: 洋红中玫槿 ( H. rosa-sinensi s L.` Bri lliant’ ) ; d: 重虹中玫槿 ( H . rosa-sinensis L.` Double Rain bow’ ) ;
e: 橙黄中玫槿 ( H . rosa-sinensis L.` Flavo-plen us’ .non )
图 3　裂瓣槿和扶桑 4个栽培变种花粉的 POD同工酶酶谱
3　讨　论
从研究结果可以看出 , 扶桑的栽培变种之间 POD同工酶酶谱表现出较高的一致性 ,
裂瓣槿的酶谱与扶桑各变种的酶谱也有一定程度的相似 ,而以嫩茎为材料的木芙蓉 POD
酶谱同上两者相差较大 , 提示裂瓣槿和扶桑的亲缘关系较近 , 而这两者与木芙蓉的亲缘
关系较远 , 这与根据形态学进行分类的结果是一致的 ,表明 POD同工酶酶谱可作为木槿
属植物分类的参考依据 . 前人曾根据植物的形态特征 , 提出应该把裂瓣槿归为扶桑的一
个栽培变种 ,而不应定为一个单独的种 [7 ] ,本研究结果也可为这一观点提供生化方面的证
据 .
本研究还显示 ,红色中玫槿的 POD同工酶酶谱既具有裂瓣槿的酶带又具有扶桑的酶
带 . 如: 在叶片的酶谱中 , 红色中玫槿具有 F2带 , 是裂瓣槿特有而其他扶桑变种所没有
的 , 且它的 F1带和裂瓣槿的一样都为强带 ,不同于其它扶桑变种的中带或弱带 . 在嫩茎
的酶谱中 ,红色中玫槿既具有几个扶桑品种都有而裂瓣槿没有的弱带 F1带 ,又具有与裂
瓣槿一样的活性强的 M7带 , 且酶带数目和迁移率与裂瓣槿的更为接近 . 在花粉的酶谱
中 ,红色中玫槿具有自己的特有带 F9带 ,其余酶带和扶桑其它变种的相同 ,但是其中 F3
带的活性又和裂瓣槿一样 ,都为强 .这些结果反映了作为扶桑 ( H. rosa-sinensis )一个变种
的红色中玫槿与另一个种 ( H. schizopetalus )裂瓣槿之间的密切联系 . 本文作者曾根据形
态学特征、 染色体数目和倍性关系 , 提出红色中玫槿可能是洋红中玫槿和裂瓣槿的杂交
种的观点 [4 ] , POD同工酶酶谱的分析结果为这一推测提供了佐证 .将 POD同工酶用于植
物杂交研究的报道近年来有不少 .如油菜叶绿体的 POD同工酶研究发现 , F1代植株的酶
谱既有与父、母本酶带互补的酶带 ,又有杂种酶带 [3 ] .又如胡桃属植物麻核桃被认为是核
桃与胡桃楸的天然杂种 ,而 PO D同工酶酶谱特征也表明麻核桃的酶谱是核桃与胡桃楸的
12 汕头大学学报 (自然科学版 ) 第 18卷
互补 [ 8] . 在柑桔的研究中也发现杂种的谷草转氨酶 ( GO T)、 POD的同工酶酶谱表现为父
母本的互补类型 , 可以用来鉴定杂交种 [9 ] ; 在禺毛茛的研究中 ,通过同工酶结合形态、染
色体和孢粉的分析 ,也证明了一杂种的可能来源 [2 ] .这些研究都说明了同工酶在鉴定杂种
中的作用 .
已有报道指出 , 过氧化物酶同工酶的分布和活性在植物的不同器官中是不同
的 [10, 11 ] .本文实验也发现 POD同工酶酶谱具有一定的器官特异性 .由于嫩茎、成熟叶片、
花粉等材料的酶带数较多且活性较强 , 多次实验结果酶谱相对稳定 , 因此适合用作木槿
属植物 POD同工酶分析的材料 .
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Study on Peroxidase Isozyme in Several Species of Hibiscus
Z HUANG Dong-hong
1 , SONG Juan-juan
1 , HUANG Yi
2
( 1. Departm en t of Biology, Shan tou Universi ty, Shantou　 515063, China;
2. Sh en zhen Chines e Medicine Factory, Sh en zh en　 518000, China)
Abstract: The peroxidase( POD) iso zymes in various o rgans o f sev eral species o f Hibiscus
were studied. The results show ed: 1) the zymog ram pat terns w ere dif ferent in va rious
o rgans of the same plant. 2) The zymog ram pat ter ns had biggish dif ferences betw een
(下转第 30页 )
13第 4期 庄东红等: 木槿属几种植物的过氧化物酶同工酶研究
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The Damage Effect of Nitric Oxide on the Nuclear DNA in the
Esophygeal Carcinoma Cells
X U Li-yan
1 , YANG Fan
2 , CHEN Ai-yun
2 , et al .
( 1. In sti tute of Oncologic Pathology, M edical College, Shantou University, Shantou　 515031, China;
2. Dept . of Bioch emis t ry and Molecular Biology, Medical College, Shantou Univ ersi ty, Shantou　 515031, Ch ina; )
Abstract: The injury of the nuclear DN A in esophageal carcinoma cell line EC109 as the
cell model was examined by the sing le cel l g el elect ropho resis assay a fter exposed to
sodium ni troprusside( SN P) , the dono r of N O in vi t ro , o f dif ferent concentra tions at v ari-
ous time. The results indica ted tha t the damage ef fect of NO on nuclear DN A in
esophageal carcinoma cells migh t depend on i ts concentration and its expo sing time. The
higher the concentration o f NO is, the longer the time of NO expo sing to esophageal car-
cinoma cells is, the more obvious the damage of nuclea r DN A become under cer tain con-
di tions.
Key words: nit ric oxide; esophagea l ca rcinoma cells; nuclear DN A damage; single cel l
g el elect ropho resis
(上接第 13页 )
H . schizopetalus and H .mutabil is , but had consistency betw een H. schizopetalus
andH . rosa-sinensis , and had high consistency among fourva rieties of H . rosa-sinensis.
3) H. rosa-sinensis ` Sca rlet’ was thought to be a hybrid of H. schizopetalus and H. rosa
-sinensis` Brilliant’ fo r i ts zymog ram no t only had coenzym bands of H. schizopetalus but
also had coenzyme bands of H. rosa -sinensis ` Brilliant’ .
Key words: Hibiscus; Peroxidase iso zyme; H. schizopetalus; H. mutabil is; H. rosa -
sinensis
30 汕头大学学报 (自然科学版 ) 第 18卷