全 文 ：文章编号:1000-2286(2003)04-0544-05
江西猕猴桃属植物 POD同工酶研究
姚小洪 ,徐小彪＊ ,陈 华 ,蔡祖国 ,黄珊珊
(江西农业大学 农学院 ,江西 南昌 330045)
摘要:采用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳技术 , 分析了江西野生猕猴桃 20种或变种的叶片 POD同工酶 , 并运
用相似关系 R-链连接法进行了模糊聚类分析。结果表明:(1)不同种间 POD同工酶谱存在很大的差异;(2)
POD同工酶有阶段性和相对稳定性 ,可运用于猕猴桃属植物的亲缘关系鉴定和初步分类;(3)模糊聚类反映了
各分类群的亲缘关系 ,与传统依据形态分类提及的亲缘关系大体一致。 本研究将江西猕猴桃属植物聚为 4
类 ,这与传统的分类方式并不一致 , 只有净果组的几个种成为单一类群 ,其余种或变种相互混杂。因此 ,认为
现有的分类方法有待于进一步修订。
关键词:猕猴桃;江西;POD同工酶;模糊聚类;亲缘关系与分类
中图分类号:S663.4　　文献标识码:A
Studies on the Peroxidase Isoenzymes of
Actinidia in Jiangxi Province
YAO Xiao-hong ,XU Xiao-biao＊
CHEN Hua , CAI Zu-guo ,HUANG Shan-shan
(College of Agronomy , JAU ,Nanchang 330045 ,China)
　　Abstract:Peroxidase isoenzymes of leaves in 20 species and varieties of Actinidia were analyzed by means of
perpendicular-plate type of polyacrylamide gel electrophoresis.Fuzzy clustering analysis was conducted based on
the similarity coefficient of the isoenzyme mogram , using the R-chain link methods of similarity relationship.Re-
sults showed:the peroxidase isoenzyme patterns varied greatly among the species and varieties;it seemed that the
peroxidase isoenzyme patterns had periodical and relative stable characters , which could be used as important meth-
ods in the taxonomy for genus Actinidia.The phentic analysis based on the peroxidase isoenzyme patterns revealed
the more reasonable phylogenetic relationships among the taxa of Actinidia ,which is consistent in certain degree ,
but modification of traditional classification is needed.The results support the opinion that Sect .Leiocrape should be
subdivided as an unitary section and other three sections should be inadvisably subdivided.
Key words:Actinidia;Jiangxi;POD isoenzyme;fuzzy clustering;phylogentic relationship and classification
猕猴桃是 20世纪人工栽培野生果树最有成就的四大树种之一(其余 3个种为中美洲鳄梨 、美国东
部越桔以及澳洲坚果)[ 1] 。猕猴桃有较高的营养价值 、药用价值和经济价值 。同工酶的研究能够间接地
了解和弄清基因的存在和表达细胞和整体表型的关系 ,因而 ,同工酶的分析有可能成为遗传育种和植物
系统分类的指标之一[ 2] 。目前已开始应用于猕猴桃的雌雄鉴别[ 3 , 4] ,种或变种的起源 、演化 、分类[ 5 ,6]
收稿日期:2003-04-16
作者简介:姚小洪(1976-),男 ,在读硕士 ,从事果树种质资源研究。 　＊通讯作者
第 25卷第 4期 江 西 农 业 大 学 学 报 Vol.25 ,No.4
2003年 8月 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis Aug.,2003
DOI :10.13836/j.j jau.2003124
以及杂种的遗传分析等方面[ 7] 。本研究通过对江西猕猴桃属植物的过氧化物酶同工酶的研究 ,旨在通
过酶谱差异探讨其亲缘关系和进行初步分类 。
1　材料与方法
1.1　材料
本实验所用的 20种或变种猕猴桃植物叶片取自于江西农业大学猕猴桃果园和中国科学院武汉植
物研究所 。
1.2　取样与处理
所有材料都取自树龄相近 、树势良好的无病虫害植株。取样部位为一年生枝蔓中部功能叶片 ,叶片
取下后立即放入冰瓶带回实验室备用。每单株取 0.5 g 的新鲜功能性叶片 ,加入 3 mL 0.1 mol/LTris-
HCl(pH7.5),提取前再加 φ=0.1%β-巯基乙醇和 ρ=8%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。冰镇研磨 ,12 000 r/
min的离心机中离心 10 min ,取 30 μL的上清液点样后电泳 。电泳方法参考文献[ 2] ,采用醋酸联苯胺法
染色 。
1.3　数据分析
猕猴桃功能叶片酶谱的相似系数 S 的计算:S =2w/(a +b)×100%。公式中 a , b , w分别代表 a
树种 , b树和a 、b 两树种共有的酶带数;其中 S 以小数表示 ,并求得相似矩阵 R ,数据分析采用DPS(Data
Process System)软件。
图 1　江西猕猴桃属植物 POD同工酶酶谱
　　1.A.polygama 2.A.chrysantha 3.A.sabiaefolia 4.A.rubricaulisvar.coriacea 5.A.hemsleyana 6.A.jinggangshanensis
7.A.chinensis var.rufopulpa 8.A.chinensis 9.A.styrucifolia 10.A.arguta 11.A.jiangxiensis 12.A.fuvicoma var.lanata 13.A.eri-
antha 14.A.melanadra 15.A.callosa var.discolor 16.A.fulvicoma 17.A.callosa var.henryi 18.A.kolomikta 19.A.melliana 20.A.
latifolia
·545·第 4期 姚小洪等:江西猕猴桃属植物 POD同工酶研究
2　结果与分析
2.1　江西猕猴桃属植物 POD同工酶分析
由图 1可知 ,A ～ L的酶谱带 Rf 依次为:0.134 、0.227 、0.320 、0.520 、0.574 、0.652 、0.681 、0.700 、0.
774 、0.832 、0.910 、0.952。
2.1.1　江西猕猴桃种(变种)POD同工酶基本特征　见表 1。
表 1　江西猕猴桃种(变种)POD同工酶各酶谱谱带类型
酶带号 PA1 PA2 PA3 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PC1 PC2
Rf 0.134 0.227 0.320 0.520 0.574 0.652 0.681 0.700 0.774 0.832 0.910 0.952
频率 0.35 0.75 0.10 0.35 0.45 0.60 0.20 0.15 0.40 0.10 0.05 0.10
20种或变种具有 20个谱型 ,这些谱型可能在 12个位置上出现酶带 ,酶带集中在 3个区域。 PA区
含有 3条(Rf 0.134 ～ 0.320),PB区含 7条(Rf 0.520 ～ 0.832),PC区含 2条(Rf 0.910 ～ 0.952)。绝大多
数种或变种能看出各区之间的空白区域 。PA区酶活性中等 ,酶带较窄;PB区各种或变种均有 1 ～ 3条
活性较强 、宽度较大的酶带 ,其中 Rf =0.652酶带表现最为明显;PC 区的酶带较弱 ,且只表现在部分种
或变种中 ,这样直观上可将 20种或变种按 PC区酶带的有无概括成两大部分 ,一是 PAB型 ,一是 PABC
型。
表1是江西猕猴桃种或变种个酶带的表型频率 ,据此可将 PA2(Rf =0.227)、PB3(Rf =0.652)作为
江西猕猴桃属植物的稳定的 POD同工酶酶带 。江西猕猴桃种或变种之间的酶带数目和酶活性的强弱
存在很大的差异 ,这意味着江西猕猴桃种或变种的遗传背景是非常复杂的 ,基因及其表达上的差异是很
大的 ,江西猕猴桃属植物在 POD同工酶酶谱存在多态性。与同类研究相比 ,本研究显现的酶带数目和
酶活性较其它研究的多而强。
2.1.2　相似系数矩阵表
表 2　相似系数矩阵表
R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1 1 0.25 0 0.67 0 0.40 0.22 0.22 0.29 0.67 0.44 0.22 0.44 0.22 0.44 0 0.44 0.40 0.44 0.18
2 0.25 1 0.67 0.33 0.33 0.25 0.29 0.29 0 0.57 0.33 0.44 0.33 0.29 0.29 0.33 0.50 0.29 0.67 0
3 0 0.67 1 0 0.80 0.57 0.67 0.67 0 0 0 0.80 0.33 0.33 0.40 0.80 0.29 0.29 0 0.40
4 0.67 0.33 0 1 0 0.22 0 0 0 0 0 0 0.25 0 0 0 0 0.22 0.29 0
5 0 0.33 0.80 0 1 0.50 0.57 0.57 0 0.29 0.33 0.67 0.29 0.22 0.29 0.67 0.25 0.57 0.33 0.33
6 0.4 0.25 0.57 0.22 0.50 1 0.89 0.89 0.57 0.33 0.22 0.75 0.89 0.44 0.44 0.75 0.40 0.40 0.25 0.29
7 0.22 0.29 0.67 0 0.57 0.89 1 0.89 0.67 0.25 0.29 0.86 0.75 0.50 0.50 0.86 0.44 0.44 0.29 0.29
8 0.22 0.29 0.67 0 0.57 0.89 0.89 1 0.67 0.25 0.29 0.86 0.75 0.5 0.5 0.86 0.44 0.44 0.29 0.29
9 0.29 0 0 0 0 0.57 0.67 0.67 1 0.33 0.40 0.57 0.67 0.33 0.40 0.33 0.29 0.29 0 0.25
10 0.67 0.57 0 0 0.29 0.33 0.25 0.25 0.33 1 0.29 0.29 044 0.50 0.44 0 0.29 0.44 0.29 0.29
11 0.44 0.33 0 0 0.33 0.22 0.29 0.29 0.40 0.29 1 0 0.29 0.29 0.86 0 0.75 0.29 0.33 0.67
12 0.22 0.44 0.80 0 0.67 0.75 0.86 0.86 0.57 0.29 0 1 0.57 0.29 0.29 0.89 0.29 0.25 0 0.33
13 0.44 0.33 0.33 0.25 0.29 0.89 0.75 0.75 0.67 0.44 0.29 0.57 1 0.25 0.25 0.57 0.25 0.44 0.29 0.29
14 0.22 0.29 0.33 0 0.22 0.44 0.50 0.50 0.33 0.50 0.29 0.29 0.25 1 0.44 0 0.44 0.89 0.29 0.29
15 0.44 0.29 0.40 0 0.29 0.44 0.50 0.50 0.40 0.44 0.86 0.2857 0.25 0.44 1 0.29 0.89 0.44 0.29 0.86
16 0 0.33 0.80 0 0.67 0.75 0.86 0.86 0.33 0 0 0.89 0.57 0 0.29 1 0.25 0.44 0.25 0.33
17 0.44 0.50 0.29 0 0.25 0.40 0.44 0.44 0.29 0.29 0.75 0.29 0.25 0.44 0.89 0.25 1 0.50 0.67 0.75
18 0.40 0.29 0.29 0.22 0.57 0.40 0.44 0.44 0.29 0.44 0.29 0.25 0.44 0.89 044 0.44 0.50 1 0.29 0.50
19 0.44 0.67 0 0.29 033 0.25 0.29 0.29 0 0.29 0.33 0 0.29 0.29 0.29 0.25 0.67 0.29 1 0.33
20 0.9 0 0.40 0 0.33 0.29 0.29 0.29 0.25 0.29 0.67 0.33 0.29 0.29 0.86 0.33 0.75 0.50 0.33 1
·546· 　江 西 农 业 大 学 学 报 第 25卷
　　相似系数以小数表示 ,并求得相似矩阵如表 2。从相似系数矩阵表可以看出 ,江西猕猴桃种或变种
之间得相似系数的差异很大 ,从0到0.89 ,这说明江西猕猴桃属植物种或变种之间的基因交流和分化途
径是非常复杂的 。
2.1.3　模糊聚类分析
注:1.A.polygama 2.A.chrysantha 3.A.sabiaefolia 4.A.rubri-
caulisvar.coriacea 5.A.hemsleyana 6.A.jinggangshanensis 7.A.chinen-
sis var.rufopulpa 8.A.chinensis 9.A.styrucifolia 10.A.arguta 11.A.
jiangxiensis 12.A.fuvicoma var.lanata 13.A.eriantha 14.A.melanadra
15.A.callosa var.discolor 16.A.fulvicoma 17.A.callosa var.henryi
18.A.kolomikta 19.A.melliana 20.A.latifolia
图 2　20 种猕猴桃聚类图
图 2中 λ截代表欧氏距离 ,采用 λ截对猕猴桃 POD
同工酶酶谱类型进行划分 ,若取 λ=0.18 ,供试材料可以
划分为 6个类型;若取 λ=0.23;供试材料可分为 3大类
型;若取 λ=0.21 ,供试材料可划分为 4个类型 ,此结果
与其它生物学特性比较吻合 ,故聚类水平为 λ=0.21。
Ⅰ类:安息香猕猴桃 、绵毛猕猴桃 、黄毛猕猴桃 、毛花猕猴桃 、红肉猕猴桃 、中华猕猴桃 、井冈山猕猴
桃 、清风藤猕猴桃 、长叶猕猴桃等 9种;Ⅱ类:仅革叶猕猴桃 1种;Ⅲ类:阔叶猕猴桃 、异色猕猴桃 、京梨猕
猴桃 、江西猕猴桃 、金花猕猴桃 、美丽猕猴桃等 6种;V类:黑蕊猕猴桃 、狗枣猕猴桃 、葛枣猕猴桃 、软枣猕
猴桃等4种 。
总的看来 ,取 λ=0.21 ,其聚类分析结果表明 ,革叶猕猴桃单独聚一类表明它与其它种的亲缘关系
较远;猕猴桃属植物除净果组构成单系类群外 ,并不按现行分类的组聚类 ,其它 3组相互混杂。
3　讨论与小结
植物同工酶表现存在着组织器官的特异性及发育阶段的特异性 ,我们的研究也证明了一点 ,鉴于猕
猴桃一年枝中部功能叶片 POD酶谱清晰 ,条带多 ,所以我选择功能叶片为试材。至于猕猴桃雌雄株的
叶片的 POD酶谱 ,曾有报道认为雄株比雌株多一条性酶带 ,本实验没有发现这种“性酶带” 。植物不同
发育阶段和不同部位的同工酶酶谱存在差异 ,但有一个相对的稳定时期和适宜的采样部位 ,我们发现猕
猴桃从 6月上旬到 7月上旬 ,功能叶片的同工酶酶谱较稳定 ,因此我们认为可以使用 POD同工酶来研
究江西猕猴桃属植物的亲缘关系和进行初步分类 。
梁畴芬[ 8]将中国的猕猴桃属植物分为四类 ,其分别是净果组 、斑果组和糙毛组 、星毛组 ,其中又将净
果组根据髓的性状分为片髓系和实髓系 ,另外将星毛组分为完全星毛组和不完全星毛组。本研究的聚
类分析结果将净果组的 4个种聚为一类 ,这表明净果组是猕猴桃属的原始类群 ,而其它组之间不能相互
按传统的分类方法分开 ,表现为种群相互混杂 。李建强等[ 9]通过分支分析方法研究了猕猴桃的系统发
育 ,他们认为净果组可以划分为单一类群 ,并建议将猕猴桃属植物建立两个群 ,净果组和斑果组 ,并给予
亚属级的分 7类地位 ,在斑果亚属下可划分为斑果组 、星毛组和糙毛组 3个组 ,斑果组包含那些具简单
毛被的物种 ,与其它两个组相区别。黄宏文等[ 10]对猕猴桃属植物进行了多形态性状聚类分析 ,其结果
叶不支持将猕猴桃属植物划分 4个组的观点 ,但是支持净果组及星毛组的完全星毛系的划分。何子灿
等[ 11]观察了中国猕猴桃属植物的 35个分类群的代表植株的叶表皮毛微观形态性状 ,并进行分支分析
和UPGMA聚类分析 ,其结果支持净果组成为单系 ,对其它三组的划分不予支持 。猕猴桃属植物同工酶
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多态性研究也不支持传统的组系划分[ 2 ,5] 。李作洲[ 12]对猕猴桃属植物 RAPD分析结果支持绝大多数种
的种级分类地位 ,并支持净果组划分 ,净果组为单系类群 ,对其它三组划分不予支持 。我们的实验结果
也不支持现行组系的划分方法 ,所以猕猴桃属植物的组系划分需要重新修订 ,使之更适应资源保护策略
的制定和使用的需要 。
植物同工酶表现与基因表达有关 ,同一种类或品种的不同器官属同一起源 ,但具有不同结构 ,故基
因构成既有共性 ,又有不同点 ,这就决定了它们的同工酶酶谱表现既有共同点 ,又有各自特点。同工酶
作为一种生化指标 ,不能完全反映遗传组成特征。本实验把 POD同工酶酶带的有无作为分类的依据 ,
没有酶量和酶活性的信息的参与 ,这除了实验本身的限制外 ,考虑到酶带的有无比深浅(示酶量与酶活
性)更具有较大的遗传差异 ,前者是质的差别 ,后者是量的差别。因此 ,对江西猕猴桃属植物的亲缘关系
鉴定的进一步研究 ,应把量的差异考虑进去(即加重权重信息),以及结合多酶系统与形态学 ,细胞学等
研究相结合[ 13 ～ 15] ,将会使江西猕猴桃属植物间的亲缘关系和分类更趋于合理和真实 ,从而为猕猴桃育
种提供重要的理论基础。
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