九種忍冬屬植物葉片的過氧化物酶同工酶酶譜分析

馬玉花 楊春江 宋維秀 等

摘要：采用聚丙烯酰胺凝膠電泳對西寧地區的９種忍冬屬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ Ｌ．）植物葉片的過氧化物酶（ＰＯＤ）同工酶酶譜進行研究，結果表明，９種植物的ＰＯＤ同工酶電泳共出現８條酶帶。其中ＰＯＤ－１為試驗植物材料共有的酶帶，ＰＯＤ－２僅在蘭果忍冬中出現，ＰＯＤ－３僅在紅脈忍冬中出現，因而ＰＯＤ－2和ＰＯＤ－3可作為上述兩種植物的分類鑒定依據。聚類分析結果將９種忍冬屬植物分成３大類，分類結果與形態學分類結果一致。

關鍵詞：忍冬屬植物；葉片；過氧化物酶同工酶

中圖分類號：Ｑ９４９．７８１．２ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）15－3246-03

Study on Peroxidase Isozyme Pattern of Leaves of Nine Lonicera Species

ＭＡ Ｙｕ－ｈｕａ，ＹＡＮＧ Ｃｈｕｎ－ｊｉａｎｇ，ＳＯＮＧ Ｗｅｉ－ｘｉｕ，ＳＨＥＮＧ Ｎｉｎｇ－ｄｏｎｇ，ＭＡＯ Ｋａｉ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ａｎｉｍａｌ Ｈｕｓｂａｎｄｒｙ， Ｑｉｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉｎｉｎｇ ８１００１６， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ ｉｓｏｚｙｍｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ leaves of ｎｉｎｅ Ｌｏｎｉｃｅｒａ Species ｉｎ Ｎａｎｎｉｎｇ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ ｇｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ８ ｂａｎｄｓ ｏｆ ＰＯＤ ｉｓｏｚｙｍｅｓ ｉｎ ｎｉｎｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． ＰＯＤ－１ appeared ｉｎ ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ considered ａｓ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｒ ｏｆ Ｌｏｎｉｃｅｒａ Ｌ．； ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ＰＯＤ－２ ａｎｄ ＰＯＤ－３ ｏｎｌｙ ａｐｐｅａｒｅｄ ｉｎ Ｌ． ｃａｅｒｕｌｅａ Ｌｉｎｎ．， Ｌ． ｔｒａｇｏｐｈｙｌｌａ Ｈｅｍｓｌ respectively， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ considered ａｓ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ． Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ at ｔｈｅ Ｊａｃｃａｒｄ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ０．６０， ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔｓ could ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ３ ｇｒｏｕｐｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｃｌｕｓｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Lonicera L.； POD isozyme； leaves

忍冬屬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ Ｌ．）是忍冬科（Ｃａｐｒｉｆｏｌｉａｃｅａｅ）中的一個重要屬，全世界約有忍冬屬植物２００種，我國有９８種［１］，青海省有忍冬屬植物１９種６變種１變型［２］。忍冬屬植物是優良的園林綠化樹種，也是重要的藥用植物，因而對忍冬屬植物栽培種及原生種進行準確的鑒定和分類，是進一步做好忍冬推廣應用的一項基礎工作。目前，常規的形態手段進行分類鑒定的研究結果在界定忍冬屬植物親緣關系時結論差異很大，因而給忍冬屬植物的品種鑒定、良種選育及推廣帶來很大困難。

同工酶在進化中具有一定的保守性，受基因控制，在一定程度上能夠反映生物的系統發生［３］。因此，通過同工酶酶譜分析可以為植物分類和系統學提供依據［４，５］。目前，關于忍冬屬植物的同工酶酶譜分析只有關于金銀花同工酶酶譜分析的報道［６］，而通過同工酶酶譜分析對青海省分布或廣泛引種栽培的忍冬屬植物的分類研究鮮見報道。通過對青海廣泛引種栽培的９種忍冬屬植物的葉片ＰＯＤ同工酶酶譜進行比較分析，以期為忍冬屬植物的開發利用及親緣關系的鑒定提供依據。

１材料與方法

１．１試驗材料

試驗的９種忍冬屬植物分別為紅脈忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｎｅｒｖｏｓａ Ｍａｘｉｍ）、華西忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｗｅｂｂｉａｎａ）、蘭果忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｅｄｕｌｉｓ）、隴塞忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｔａｎｇｕｔｉｃａ Ｍａｘｉｍ）、金花忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｃｈｒｙｓａｎｔｈａ Ｔｕｒｃｚ）、金銀木（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｍａａｃｋｉｉ Ｍａｘｉｍ）、盤葉忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｔｒａｇｏｐｈｙｌｌａ Ｈｅｍｓｌ）、小葉忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｍｉｃｒｏｐｈｙｌｌａ Ｗｉｌｌｄ． ｅｘ Ｒｏｅｍ． ｅｔ Ｓｃｈｕｌｔ）、唐古特忍冬（Ｌｏｎｉｃｅｒａ ｔａｎｇｕｔｉｃａ Ｍａｘｉｍ）。2010年５月中旬于西寧市植物園采集９種忍冬屬植物的嫩葉，采集的植物材料經清洗消毒后立即裝入冰盒中帶回實驗室，置于超低溫冰箱保存。

１．２試驗方法

１．２．１酶液的提取取１ ｇ嫩葉用液氮研磨至細粉后，加入２ ｍＬ 預冷的０．１ｍｏｌ／Ｌ ｐＨ ７．８的Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ于冰浴中提取２ ｈ，４ ℃ １２ ０００ ｒ／ｍｉｎ離心１５ ｍｉｎ，上清液即為酶的粗提液，－２０ ℃保存備用。

１．２．２電泳及染色

１）加樣和電泳。采用６％分離膠、３％濃縮膠和不連續垂直板進行聚丙烯酰胺凝膠電泳。電泳進樣量２０ μＬ，初始電壓７０ Ｖ，待指示劑溴酚藍進入分離膠后，穩壓２００ Ｖ電泳。

２）染色。ＰＯＤ同工酶顯色采用醋酸聯苯胺法［７］。酶帶的相對遷移率Ｒｆ計算公式為：

Ｒｆ＝酶帶遷移的距離／溴酚藍指示劑遷移的距離。

２結果與分析

２．１同工酶電泳結果

忍冬屬９種植物的ＰＯＤ同工酶電泳結果模式圖見圖１。由圖１可見，９種植物ＰＯＤ同工酶電泳共出現８條酶帶，酶帶條數最多的是紅脈忍冬，有５條；酶帶數量最少的是盤葉忍冬，僅有２條。其中ＰＯＤ－１是忍冬屬植物共有的特征酶帶，另外蘭果忍冬和紅脈忍冬各有一條特征酶帶，分別為ＰＯＤ－２和ＰＯＤ－３。

２．２同工酶聚類分析

根據ＰＯＤ同工酶電泳后的酶帶分布結果，以０和１統計建立數據庫，在相同遷移率位置上有酶帶的記為１，無酶帶的記為０，得出酶譜的二態數據矩陣，根據酶譜的二態數據矩陣，采用Ｊａｃｃａｒｄ結合系數和類平均法（ＵＰＧＭＡ）進行聚類分析，結果見圖２。由圖２可知，在Ｊａｃｃａｒｄ系數０．６０處可以將供試的９種植物分成３大類，即唐古特忍冬、紅脈忍冬、華西忍冬、蘭果忍冬、隴塞忍冬、小葉忍冬聚為第一大類，盤葉忍冬獨自為第二大類，金花忍冬和金銀木聚為第三大類。

２．３同工酶電泳聚類結果與形態學分類結果的比較

根據忍冬屬植物不同品種的形態學可將試驗的9個忍冬屬品種分為輪花亞屬和忍冬亞屬，其中忍冬亞屬包括直管組、囊管組、空枝組和忍冬組。試驗選取的９個植物品種在形態學上的分類結果見圖３。由圖３可見，同工酶聚類分析中唐古特忍冬、紅脈忍冬、華西忍冬、蘭果忍冬、隴塞忍冬、小葉忍冬聚為第一大類，盤葉忍冬獨自為第二類，金花忍冬和金銀木聚為第三大類的聚類結果與形態學分類中的唐古特忍冬、隴塞忍冬、小葉忍冬、紅脈忍冬、華西忍冬、蘭果忍冬歸為囊管組，金花忍冬和金銀木歸為空枝組和盤葉忍冬歸為彎花亞組的分類結果是一致的，但是在囊管組中唐古特忍冬與紅脈忍冬的聚類結果與同工酶聚類分析的分類結果存在差異。

３小結與討論

同工酶是由結構基因編碼的，是基因的直接產物，且能反映在同工酶酶譜上，具有明顯的種屬、組織和發育階段特異性，另外，由于所處生長環境的不同也會引起同工酶酶譜差異（包括酶帶數目、帶型、遷移率等）。酶譜分析時，酶帶數目的多少或某位置有無是分類的主要依據；酶帶深淺表示酶活性的強弱和酶量的多少，為量的差別。當酶帶數目相同但相對遷移率或酶活性不同時，仍然可作為種（尤其是品種）鑒定的依據［８］。

試驗結果表明，ＰＯＤ同工酶電泳顯示ＰＯＤ－１為９種植物共有的酶帶，因而可作為忍冬屬植物的鑒定依據；ＰＯＤ－２為蘭果忍冬特有的酶帶，ＰＯＤ－３為紅脈忍冬特有的酶帶，因而這兩條酶帶可分別作為這兩種植物的分類鑒定依據。另外，同工酶電泳結果表明金花忍冬和金銀木的ＰＯＤ同工酶酶譜完全一致，表明金花忍冬和金銀木具有很近的親緣關系。

上述研究結果表明ＰＯＤ同工酶酶譜在忍冬屬植物不同種之間表現出豐富的遺傳多樣性，利用ＰＯＤ同工酶酶譜建立的忍冬屬植物鑒定體系對于忍冬屬植物分類鑒定有著十分重要的意義，可為忍冬屬植物的鑒定提供有力的依據。雖然ＰＯＤ同工酶酶帶在試驗的9種植物中表現出了豐富的遺傳多樣性，但同工酶分類結果與形態學分類結果也不完全吻合，這可能是因為酶譜型只是一種表型，盡管它含有重要的生物學信息，但會受環境和人為因素的影響，在試驗過程中會由于各種原因導致部分數據丟失，不能直接反映分子水平上的差異。因此，在今后的研究中應該開展多酶研究，結合多酶系統和形態特性以及生態、地理分布的研究，提高取材的代表性，使忍冬屬植物的親緣關系和分類更趨合理和真實，以便為忍冬屬植物資源的開發利用提供科學依據。

參考文獻：

［１］ 朱穎，董玉芝，昝少平，等． １５種忍冬屬植物的數量分類研究［Ｊ］．新疆農業科學，２００９，４６（４）：６９１－６９５．

［２］ 洪浩．青海忍冬屬植物的引種栽培［Ｊ］．青海師范大學學報（自然科學版），２００５（２）：７１－７３，３１．

［３］ 樊守金，趙遵田．中國莧屬植物酯酶同工酶研究［Ｊ］．植物研究，１９９９，１９（２）：１４８－１５２．

［４］ 葛頌．酶電泳資料和系統與進化植物學研究綜述［Ｊ］．武漢植物學研究，１９９４，１２（１）：７１－８４．

［５］ 熊金沫．同工酶電泳數據的分析及其在種群遺傳上的應用［Ｊ］．遺傳，１９８６，８（１）：１－５．

［６］ 趙永亮，張長付，覃曉娟．金銀花的過氧化物酶和淀粉酶同工酶遺傳多樣性研究［Ｊ］．安徽農業科學，２００８，３６（１５）：６２２５－６２２７．

［７］ 張龍翔，張庭芳，李令媛．生化實驗方法和技術［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９８１．

［８］ ＲＯＯＳＥ Ｍ Ｌ． Ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ａｌｃｏｈｏｌ ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｓｅ ｉｓｏｚｙｍｅｓ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ｂｙ ｄｕｐｌｉｃａｔｅ ｇｅｎｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｐｌｏｉｄ ｐｌａｎｔ Ｓｔｅｐｈａｎｏｍｅｒｉａ ｅｘｉｇｕａ［Ｊ］． Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１９８４，２２（７－８）：６３１－６４３．