盾叶薯蓣的同工酶分析与其生态型划分
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摘要
本研究以来自我国秦岭山脉以南的甘肃、陕西、湖北、湖南、四川及云南各省的盾叶薯蓣为试验材料，通过对盾叶薯蓣的POX、EST和a-AMY3种酶的同工酶进行聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，结合其形态性状和物候期等生物学特征，进行生态型的划分，所得结论如下：
1．本实验所选的15个地方居群在形态性状、生理性状和物候期等的多样性表现，说明了盾叶薯蓣存在着丰富的遗传性状的多样性。由于存在环境异质性，使得盾叶薯蓣各居群在长期的生态适应过程中，发生了生理以及形态等生物学特性的变异，这些变异有的是暂时性的，有的则在遗传上被固定下来。正因为存在那些能够遗传的变异，所以我们能够对盾叶薯蓣进行分类工作。
2．通过酶分子水平、形态性状以及物候期等生物学特征的聚类分析，来自于不同生态条件下的15个地方居群可以分为5个生态型。生态型Ⅰ包括鄂-郧西、湘-安化、陕-凤县、鄂-武当、陕-石泉、鄂-宜昌、湘-石门等地方居群；生态型Ⅱ即甘肃-两当居群；生态型Ⅲ包括鄂-松滋、鄂-荆门两个居群；生态型Ⅳ包括鄂-房县、川-攀枝花、川-仁寿、云-玉溪等地方居群；生态型Ⅴ即云-永胜居群。
3．生态型Ⅰ和生态型Ⅳ所包括的地方居群种类比较多，存在着很明显的生态型内部的多样性，认为这两个生态型仍处于分化状态，是一种“动态的”生态型。并且生态型Ⅰ中的地方居群的形态特征表现出了某些比较原始的性状，尤其是武当、郧西等地，结合聚类分析结果，认为其它生态型可能是生态型Ⅰ向周围进行迁移过程中，长期适应不同的生态环境而形成的。并且武当等地的盾叶薯蓣存在着丰富的多样性，综合上述原因，认为武当等地可能是盾叶薯蓣的发源地。
4．云南省地区的盾叶薯蓣可能存在两种类型。一种是从湖北郧西或房县等地引种栽培过去的，如云-玉溪居群：而云-永胜居群可能是盾叶薯蓣的一变种，并且该居群植株形态性状与裴鉴、丁志遵等所描述的小花盾叶薯蓣(Dioscorea
parviflora)很一致，认为云-永胜居群可能是小花盾叶薯蓣。
By means of polyaerylamide gel electrophoresis, peroxidase isozyme, esterase isozyme and a-amylase isozyme of Dioscorea Zingiberensis, which were gathered from different growing environment conditions, were analyzed. With the results of 3 kinds of isozyme analysis and the analysis of 15 populations morphology and climate, Dioscorea zingiberensis were divided into 5 ecotypes. The main results were shown as follows:
1. The diversities, of which 15 Dioscorea zingiberensis local populations in characteristics of morphology, climate and physiology, showed the significant inner genetic diversities of the species of Dioscorea zingiberensis.
2. Through the clustering analysis with the data of isozyme analysis, morphology analysis and climate analysis, 15 local populations were divided into 5 ecotypes. Ecotype I included Shanxi-fengxian, Shanxi-shiquan, Hubei-yunxi, Hubei-wudang, Hubei-yichang, Hunan- anhua, Hunan-shimen. Gansu-liangdang population was belong to ecotype II. Ecotype III consisted of Hubei-songzi and Hubei-Jingmen. Ecotype IV included 4 populations which were Hubei-fangxian, Sichuan- panzhihua, Sichuan-renshou and Yunnan-yuxi. Ecotype V was Yunnan- yongsheng populations.
3. There were inner diversities of ecotype and ecotype. It seemed that they were still in the state of differentiation. Author considered that the place of origin of Dioscorea zingiberensis was Wudang of province of Hubei.
4. Yunnan-yuxi population originated from Hubei province. And Yun-yongsheng population should be Dioscorea parviflora, just as the description by Pei Chien and Ting Chih-tsun.
1．本实验所选的15个地方居群在形态性状、生理性状和物候期等的多样性表现，说明了盾叶薯蓣存在着丰富的遗传性状的多样性。由于存在环境异质性，使得盾叶薯蓣各居群在长期的生态适应过程中，发生了生理以及形态等生物学特性的变异，这些变异有的是暂时性的，有的则在遗传上被固定下来。正因为存在那些能够遗传的变异，所以我们能够对盾叶薯蓣进行分类工作。
2．通过酶分子水平、形态性状以及物候期等生物学特征的聚类分析，来自于不同生态条件下的15个地方居群可以分为5个生态型。生态型Ⅰ包括鄂-郧西、湘-安化、陕-凤县、鄂-武当、陕-石泉、鄂-宜昌、湘-石门等地方居群；生态型Ⅱ即甘肃-两当居群；生态型Ⅲ包括鄂-松滋、鄂-荆门两个居群；生态型Ⅳ包括鄂-房县、川-攀枝花、川-仁寿、云-玉溪等地方居群；生态型Ⅴ即云-永胜居群。
3．生态型Ⅰ和生态型Ⅳ所包括的地方居群种类比较多，存在着很明显的生态型内部的多样性，认为这两个生态型仍处于分化状态，是一种“动态的”生态型。并且生态型Ⅰ中的地方居群的形态特征表现出了某些比较原始的性状，尤其是武当、郧西等地，结合聚类分析结果，认为其它生态型可能是生态型Ⅰ向周围进行迁移过程中，长期适应不同的生态环境而形成的。并且武当等地的盾叶薯蓣存在着丰富的多样性，综合上述原因，认为武当等地可能是盾叶薯蓣的发源地。
4．云南省地区的盾叶薯蓣可能存在两种类型。一种是从湖北郧西或房县等地引种栽培过去的，如云-玉溪居群：而云-永胜居群可能是盾叶薯蓣的一变种，并且该居群植株形态性状与裴鉴、丁志遵等所描述的小花盾叶薯蓣(Dioscorea
parviflora)很一致，认为云-永胜居群可能是小花盾叶薯蓣。
By means of polyaerylamide gel electrophoresis, peroxidase isozyme, esterase isozyme and a-amylase isozyme of Dioscorea Zingiberensis, which were gathered from different growing environment conditions, were analyzed. With the results of 3 kinds of isozyme analysis and the analysis of 15 populations morphology and climate, Dioscorea zingiberensis were divided into 5 ecotypes. The main results were shown as follows:
1. The diversities, of which 15 Dioscorea zingiberensis local populations in characteristics of morphology, climate and physiology, showed the significant inner genetic diversities of the species of Dioscorea zingiberensis.
2. Through the clustering analysis with the data of isozyme analysis, morphology analysis and climate analysis, 15 local populations were divided into 5 ecotypes. Ecotype I included Shanxi-fengxian, Shanxi-shiquan, Hubei-yunxi, Hubei-wudang, Hubei-yichang, Hunan- anhua, Hunan-shimen. Gansu-liangdang population was belong to ecotype II. Ecotype III consisted of Hubei-songzi and Hubei-Jingmen. Ecotype IV included 4 populations which were Hubei-fangxian, Sichuan- panzhihua, Sichuan-renshou and Yunnan-yuxi. Ecotype V was Yunnan- yongsheng populations.
3. There were inner diversities of ecotype and ecotype. It seemed that they were still in the state of differentiation. Author considered that the place of origin of Dioscorea zingiberensis was Wudang of province of Hubei.
4. Yunnan-yuxi population originated from Hubei province. And Yun-yongsheng population should be Dioscorea parviflora, just as the description by Pei Chien and Ting Chih-tsun.
引文
1．马敬忠，张友德．甾体化合物分光光度法测定．分析化学,2000，28(3)：390
2．中国科学院北京植物研究所．中国高等植物图鉴，1976,北京：科学出版社
3．中国科学院南京土壤研究所，土壤知识，1976,上海：上海人民出版社
4．方开泰，潘恩沛．聚类分析，1982,北京：中国地质出版社
5．王中仁．植物等位酶分析，1996,北京：北京科学出版社
6．王伯荪，李鸣光，彭少麟．植物种群学，1995,广东：广东高等教育出版社
7．北京医学院药学系．预发酵提高薯蓣皂素产率的研究．中草药通讯，1977，(40)：17
8．四川生物研究所薯蓣综合利用组．经发酵提高薯蓣皂素产量及淀粉综合利用的研究．植物学报，1975，17(3)：28
9．田伟生．合理利用甾体皂甙元资源的研究工具有油菜甾醇内酯A/B环结构单元的甾体皂甙元的合成．化学学报，1992，50：72-77
10．任建国，白云，郭秋月．盾叶薯蓣培养细胞的生长及其薯蓣皂甙元产生的变化规律．中草药，1994，25(2)：93-94。
11．任建国，白云，张榕村等．盾叶薯蓣愈伤组织的诱导及培养．中国药学杂志，1993，28(9)：532-534
12．华中农业大学植物生理生化教研室编．植物生物化学研究法．华中农业大学教务处印，1998：6-13
13．朱为民，陈为民．盾叶薯蓣试管植株的诱导．植物生理学通讯，1981，(5)：31-37
14．朱杰英，王菊凤．盾叶薯蓣主要营养元素含量及动态的研究．吉首大学学报(自然科学版)，2000(03)：45-47
15．毕世荣，张志福，苏成端等．高含量薯蓣皂素植株的细胞克隆．天然产物研究
1998，18(3)：224-228。
21．吴少伯．植物蛋白质及同工酶的聚苯稀酰胺凝胶电泳．植物生理学通讯，1999(1)：30-33
22．张其书，王立风．人参生态气候与种植地域适应性的研究．植物生态学与地植物学学报，1984，8(12)：85-90
23．怀志萍，丁志遵，贺善安等．盾叶薯蓣产区气候的模糊评价．科学通报，1988，33(12)：959-960
24．李继耕．植物同工酶及其在作物遗传研究中的应用．作物学报，1980，6(4)：245-251
25．陈建群，钟崇信．三种类型互花米草抗盐生态型的分化．植物生态学与地植物学学报，1996，14(1)：33-39
26．陈家宽，杨继．植物进化生物学．1994,武汉： 武汉大学出版社
27．陈家宽，黄德世．数量分类的方法与程序．1990，武汉：武汉大学出版社
28．周光宇．有关同工酶分析的几个问题．植物生理学通讯，1983(1)：1-4
29．周庆和，马新民，李晓雄．盾叶薯蓣综合利用的研究．中草药，1991，22(6)：254-255
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49．廖周瑜，党承林．云南宾川县鸡足山地区多星韭种群分化的研究．云南植物研究，1998,20(2)：211-219
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52．谭远友，余屠深，齐迎春．栽培盾叶薯蓣薯蓣中皂甙元含量与质量的变化．湖北民族学院学报，2000(01)：32-34
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Linn Soc Bot, 1972,41:1-122
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63. M.Parani,M.Lakshmi,S.Elango,Nivedita Ram,CS. Anuratha,and Ajay Parida Molecular phylogeny of mangroves Ⅱ .Intra-and inter-specific variation in Avicennia revealed by RAPD and RFLP markers, Genome, 1997,Vo140:487-495
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