种质研究论文：种质研究生物科技运用简述

本文作者：王真真郭新苗辛杰张荣超郭庆梅周凤琴作者单位：山东中医药大学

生化标记技术

目前，同工酶标记和贮藏蛋白标记在栝楼种质研究中比较常用。

1用于亲缘关系的判断

不同品种、产地栝楼的蛋白电泳图谱都会出现不同程度的差异[31]。孙稚颖等[32]采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法，对山东栝楼农家栽培品种、野生种以及湖北栝楼的种子蛋白进行了分析。研究表明，山东优质农家品种仁瓜蒌、牛心瓜蒌的种子蛋白电泳谱图具有明显的相似性；小光蛋与野生栝楼的蛋白电泳谱图最相似；湖北栝楼与各山东品种在蛋白电泳图谱上有明显差异。这些结果结合性状特征从蛋白水平上说明：仁瓜蒌和牛心瓜蒌属于优质品种；小光蛋与野生品种较接近，品质稍差；湖北栝楼与栝楼是同科同属不同组别的物种。

2用于栽培品种的鉴定

同工酶电泳图谱谱带发生多态性变化，反映了生物在蛋白质水平上的多型性，可作为生物遗传变异的证据[33]。孙稚颖等[34]以过氧化物酶同工酶及酯酶同工酶分析为手段，以山东栝楼的各农家栽培品种以及野生种的幼苗为实验材料，进行了同工酶电泳分析，结果表明，各农家栽培品种间及与野生种之间的酶带数量、带级、位点及活性强度等的差异可作为品种鉴定的依据；根据其同工酶谱图的相似程度判断，牛心瓜蒌与仁瓜蒌，野生栝楼与小光蛋，大瓜蒌、八棱瓜蒌及地瓜蒌彼此间亲缘关系较近，这与贮藏蛋白电泳图谱相结合可以更准确的判断各品种亲缘关系的远近。

3用于雌雄性别的研究

栝楼种植时雌、雄比例对瓜蒌的产量起着关键性作用，在雌、雄植株区分方面生物技术优于传统的鉴别方法。于凤池等[35]对栝楼雌、雄不同器官进行过氧化物酶同工酶活性和电泳分析，成熟雌株叶片的过氧化物酶同工酶谱带比雄株多了第5条谱带（Rf=0.643）；在成熟器官（叶片、卷须）中，雌株中的过氧化物酶同工酶活性比雄株强，但在幼嫩器官中两者差别不大。另有研究表明[29]，雌、雄株的叶片、叶柄、卷须、茎尖的各种同工酶图谱均存在不同程度差异。过氧化物酶同工酶图谱分析：叶柄的图谱中出现了4条相关谱带；多酚氧化酶同工酶分析：幼苗叶柄、茎尖图谱中雄株各出现1条特征谱带，卷须、叶片、茎尖图谱中雌株各出现1条特征谱带。雌雄株的酯酶同工酶图谱、雌雄株不同部位的同工酶含量也表现出一定的差异性。

细胞学标记技术

细胞学标记技术主要是指染色体核型和带型分析，是细胞遗传学研究的基本方法。

1用于物种的鉴定

根据传统的理念，栝楼染色体的核型对称性、随体大小和数目等方面的差异可以作为分析栝楼不同基因型材料的亲缘关系及种质鉴定的方法。黄璐琦等[36]对国内栝楼属的8个物种进行了形态学观察和鉴定，发现了中药瓜蒌和天花粉的染色体特点为表现为八倍体，二倍体一般不能入药或甚至有毒副作用；并且，多倍体与器官特化以及地理分布尚未发现有规律的联系。

2用于染色体倍数与次生代谢物质相关性研究

杨福红等[37]人研究了人工诱变不同倍性染色体栝楼的生长发育及果实糖、酸含量变化，结果表明四倍体栝楼的长势、叶片中叶绿素含量、果实中总糖和总酸的含量明显优于二倍体；四倍体栝楼果实大小、质量、结实率和百粒重明显小于二倍体，差异极显著。黄秋波等[38]以五个不同产地的9种栝楼品系为实验材料研究了染色体倍性与物质积累之间的关系，9个品系中一类是染色体数目为2n=6X=66的六倍体，另一类是染色体数目为2n=8X=88的八倍体。八倍体栝楼在整个生长发育时期其叶片可溶性糖含量均高于六倍体，在盛花期时的差异达显著水平；二者叶片可溶性蛋白含量无明显差异，总体来看，以盛花期为限，之前，六倍体栝楼叶片可溶性蛋白质含量高于八倍体，之后，八倍体栝楼叶片中可溶性蛋白质含量相对更高；八倍体栝楼叶片叶绿素含量都低于六倍体，不同发育时期的相对差异幅度为4％～10％。这为栝楼优良品种的培育和多倍体育种提供了指导依据。

种苗快繁技术

1外植体选择研究

在已有的关于栝楼试管苗快速繁殖体系[39]和外植体取材研究[40]的基础上，杨晓伶等[41]以栝楼茎段、叶片、块茎幼苗的茎尖和带芽茎段进行了快繁外植体选择研究。结果表明，培养基MS+2mg/L苄氨基腺嘌呤（BA）+0.5～0.05mg/Lα-萘乙酸（NAA）可诱导块茎幼苗茎尖及带芽茎段产生丛生芽，在培养基MS+0.1mg/LNAA+0.2mg/LBA作用下生根，能够在移栽后实现快速繁殖，而茎段和叶片可形成愈伤组织，但不能形成根。

2最佳快繁条件研究

余慧琳等[42]通过对茎段腋芽的离体快繁研究，确定了形成无菌试管苗的最佳培养基为MS培养基+BA0.2～0.3mg/L+NAA0.1～0.2mg/L组合；继代增殖最佳培养基为MS培养基+BA0.1mg/LNAA0.1～0.2mg/L组合；生根最佳培养基为1/2MS+NAA0.2mg/L组合。陈惠等[43]研究发现将不定根根尖，接种在MS＋BA4mg/L的培养基上光下培养效果最佳。兰伟等[44]研究并确定了适宜栝楼芽诱导、愈伤组织诱导与繁殖、生根的最佳培养基条件。有研究[45]对不同激素对栝楼试管苗生根影响进行了研究，6-苄基氨基嘌呤（6-BA）为1.5mg时对芽的诱导效果最好；采用MS培养基附加6-BA1.0mg/L+IBA0.3mg/L+NAA0.05mg/L增殖效果好；IBA比NAA更能促进生根。各种最佳条件的确立对于栝楼优质种苗选育、大规模细胞培养以提取有效成分的研究有着重要意义。

3其它

近年对栝楼细胞培养、雌雄株组织培养和发根农杆菌诱导的研究也有报道[46]，建立起了分散程度较好的栝楼悬浮细胞系，发现了雌雄栝楼愈伤组织的分化具有性别差异，培养基也有所不同。宁志怨[47]、丁婷等[48]分别对发根农杆菌诱导栝楼组培苗茎段和叶片生根、无菌苗毛状根发生进行了实验，发现该种方法可以成功地整合基因，后者发现LBA9402农杆菌对毛状根的产生诱导率最高，并且毛状根不定芽最佳分化培养基为6-BA（6-苄基氨基嘌呤）2.0mg/L+KT（激动素）2.0mg/L+NAA0.5mg/L。