淺析同工酶在植物系統(tǒng)學(xué)中的作用

張妙娟

【摘? ?要】 本文主要講述了同工酶在小麥、水稻、玉米以及中藥材等等植物的起源以及演化的研究的作用。

【關(guān)鍵詞】 植物系統(tǒng)學(xué);起源;演化

[Abstract] This paper mainly describes the role of isoenzymes in the origin and evolution of wheat， rice， maize， Chinese medicinal materials and other plants.

[Keywords] plant systematics; origin; evolution

植物系統(tǒng)學(xué)的研究主要是對植物的遺傳育種、品種改良的研究，這些都是植物系同學(xué)研究的大前提。植物系統(tǒng)學(xué)的研究技術(shù)依賴于飛速發(fā)展的科技，在發(fā)展的過程中不斷的額找出形態(tài)分類之中存在的不足。

同工酶是基因的選擇性表達產(chǎn)物，在一定的額程度上系統(tǒng)出現(xiàn)的各種狀況，同工酶的使用可以幫助研究人員從分子的角度以及遺傳的角度對植物進行種類間親緣關(guān)系的探究，進而彌補形態(tài)分類中的不足。近幾年，我國植物學(xué)家以及有關(guān)的研究人員在對研究同工酶的各個方面做很多重要工作，但是植物系統(tǒng)學(xué)在研究的過程中對同工酶較完善的報道還十分少。本篇文章主要是探究同工酶的產(chǎn)生、發(fā)展以及同工酶在植物系統(tǒng)學(xué)研究之中的作用。

1? 同工酶概念生產(chǎn)

盡管同工酶概念提出了很久，但是一直保持爭議到了二十世紀(jì)五十年代，由于爭議非常大，阻礙了同工酶研究的發(fā)展。曾有報道乳酸脫氫酶在不同的個體及不同的組織中存在的形式也不盡相同，促進同工酶概念的額產(chǎn)生。當(dāng)前人們認為，同工酶指同一種酶不同的分子式。不同的分子式有相同或者相似的底物，催化相似的反應(yīng)。

2? 同工酶的發(fā)展

同工酶未取得人們的認可，導(dǎo)致對同工酶的研究十分少。在這期間研究人員也有一少部分零星的報道及發(fā)現(xiàn)，但是并沒有做出更深入的研究。自從二十世紀(jì)五十年代以后人們對酶的本質(zhì)有些了解以后，對其認識也比較清晰，這些都為今后的研究打下了良好的基礎(chǔ)。

3? 同工酶的分類與應(yīng)用原理

3.1? 同工酶應(yīng)用原理

同工酶在不同的物種之中、同一個物種的不同時期之中、同一時期不同器官之中、同一個器官不同的組織之中都有一定的特異性，既是生理指標(biāo)，也是遺傳物質(zhì)的表達產(chǎn)物。酶種類的不同在電泳之后也會出現(xiàn)不同的情況，使用特異的化學(xué)試劑對其進行染色，形成一個特定的電泳圖譜，可以直接，還可以使用有關(guān)的統(tǒng)計方法進行對比，這樣可以獲得重要的信息，這些獲得的信息可信度比較高。同工酶在進化過程之中有保守性，這些特性受到基因的控制，在某種程度上可以反映出生物系統(tǒng)學(xué)出現(xiàn)的變化。對同工酶的基因進行研究能夠推斷出同工酶在系統(tǒng)學(xué)當(dāng)中的作用以及植物的遺傳多樣性，為植物的分類以及系統(tǒng)學(xué)提供依據(jù)。同工酶在植物的系統(tǒng)發(fā)生、生物多樣性、遺傳育種、親緣關(guān)系的研究當(dāng)中展現(xiàn)了非常重要的地位。

3.2? 同工酶分類

目前主要是根據(jù)同工酶的來源以及結(jié)構(gòu)的差異對其進行分類，并且根據(jù)遺傳學(xué)的角度對同工酶主要分為四大類。多個基因決定同工酶、單個基因決定同工酶、修飾同工酶和復(fù)等位基因決定同工酶。

4? 同工酶在植物系統(tǒng)學(xué)研究之中發(fā)揮的作用

使用同工酶技術(shù)對植物系統(tǒng)研究的開始比較晚，在1971年才進行了第一次同工酶的研究。但是近幾十年，同工酶在植物系統(tǒng)演化的研究中應(yīng)用十分廣泛，在中間親緣關(guān)系的探究也發(fā)揮這巨大的作用。研究過程中采用同工酶分析有關(guān)資料結(jié)合形態(tài)、DNA及染色數(shù)目等方面的資料的建設(shè)有著重要的作用。同屬但是不是同種的同工酶能夠使用資料來計算兩種之間的額距離，對數(shù)據(jù)進行分析，畫出清晰的親緣關(guān)系圖，這些數(shù)據(jù)為系統(tǒng)關(guān)系推斷提供了依據(jù)。可以看出，同工酶技術(shù)在植物系統(tǒng)學(xué)中的較十分廣泛，該技術(shù)主要用于物種起源研究、栽培過程中的進化研究與對野生祖先的研究。

4.1? 小麥起源以及演化過程中同工酶的作用

小麥屬于小麥屬、小麥亞族、小麥族，目前主要是根據(jù)染色體組的差異將小麥分為：圓錐小麥、普通小麥、一粒小麥、茹可夫斯基小麥以及提莫菲維小麥五種。

目前有關(guān)小麥起源的爭議比較大。有些報道認為六倍體小麥的起源在中東，普通小麥?zhǔn)怯沙跎鸂柮撓蔓溚蛔兌鴣怼Ｒ恍W(xué)者認為中國的普通小麥?zhǔn)怯芍袞|傳入。

一些學(xué)者對六倍體的小麥進行了同工酶分析，推斷該小麥起源高加索狹窄地帶。蘭秀錦等研究人員分析了我國獨有二十八份半野生小麥，結(jié)果證明：西藏半野生小麥和云南小麥遺傳距離最低，根據(jù)數(shù)據(jù)推斷出西藏半野生小麥和云南小麥親緣關(guān)系比較近。

4.2? 水稻起源以及演化過程中同工酶的作用

稻屬于稻族、稻亞科，兩個栽培種與大約十八個野生稻構(gòu)成。亞洲廣泛使用的就是栽培種。在我國野生稻主要分為藥用野生稻、多年生普通野生稻以及疣粒野生稻等幾個種。

有關(guān)水稻起源在科學(xué)界存在這一定的爭議。付春霞等研究人員手機了世界不同的水稻。并且使用同工酶對水稻進行分析，認為我國云南可能是栽培水稻起源之一。丁穎教授認為中國的栽培水稻起源在南方。1984年朱英等血癥使用酯酶同工酶進行研究，證明云南是亞洲栽培水稻的起源之一。黃燕紅認為淮河上游有可能是中國栽培稻的起源。

4.3? 玉米起源以及演化過程中同工酶的作用

玉米屬禾本科，玉米屬。研究人員一直人認為美洲是玉米的起源地。但是卻不知道世界上除了美洲其他地方有沒有玉米的起源地。爭議最大的就是亞洲的南部。有人認為亞洲南部也是玉米的起源地之一，但是支撐這個假說的證據(jù)太少。

楊太興對中國南方的糯玉米進行了過氧化物的同工酶研究：推斷出我國糯玉米的起源地可能在南方。李繼耕采用過氧化物同工酶對不同品種的玉米進行了探究。結(jié)果表明：原產(chǎn)亞洲的玉米很有可能也是栽培玉米的起源，同工酶在研究的過程中起著非常重要的推動作用。

4.4? 中藥材起源以及演化過程中同工酶的作用

李麗對我國部分夏屬采用氧化物同工酶方法進行分析，結(jié)果表明：把秭歸入半夏將歸為獨立的種更加合理，秭和半夏親緣關(guān)系比較近，是進化過程中一個過度的類型。張松等研究人員對不同靈芝菌株的酯酶同工酶進行探究并證明：靈-1至靈-4有五條一樣的酶帶，其擁有靈芝一些同樣的遺傳特征，但是在酶帶數(shù)量、酶活性以及遷移率上有著較大的差異，各個菌株之間都有特征帶。

5? 結(jié)論

基因編碼的產(chǎn)物是酶，有著一定的特異性與穩(wěn)定性，通過文章可以看出同工酶鑒定植物親緣關(guān)系的可行性和可靠性。從文章中可以看出，同工酶還存在很多不足，諸多問題還需要進一步的研究。在對同工酶進行研究使，要從同工酶的深度和廣度上進行研究，還要不斷探究同工酶的價值和意義，多選擇一些方法以及同工酶進行探究，將同工酶的優(yōu)點全部發(fā)揮出來，使其成為最好的植物系統(tǒng)學(xué)研究工具。

參考文獻：

[1] 殷繼艷，張建國.遺傳標(biāo)記在楊屬植物遺傳進化及分類研究中的應(yīng)用[J]四川林業(yè)科技.2007，08，（04）：27-30.

[2] 葛 頌.酶電泳資料和系統(tǒng)與進化植物學(xué)研究綜述[J]武漢植物學(xué)研究.1994，-2，（01）：72-84.

[3] 金文姍.檢測藥用植物遺傳變異的新技術(shù)—等位酶分析[J]中藥研究與信息.2001，02，（02）：25-28.

[4] 張以忠，陳慶富.同工酶在植物系統(tǒng)學(xué)研究中的作用[J]貴州師范大學(xué)學(xué)報.2005，05，（02）：107-110.

[5] 章麗平，周自瑋.同工酶與植物親緣關(guān)系[J]云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報.2006，08，（04）：532-533.

[6] 馬 誠，吳乃虎，李朝蠶等.葉綠體NDA及其在植物系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用[J]植物學(xué)通報.1994，11，（02）：11-25.