林木遗传的同功酶技术

利用同功酶技术，测定林木群体或个体之间差异的方法。同功酶是指出现在同一有机体内，催化性质相同或相似而结构有差异的酶类。分析同功酶的方法有电泳、层析、凝胶过滤等，其中以电泳法*为常用。电泳技术的原理是，在一定的电场作用下，在电泳的支持介质中，酶蛋白分子小的移动快，大的移动慢；带电荷多的移动快，少的移动慢。由于不同结构的同功酶在分子量和携带电荷上的差别，因而它们在介质中的迁移率有所不同。再通过组织化学方法作特异性染色，就能把结构上不同的同功酶鉴别出来。

简史

同功酶技术是在20世纪50年代后期发展起来的，到70年代初开始用于林木遗传研究。此后，发展颇为迅速，学术活动也较活跃。1976年国际林联在法国波尔多召开的改良代育种讨论会上，议论了同功酶的应用问题。1977年由欧洲经济共同体组织在比利时布鲁塞尔，1978年由瑞典农业大学组织在该国乌默奥先后召开了有关林木生化遗传讨论会。1979年在美国加州伯克利举行同功酶在林木和森林昆虫中应用的讨论会。1981年在日本举行的国际林联大会上，有一个小组专门讨论了同功酶问题。这些学术活动对推动同功酶技术在林木遗传育种中的应用起了积*作用。到80年代初开展这一领域研究工作的有：联邦德国、瑞典、美国、加拿大、芬兰、丹麦、法国、南斯拉夫、波兰、苏联、澳大利亚、日本、南朝鲜等十多个国家和地区，中国也有研究报道。

利用价值

①鉴别无性系：在同一树种不同个体间，往往存在同功酶谱的差异，特别是当存在独有的谱带时能有效地用于鉴别无性系。在花旗松、欧洲赤松、湿地松、火炬松、柳杉、杨树等树种中都应用过。②验证杂交的可靠性：用同功酶谱带分析可补充形态学或细胞学方法对杂种的鉴定。在松类、云杉、花旗松等杂交中都有成熟的实例。对杂交和自交子代中可用同功酶作遗传分析。③研究基因传播和交配方式：用种子或苗木的叶、芽，特别是用针叶树种子的胚和胚乳作试样分析同功酶谱带，是研究这个问题的有效手段。在欧洲赤松、火炬松种子园中作过此种研究，认为花粉的有效传播距离要比飞散距离短。在松、云杉、花旗松的天然林、人工林和种子园中，还利用同功酶技术研究影响花粉传播的因素，以及自交率等问题。④利用同功酶资料，可以了解林木群体的遗传结构和自然演替规律。⑤少数研究者还探索同功酶变异模式与经济性状、生态特性和性别分化间的关系。

评价

①多数等位基因谱带呈共显性遗传，即能同时显示出各个等位基因的酶谱带，从而使树木遗传结构的研究跃入可直接监测的阶段。根据对酶谱的统计分析，还可以对遗传变异作出定量的估算。如在地理变异中，可估算平均杂合性、遗传距离等参数。②方法简便，分析灵敏度高，试验设备简单。③到80年代初，可供林业研究用的同功酶约有30～40种，其中常用的酶有：磷酸酶（ACP）、醇脱氢酶（ADH）、酯酶（EST）、萤光脂酶（F-EST）、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、苹果酸脱氢酶（MDH）、过氧化物酶（PER）、6-磷酸葡萄糖脱氢酶（6-PGD）、磷酸葡萄糖异构酶（PGI）、磷酸葡萄糖变位酶（PGM）等。由于种类较多，且不少酶的变异水平较高，可以选用。④分析用试样广，如叶、芽、种子等都可供分析用。针叶树种子的胚乳是由母本大孢子母细胞经减数分裂产生的，分析它的酶谱可了解母本的分离和连锁遗传机制。胚乳与胚同时分析对比，还可了解群体的遗传结构。因此，用同功酶研究针叶树种有特殊的优越性。

同功酶利用还有一定的局限性，主要是：①不少同功酶系统中存在哑带，即不显色带，它能与显色的谱带重叠；有时谱带分离不好，不易鉴别；还有些酶分析结果不稳定。这些都使分析复杂化，结果不精确。②根据树种特性、研究目的等对酶系统作筛选时，感到适用于研究的酶的种类尚嫌不足。③阔叶树种难能得到单倍体试样，研究不如针叶树种方便。