本研究利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对荞麦属(Fagopyrum)10个种(含大粒组7个种和小粒组3个种)45份栽培及野生荞麦资源干种子、发芽种子、三叶期幼叶、盛花期幼叶等组织器官的酯酶、过氧化物酶、谷草转氨酶、淀粉酶、甲酸脱氢酶等五种同工酶进行了研究。所获结果如下: (1)酯酶:在栽培和野生荞麦中,发芽种子酶带共23条,不同物种的酶带数4-8条;三叶期幼叶酶带共33条,不同物种酶带数4-9条。其中,甜荞(F.esculentumMoench)发芽种子和三叶期幼叶都有8条酶带,主带分别为5条和4条。苦荞(F.tataricum(L.)Gaertn.)发芽种子共7条酶带,有4条主带,而三叶期幼叶共9条酶带,有2条主带。野荞盛花期幼叶酶带共18条,不同种间酶带数2-6条。 (2)过氧化物酶:在栽培和野生荞麦中,发芽种子和三叶期幼叶酶带都有23条,不同物种的酶带数分别为4-8条和3-9条。其中,甜荞发芽种子和三叶期幼叶酶带分别为7条和6条,主带分别为5条和2条。苦荞发芽种子和三叶期幼叶酶带分别为4条和9条,主带分别为2条和4条。野荞盛花期幼叶酶带为27条,不同物种酶带数4-8条。 无论是酯酶同工酶还是过氧化物同工酶均表现出:同种荞麦同一时期的酶带数变化较小或不变化,而同种荞麦的不同时期之间,以及同一时期的不同荞麦之间均存在很大的差异。无论是酯酶同工酶还是过氧化物酶同工酶,其收集系内多态性均不强,但种间表现出明显的差异。 (3)谷草转氨酶:在栽培和野生荞麦中,荞麦干种子的酶带共14条,不同物种酶带数3-5条。其中,甜荞干种子的酶带共3条,有2条主带。而苦荞干种子的酶带共5条,有3条主带。同时荞麦干种子的谷草转氨酶同工酶收集系内无多态性,同种荞麦中酶带数无变化,但在不同的荞麦种之间存在较大的差异。 (4)淀粉酶:在栽培和野生荞麦中,酶带共24条。其中甜荞共10条酶带,有5条主带。苦荞共7条酶带,有4条主带。同时,淀粉酶在发芽时期,其活性最强,在三叶期幼叶中也存在淀粉酶,但其活性非常弱,而在盛花期的幼叶中未探测到该酶。总的说来,淀粉酶同工酶在荞麦的发芽中种内存在一定的变异,但小于种间差异。该酶在甜荞和苦荞中,都表现出良好的多态性。 (5)甲酸脱氢酶:在发芽荞麦中活性最强。在三叶期幼叶和盛花期幼叶中均存在,但其活性非常弱。无论是苦荞、甜荞还是野荞,其甲酸脱氢酶同工酶均只有1条相同的谱带,种间和种内无变异。 (6)酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶、淀粉酶同工酶的聚类结果均与传统荞麦分类相吻合,可以作为荞麦系统学研究的一种重要手段。谷草转氨酶同工酶聚类结果显示出苦荞与F.pilusQ.F.Chen(毛野荞),甜荞与F.esculentumvar.homotropicum(Ohnishi)Chen、F.zuogongenseQ.F.Chen(佐贡野荞)、F.megaspartaniumQ.F.Chen(大野荞)分别聚成一类,暗示F.pilus与苦荞,甜荞与F.esculentumvar.homotropicum、F.zuogongense、F.megaspartanium是近缘的。 (7)五种同工酶的综合分析表明:甜荞、F.esculentumvar.homotropicum、F.zuogongense、F.megaspartanium之间亲缘关系较近,而苦荞、F.pilus、F.giganteumKrot.之间亲缘关系较近。这些结果与Chen(1999a)提出的F.megaspartanium和F.pilus分别是甜荞和苦荞祖先种的假说相一致。研究还发现,大粒组荞麦种的谱带与F.gracilipes(Hemsl.)DammerexDiels、F.lineare(Sam.)Haraldsom、F.urophyllum(Bur.etTranch).H.Gross等小粒组荞麦种差异极大,表明荞麦属组间亲缘关系很远。