全 文 ：·基础研究 ·
激光对珠子参愈伤组织诱导影响的研究＊
柴瑞娟 1 , 王玉良 2 , 努尔巴依 ·阿不都沙勒克 3 , 唐　俊 1
(1.安徽工程科技学院生化系 , 安徽 芜湖 241000;2.安徽科技学院生物系 ,
安徽 凤阳 233100;3.新疆大学资源环境科学学院 , 新疆 乌鲁木齐 830046)
摘　要:通过不同激光功率密度和处理时间处理珠子参植株 , 然后分别用珠子参的茎和叶做外殖体进行愈伤
组织诱导。结果表明 , 不经激光处理 , 珠子参茎和叶的愈伤组织诱导率分别为 45.3 %和 0.7 %。经激光处理
后 ,珠子参茎和叶愈伤组织诱导率分别最高达到了 92.0 %和 6.7 %。经 t检验 , 激光处理后 , 外殖体的愈伤组
织诱导率与对照相比达到了显著性差异 , 表明激光处理有助于珠子参愈伤组织的诱导。
关键词:激光;珠子参;愈伤组织;t检验
中图分类号:Q944.6
文献标识码:A
文章编号:1007-7146(2008)06-0739-05
LaserImpactonCalusInducingofPanaxjaponicusvar.major
CHAIRui-juan1 , WANGYu-liang2 , NURBAY·Abdusalih3 , TANGJun1
(1.DepartmentofBiochemistryEngineering, AnhuiUniversityofTechnologyandScience, Wuhu241000, Anhui, China;
2.DepartmentofBiology, AnhuiScienceandTechnologyUniversity, Fengyang233100, Anhui, China;
3.ColegeofResourceandEnvironmentScience, XinjiangUniversity, Urumqi830046, Xinjiang, China)
Abstract:ThetestmaterialwasPanaxjaponicusvar.major.WestudieditbyHe-Nelaserwithdifferentpowerdensity
andtimeandtheninducedcallus.TheexplantswerestemandleafofP.japonicusvar.majorseparately.Theresults
showedthatrateofcallusinductionofstemwithoutlaserwas45.3% andleaf swas0.7%.Butrateofcallusinduction
washigherafterthematerialwereirraliatedwithlaser.Theywere92.0 %(stem)and6.7 % (leaf).Andanalysisre-
sults(ttest)wereremarkable.
Keywords:laser;P.japonicusvar.major;calus;ttest
　　珠子参 (Panax.japonicusvar.major)为五加科人
参属植物 ,生于山坡竹林下或杂木林中阴湿处。分
布于河南 、湖北 、安徽 、陕西 、宁夏 、甘肃 、四川 、贵州 、
云南 、西藏等省区 ,具有活血散瘀 、补血止血 、消肿止
痛之功效 [ 1] ,是我国传统名贵中药材。
目前有学者对珠子参做了部分研究 ,如珠子参
水提液体外抑制人肝癌细胞和小鼠肝癌细胞的生
长 、并可以诱导人体外肝癌细胞和小鼠肝癌细胞凋
亡的研究 [ 2-3] ;珠子参总皂苷的提取工艺的研究 [ 4] ,
等 。目前的研究都是以珠子参为供试材料 ,但珠子
参野外资源有限 ,限制了珠子参的开采和利用 ,因此
希望通过植物细胞培养来获得其有效成分 [ 5-8] 。
目前 ,通过愈伤组织来获得植物细胞是最常用
的方法 ,如何能获得生长迅速且生长良好的愈伤组
织细胞是植物细胞培养的首要问题 ,本文是首次利
用激光处理珠子参植株 , 然后进行愈伤组织诱导。
第 17卷第 6期
2008年 12月 　　　　　　　　　　
激　光　生　物　学　报
ACTA　LASER　BIOLOGY　SINICA　　　　　　　　　　　Vol.17 No.6Dec.2008
＊ 收稿日期:2008-04-26;修回日期:2008-10-18
基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目 (G1999043508);安徽工程科技学院青年科研基金项目
(2003YQ004);安徽工程科技学院青年教师科研资助项目(2008r2roo4)
作者简介:柴瑞娟(1975— ), 硕士 , 讲师 , 主要从事植物生物技术方面的研究。 (电子邮箱)chairuijuan@163.com
许多研究表明 ,激光对组织有很丰富的生理作用 [ 9] ,
如促使作物增产 , 提高植物的光合效率 、根尖有丝分
裂频率等 [ 10] 。但目前国内有关激光对珠子参愈伤
组织诱导的影响还未见报道 ,因此本研究可以为珠
子参细胞培养获得其有效成分提供一定的依据。
1　材料和方法
1.1　材料
珠子参采于安徽鹞落坪国家级自然保护区。
1.2　方法
1.2.1　材料处理　珠子参植株分成两组 (分别标
为处理组和对照组 CK),处理组用激光处理 ,激光器
光束波长为 632.8 nm(夜间处理 ,避免杂光干扰),
光斑直径为 2 mm。环境温度为 20 ℃～ 23 ℃。激光
的焦距到植株顶端的距离为 15.0 cm。
第一组激光功率密度为 5 mW、10 mW、15 mW、
20 mW、25 mW、30 mW,每天照射 5 min,连续照射 3
天 ,接种。 CK组无激光处理 ,作为对照组。
第二组激光功率密度为 15 mW,照射时间分别
为 3 min, 4 min, 5 min, 6 min, 7 min, 8min,连续照射 3
天 ,接种。 CK组无激光处理 ,作为对照组。其余条
件两组处理均相同 。
1.2.2　配制 MS培养基 [ 11] 　附加激素为 2.0mg/L
2, 4-D+0.2 mg/L6-BA
1.2.3　接种　以珠子参(处理组和 CK组 )的叶和
茎为实验材料进行愈伤组织的诱导 , 每组接种 50个
外植体。重复 3次。外殖体在光照培养箱中培养 ,
培养条件为每天光照 10 h,培养温度为 23 ℃。
愈伤组织的诱导率 =(形成愈伤组织的材料数
∕总接种材料数)×100%
2　试剂与仪器
2.1　试剂
硝酸钾 、硝酸铵 、硫酸镁 、盐酸吡哆素 、烟酸 、肌
醇等 ,均为分析纯 。
2.2　仪器
JD-Ⅲ大型激光器 、超净工作台 、灭菌锅 、光照培
养箱等。
3　结果与讨论
3.1　激光对珠子参叶愈伤组织诱导的影响
　　表 1中 ,经 t检验 ,激光处理 5 mW, 5 min组与对
照无差异 ,其余处理组与对照均有显著性差异 (P<
0.01),表明控制激光处理时间 ,变动激光处理强度
的实验条件下 ,可以显著提高珠子参叶愈伤组织的
诱导率。诱导珠子参叶愈伤组织的最佳激光功率密
度是 25 mW。
　　表 2中 ,经 t检验 ,所有激光处理组与对照均有
显著差异 (P<0.01),表明控制激光处理强度 ,变动
激光处理时间的实验条件下 ,可以显著提高珠子参
叶愈伤组织的诱导率。诱导珠子参叶愈伤组织的最
佳激光处理时间是 7 min。
表 1和表 2实验结果表明 ,经过激光处理 ,珠子
参的叶愈伤组织诱导率比对照(不经激光处理)珠子
参叶愈伤组织诱导率均有所提高。
3.2　激光对珠子参茎愈伤组织诱导的影响
　　表 3可以看出 ,控制激光处理时间 ,变动激光处
理强度的实验条件下 ,除处理组 5 mW＊ 5 min和
30 mW＊5 min外 ,其余处理组与对照相比均有显著
性差异 ,其中 15 mW＊5 min处理组与对照相比差异
极显著(P<0.01),剩余组差异显著 (P<0.05)。表
明适当的激光处理可以显著的提高珠子参茎愈伤组
织诱导率 ,诱导珠子参茎愈伤组织的最佳激光功率
密度是 15 mW。
表 4可以看出 ,控制激光处理强度 ,变动激光处
理时间的实验条件下 ,激光处理可以显著的提高珠
子参茎愈伤组织诱导率。其中 15 mW＊ 5 min和
15 mW＊7 min处理组 与对 照差异 极显 著 (P<
0.01)。 15 mW＊4 min和 15 mW＊8 min处理组与
对照差异显著(P<0.05)。只有 15 mW＊3 min处理
组与对照差异不显著。诱导珠子参茎愈伤组织的最
佳激光处理时间是 5 min。
表 3和表 4实验结果表明 ,经过激光处理 ,珠子
参的茎愈伤组织诱导率比对照(不经激光处理)珠子
参茎愈伤组织诱导率均有所提高。
3.3　珠子参茎与叶愈伤组织诱导率比较
从实验结果可以看出 ,不经激光处理 ,珠子参对
照组的茎愈伤组织诱导率比珠子参叶愈伤组织诱导
率高 ,经统计分析 ,差异极显著 (P<0.01)。在同样
激光处理条件下 ,珠子参茎的愈伤组织诱导率也均
比珠子参叶愈伤组织的诱导率高(P<0.01)。在分
别控制激光处理强度 ,变动激光处理时间和控制激
光处理时间 ,变动激光处理强度的实验条件下 ,珠子
参 茎 和 叶 的 愈 伤 组 织 诱 导率 差 异 也 极 显 著
740　　　　　　　　　　　　　　激　光　生　物　学　报　　　　　　　　　　　第 17卷
(P<0.01)。表明无论是否经过激光处理 ,珠子参
不同外殖体愈伤组织诱导能力不同 ,茎比叶更容易
诱导出愈伤组织。
3.4　愈伤组织生长
珠子参叶诱导出的愈伤组织开始为淡黄色 ,大
约 15天后变为褐色 , 1个月后死亡 ,且生长缓慢 ,激
光处理与对照组之间没有明显差别 。珠子参茎诱导
出的愈伤组织开始也为淡黄色 ,生长较快 ,大约 20
天后变为淡绿色。同时 ,相同生长时间下 (30天 ),
激光处理后的茎愈伤组织 (图 1)生长速度均较对照
组 (图 2)快 ,处理组茎愈伤启动大约在接种后 10天 ,
对照大约需 17天。
表 1　激光处理 5 min后珠子参叶的愈伤组织诱导
Tab.1　Rateofcalusinductionofleaf5 mintreatedbylaser
处理
Treatment
功率
mW
时间
Time
2, 4-D 6-BA 实验外植体数
Explant
实验重复次数
Repetition
愈伤组织总数
Totalcalus
平均诱导率
Average P
实验组
5 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 1 0.7% a
10 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 3 2.0% b
15 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 4 2.7% b
20 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 4 2.7% b
25 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 10 6.7% b
30 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 8 5.3% b
CK 0 0 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 1 0.7% a
注:a:非显著性差异;b:显著性差异。下表同。
Note:a:Non-significantdiference;b:significantdiference.Thesameasthefolowingtables.
表 2　15 mW激光处理后珠子参叶的愈伤组织诱导
Tab.2　Rateofcalusinductionofleaf15 mWtreatedbylaser
处理
Treatment
功率
mW
时间
Time
2, 4-D 6-BA 实验外植体数
Explant
实验重复次数
Repetition
愈伤组织总数
Totalcalus
平均诱导率
Average P
实验组
15 3 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 2 1.3% b
15 4 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 3 2.0% b
15 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 4 2.7% b
15 6 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 5 3.3% b
15 7 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 9 6.0% b
15 8 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 6 4.0% b
CK 0 0 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 1 0.7% a
表 3　激光处理 5 min后珠子参茎的愈伤组织诱导
Tab.3　Rateofcalusinductionofstem5 mintreatedbylaser
处理
Treatment
功率
mW
时间
Time
2, 4-D 6-BA 实验外植体数
Explant
实验重复次数
Repetition
愈伤组织总数
Totalcalus
平均诱导率
Average P
实验组
5 5min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 72 51.3 % a
10 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 90 63.3 % b
15 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 132 90.7 % b
20 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 128 80.0 % b
25 5min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 99 70.0 % b
30 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 82 60.7 % a
CK 0 0 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 68 45.3 % a
741第 6期　　　　　　　　　　　　柴瑞娟等:激光对珠子参愈伤组织诱导影响的研究　　　　　　　　　　　
表 4　15 mW激光处理后珠子参茎的愈伤组织诱导
Tab.4　Rateofcalusinductionofstem15 mWtreatedbylaser
处理
Treatment
功率
mW
时间
Time
2, 4-D 6-BA 实验外植体数
Explant
实验重复次数
Repetition
愈伤组织总数
Totalcalus
平均诱导率
Average P
实验组
15 3 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 81 54.0 % a
15 4 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 99 66.0 % b
15 5 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 138 92.0 % b
15 6 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 124 82.7 % b
15 7 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 112 74.7 % b
15 8 min 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 102 68.0 % b
CK 0 0 2.0mg/L 0.2mg/L 50 3 68 45.3 % a
4　结论
通过激光处理珠子参植株 ,以珠子参茎和叶做
外殖体进行愈伤组织诱导。对于外殖体叶 ,无论是
否经过激光处理 ,愈伤组织诱导率都很低;同样处理
条件下外殖体茎的愈伤组织诱导率较叶的都高 ,表
明外殖体茎要比叶更容易诱导出愈伤组织。在本实
验条件下 ,激光诱导的最佳剂量和最佳处理时间对
于珠子参茎和叶是不同的 , 分别为茎:15 mW＊ 5
min,叶 :25 mW＊7 min,表明茎对激光处理比叶更敏
感 。同时 ,激光处理过的珠子参茎愈伤组织诱导率
比对照组要高 (达到了显著水平 ),并且愈伤组织的
生长比对照更快。说明激光有助于珠子参茎愈伤组
织的诱导和生长。
本研究表明激光有助于珠子参茎愈伤组织的诱
导和生长 。经激光处理后 ,珠子参茎愈伤组织启动
更快 ,生长状况更好 ,说明激光有助于获得生长旺
盛 ,用于细胞悬浮培养的植物细胞。同时 ,激光处理
属于物理方法 ,较化学方法 [ 12-13]更安全 ,更有利于植
物有效化学成分的利用。同时 ,本研究不仅为珠子
参的利用提供了一条新的途径 ,也为其他通过细胞
悬浮培养获得有效成分的材料的研究提供了一定的
理论依据 。
References
[ 1] 　段径云 ,陈瑞明.珠子参对血液和造血功能的影响 [ J] .西
北药学杂志 , 1996, 11(2):72-73.
DUANJing-yun, CHENRui-ming.EfectonAnti-anemiaofPa-
naxjaplcus[ J] .NorthwestPharmaceuticalJournal, 1996, 11
(2):72-73.
[ 2] 　陈涛 , 陈龙飞 , 金国琴 , 等.珠子参体外诱导人肝癌细胞凋
亡效应及机制研究 [ J] .肿瘤 , 2006, 26(2):144-147.
742　　　　　　　　　　　　　　激　光　生　物　学　报　　　　　　　　　　　第 17卷
CHENTao, CHENLong-fei, JINGuo-qin, etal.Panaxjaplcus
varInducedApoptosisofHumanHepatocarcinomaCelsinvitro
[ J] .Tumor, 2006, 26(2):144-147.
[ 3] 　胡卫 , 陈涛.珠子参抑制小鼠肝癌及诱导细胞凋亡的研究
[ J] .时针国医国药 , 2005, 10:1073-1074.
HUWei, CHENTao.StudiesofPJonInhibitionofProliferation
ofH (22)CelinMiceandInductionofApoptosis[ J] .Lish-
izhen[ J] .MedicineandMaieriaMedicalResearch, 2005, 10:
1073-1074.
[ 4] 　高培红 , 曹军毅.正交实验法优选珠子参总皂苷的提取工
艺 [ J] .陕西中医学院学报 , 2006, 29(2):66-68.
GAOPei-hong, CAOJun-yi.ExtractTechnologySelectingRhi-
zomaPanacisMajorisTotalSaponinwithOrthogonalTest[ J] .
JournalofShannxiColegeofTraditionalChineseMedicine,
2006, 29(2):66-68.
[ 5] 　SEITZH U.Anthocyanins.//CONSTABELF, VASILIK.
CelCultureandSomaticCelGeneticsofPlants[ M] .London:
AcademiaPress, 1988:49-76.
[ 6] 　张小兵 , 闫静辉 , 李亚璞 , 等.西洋参悬浮细胞发酵工艺研
究 [ J] .生物技术通报 , 2007, 5:188-193.
ZHANGXiao-bing, YANJing-hui, LIYa-pu, etal.Studieson
FermentationofSupensionCellsofPanaxquinquefolium[ J] .Bi-
otechnologyBuletin, 2007, 5:188-193.
[ 7] 　韩健 , 戴均贵 , 崔亚君 , 等.长春花及银杏植物细胞悬浮培
养对青蒿素的生物转化研究 [ J] .中草药 , 2003, 34(2):
166-168.
HANJian, DAIJun-gui, CUIYa-jun, etal.Biotran-sformationof
ArtemisininbyCatharanthusroseusandGinkgobilobaCelSu-
pensionCultures[ J] .ChineseTraclitionalandHerbalDrugs,
2003, 34(2):166-168
[ 8] 　康强胜 , 李洪林 , 吴玉兰 , 等.新疆紫草细胞生产阶段培养
中细胞生长及产物合成的研究Ⅰ :悬浮培养 [ J] .天然产物
研究与开发.2003, 15(4):334-336.
KANGQiang-sheng, LIHong-lin, WUYu-lan, etal.Studyon
GrowthandProductFormationofArnecbiaEuchromaCelinSec-
ondStageI:SupensionCulture[ J] .NaturalProductResearch
andDevelopment, 2003, 15(4):334-336.
[ 9] 　姚翠萍 , 张镇西.激光与组织的相互作用 [ J] .激光生物学
报 , 1999, 8(2):102-107.
YAOCui-ping, ZHANGZhen-xi.InteractionofLaserwithTis-
sue[ J] .ActaLaserBiologySinica, 1999, 8(2):102-107.
[ 10] 　朱新军 , 岳明.激光对植物的作用及其机理 [ J] .科技情报
开发与经济 , 2006, 16(4):182-183.
ZHUXin-jun, YUEMing.TheEfectoftheLaseronthePlant
andItsMechanism[ J] .Sci-TechInformationDevelopment＆
Economy, 2006, 16(4):182-183.
[ 11] 　曹孜义 , 刘国民.实用植物组织培养技术教程 [ M] .兰州:
甘肃科学技术出版社 , 2001:23-36.
CAOZi-yi, LIUGuo-min.TexbookofPracticalTechniqueson
PlangTissueCulture[ M] .Lanzhou:GansuScience＆Technology
Press, 2001:23-36.
[ 12] 　张东向 , 李康 , 姚娜 , 等.DMSO和 Tween-80对黄芩悬浮细
胞系的影响 [ J] .种子 , 2007, 26(6):21-23.
ZHANGXiang-dong, LIKang, YAONa, etal.EfectsofDM-
SOandTween-80 onCelSuspensionCulturesofScutelariaba-
icalensisGeorgi[ J] .Seed, 2007, 26(6):21-23.
[ 13] 　陈军营 , 杨艳会 , 许海霞 , 等.植物磺肽素(phytosulfokine-
α)“对烟草 BY-2”悬浮细胞增殖的促进作用 [ J] .植物生
理与分子生物学学报 , 2007, 33 (1):39-45.
CHENJun-ying, YANGYan-hui, XUHai-xia, etal.Stimula-
toryEfectofPhytosulfokine-αontheProliferationof“Tobacco
BrightYelow2” SuspensionCels[ J] .JournalofPlantPhysi-
ologyandMolecularBiology, 2007, 33 (1):39-45.
743第 6期　　　　　　　　　　　　柴瑞娟等:激光对珠子参愈伤组织诱导影响的研究