全 文 ：152
文章编号：1000．8551(2004)02．152．03
核 农 学 报 2004，18(2)：152 154
Acta Agricalturae Nucleatae Sinica
西洋参愈伤组织悬浮培养物细胞分化
与皂苷合成关系的研究
张美萍 王 义 孙春玉 李 向高
(吉林农 业大学 ．吉林 长春 130118)
摘 要：研究了西洋参愈伤组织悬浮培养物细胞生长曲线，观察了细胞形态结构和组织化学变化。
结果表明，在延滞期愈伤组织细胞无分化，皂苷含量低 ；对数生长期细胞刚刚开始分化，皂苷开始积
累；到直线生长期，培养物细胞导形成较多，皂苷大量积累；到静止期 ，皂苷积累达到高峰 ，此时用高
效液相色谱法测定培养物，皂苷含量为3．208％，Rg。、Re、Rb。、Rc、Rb2、Rd含量分别为 0．cl2％、0．
28％、1．16％、0．16％、0．16％和0．22％，说明西洋参皂苷合成与细胞分化呈正相关。
关键词：西洋参；愈伤组织培养；细胞分化；皂苷合成
THE STUDY oN THE RELATIoNSm P BETW EEN CELL DI FERENTL TIoN
AND SAJOmN FORMATION OF Panax quinquefolium L．CALLUS SUSPENSION
ZHANG Mei—-ping WANG Yi SUN Chun—-yu LI Xiang—-gao
(Jilin Agricultural Universit)．Changchun，Jilin， 1301 18)
Abstract：This paper deals with the growth curves in suspension cells of Panax quinquefolium L．，also studies the
chane of morphochoresis and chemistry of tissue．The results show that there is no cel differentiation in clag phase
and low in saponin content；cell diferentiation and saponin accumulated only slightly in logarithmic phase；there
appears to be a lot of vessels and have lots of saponin in straight growth phase；in stationary phase，the saponin
accumulation is to the top．With HPLC for detecting cultured cell，the saponin content is 3．208％ ，and Rgl，Re，
Rbl，Rc，Rb2，Rd is 0．02％ ，0．28％ ，1．16％ ，0．16％ ，0．16％ ，0．22％ ，respectively．It proves that the
relationship between cell differentiation and saponin formation is positive．
Key words：Panax quinquefolium L；callus culture；cell diferentiation；saponin formation
Constabel等⋯认为：组织培养 中无论何时合成和积累次生代谢产物，都依赖 于植物细胞中特殊生物
化学结构上的饰变，而这种结构饰变在培养中是可以诱导的。Becker 发现不同的香草植物组织培养都 ．
没有香精油的合成，直到培养物中有了形态上的分化才能合成上述物质，如特殊细胞或导管的存在。同
样，不少研究者证明 ，洋葱组织培养中，分化出根和茎是洋葱调味剂产生的基础 ，而在芹菜组织培养 中，
发现胚状体发生是芹菜调味剂物质产生的基础。可见培养物中出现最低水平的分化是次生代谢物合成
的开始。本实验从培养物生长曲线 出发，观察细胞形态结构和组织化学变化 ，来验证细胞分化和皂苷合
成的相关关系。
1 材料与方法
采用本实验室筛选的西洋参芽胞愈伤组织无性系作为实验材料。取继代 5次的愈伤组织无性系进
收稿 日期 ：2003．03．29
基金项目：国家科技部科技型企业技术创新基金资助项目(00C26N2210138)
作者简介：张美萍(1964一)，女，副教授，博士，主要从事药用植物细胞工程研究。
维普资讯 http://www.cqvip.com
2期 西洋 参愈伤组织悬浮培养物细胞分化与皂苷合成 关系的研究 l53
行悬浮培养，基质为 Ms+2，4一D 0．5mg／L+IBA 2mg／L+BA 0．5mg／L，培养条件：100mL三角瓶内含 20mL
液体基质 ，每瓶接种量 0．8 瓶 ，摇床转速为 100～110r／min，每隔 5d随机取样 ，每次 3瓶 ，重复 2次，作生
长曲线。
细胞生长量测定以鲜重及干重(g／瓶)作生长指标 ，具体方法见文献 。培养物 60~C烘干 ，研碎，精
称 1g，进行培养物中皂苷含量测定 ，具体方法见文献 。用 8％香草醛和 77％硫 酸染色后在 544nm用
DU一7500紫外分光光度计测溶液吸光度，然后计算总皂苷含量。具体方法见文献b]。高效液相色普法
条件：色谱柱选用 Zobarx C8柱；流动相：乙腈和水梯度洗脱；流速：1．5ml／min；柱温：33℃；检测波长：
203nm，具体方法见文献 。细胞形态观察采用石蜡切片法和水装 片法。细胞组织化学反应采用 PAS
法 、8％香草醛和浓硫酸法。
生长时间growthtime(d)
图 1 愈伤组织生长曲线
Fig．1 Callus growth curves
2 结果与分析
．35
．30
著
．20
．15参
l0
．O5 -
图2 培养物中皂苷的高效液相色谱分析
Fig．2 HPLC determination
A：标准样品；B：皂苷提取物
A．Standard(RSl Re Rbl Rc Rb2 Rd)；
B．Extract of saponin in ceils
2．1 愈伤组织生长曲线
取继代 5次的悬浮愈伤组织培养物 ，每隔 5d随机取样 ，测鲜重和干重 ，共观察 40d，结果见图 1。从
图 1可看出，生长曲线基本符合“S”型，经过 5d左右的延滞起后 ，大约 10～15d进入对数生长期 ，到 30d
是直线生长期 ，以后进入静止期 。
2．2 不同培养时间培养物细胞形态结构观察
延滞期的细胞大小较均一，由薄壁细胞组成，细胞方形，
细胞较 小，细胞核明显 ，细胞质致密 ，无导管(见图 3．1)。对
数生长期的细胞 比延滞期 的细胞略大，细胞大小较均一 ，有
明显的细胞核，有浓密的细胞质 ，细胞 中有少量的小液泡，偶
尔能观察到较大的细胞 ，大细胞里有较大的液泡．无导管出
现(见图 3．2)。直线生长期细胞形态差异较大 ，有圆形 、多边
形 、方形 、不规则形 ，大多数细胞较大 ，含有大液泡 ，将细胞核
从细胞中央部位挤 到靠壁部位 ，细胞质少 ，细胞壁有加厚现
象。此外还有小细胞群 ，这些小细胞 的细胞 核明显 ，细胞质
致密 ，与分生组织中的细胞相似，这可能是培养物的生长点，
这一时期出现了导管，数量较少 (图 3．4、5、6，图 4．1)。到静
止期出现了大量的导管，有的集聚成群 ，有的呈分散状态，导
管一般为网纹导管 ，其次为螺纹导管 ，未见到梯纹导管 ，但导
管都比较短 ，有时能见到两个导管分子之 间连接的连接板 ，
该时期细胞形态结构与直线生长期细胞形态结构相似 ．淀粉
粒较多 ，并且细胞开始解体 ，有许多分泌物 ，经 PAS反应呈红
色 (图 4．2、3、4、5、6)。
2．3 不同培养时期细胞组织化学反应及皂甙含量
图 3 Fig．3
l：延滞 期 细 胞 的形 态 ；2：对 数 生 长 期 细 胞 的 形 态 ；
3～5：直线生长期细胞的形态
1：The morphochoresis in clag phase；2：The morphochoresis
in logarithmic phase；3～ 5：The morphoehoresis in straight
growth phase
8 7 6 5 4 3 2 l 0
富日Ⅱ，墨)每 一麓
维普资讯 http://www.cqvip.com
维普资讯 http://www.cqvip.com