全 文 ：西洋参组织和细胞培养研究进展
东北农业大学 哈尔滨 刘本叶 张艳萍
摘耍 概述国内外西洋奔组织和细胞培养的药用研究和签础研究 。
西洋参“ , 叫玄。 ‘“ 是五加科人参属植物 , 具有健胃、 降低血脂 、 镇静和造血
等医疗作用 , 其滋补效果优于人参 。 随着植物组织和细胞培养技术的发展 , 许多研究者投身
于西洋参组织和细胞培养研究 , 希望通过细胞工程新技术 , 一方面大量培养西洋参细胞 , 从
中提取西洋参皂贰 , 使西洋参生产摆脱自然环境条件的限制而进行工厂化生产 , 另一方面 ,
快速大量繁殖西洋参种苗 , 以满足生产需要 , 同时进行西洋参新品种的快速培育 。 两者都有
一定的进展 。
西洋参组织培养的药用研究
西洋参有效药用成分是皂贰 。 如何提高培养物中皂贰含量和质量 , 扩大培养
规模 , 最终工业化生产西洋参皂贰 , 是这一研究领域的重点 。 为 获 取 西 洋参皂贰的组织培
养 , 主要研究了由外植体诱导愈伤组织 , 愈伤组织生长与皂贰合成关系以及由细胞悬浮培养
向工业发酵罐生产过渡等。
西洋参愈伤组织诱导和培养
外植体 用于诱导愈伤组织的外植体有 不同参龄田间植株的根 、 根髓 、 差段 、叶片、
叶柄 、 花药、 花蕾 、 胚及胚培养幼苗的子叶和胚轴 。 其中嫩茎 、 幼叶 、 胚及胚培养幼苗的各
部分均是较理想的外植体〔卜幻 。 愈伤组织诱导率在 。 郭生祯报道 ,幼胚的后
熟程度对愈伤组织诱导有明显影响 。 充分后熟的种胚愈伤组织诱导率为即 , 而未充分后
熟的种胚的愈伤组织诱导率仅为 〔“〕。 我们的试验未发表表明 , 外植体取材时期对 诱
导愈伤组织影响极大 , 月下旬到月上旬取田间叶片 , 愈伤组织诱导率可达 以上 , 而
月下旬以后取的田间叶片 , 愈伤组织诱导率仅为 左右 , 而且愈伤组织生长缓慢 。
培养基 西洋参组织培养中使用效果较好的基本培养基有 、 、 、 等 。
现在使用最多的是 培养基〔 , 幻。 将 基本培养基中的 ‘ 含量 由
降低到 , 可使嫩茎愈伤组织诱导率提高到 , 愈伤组织生长速度 提 高 倍
〔〕。 在培养基中附加大豆粉。 , 使愈伤组织中皂贰含量提高倍〔”〕。 我们的试验结果
表明 , 在培养基中添加水解酪蛋白 , 对愈伤组织生长有明显的促进作用 。
植物激素 西洋参愈伤组织的诱导和培养必须在有生长素的培养基中进行 。 、
、 和 , 一 均可诱导外植体产生愈伤组织 , 其中 , 一 的 效 果 最 好
〔刁, , , 幻 。 我们的试验表明 , 的 诱导愈伤组织的效果与 , 一 的效果类似 。这
对于解除人们对 , 一 毒副作用的疑虑是一个突破 。 细胞分裂素和生长素配合使用 , 对愈伤
组织诱导和生长都有明显的促进作用 。 对愈伤组织生 一长也有促进作用 。
培养条件 温度和光照对西洋参愈伤组织诱导和培养的影响 , 未见详细报道 , 一般认
为较适宜的温度为 ℃〔卜幻。 诱导愈伤组织均用暗培养 , 愈伤组织培养在光下进行 。 根
, 。。 , ,
《中 草药》 年第乏石飞票石面
据我们的试验 , 散射光下诱导出的愈伤组织质量好 , 其生长速度和胚胎发生能力均高于暗培
养诱导的愈伤组织 。
皂贰含量分析 分析结果表明 西洋参愈伤组织具有合成西洋参皂试的能力。 在 添
加大豆粉 的培养基上生长的愈伤组织中 , 总皂贰含量高达 〔”〕。 西洋参 根 愈 伤
组织继代培养到第代进行测定 , 愈伤组织中含有主要皂贰成分 , 、 及少量抗癌皂贰成
分 , 总皂贰含量为 〔‘〕。 这些结果均高于天然西洋参根中的皂贰含量 。
愈伤组织诱导和培养研究结果表明 西洋参愈伤组织可在不含 , 一 的培养某上诱 导和
培养 愈伤组织具有合成西洋参皂贰的能力 , 皂贰含量高于天然西洋参根中的 。 因此 , 用愈
伤组织培养方法生产西洋参皂贰在理论上是可行的。 但是愈伤组织固体静止培养 细 胞 增 殖
慢 , 不适于进行大规模生产 。
西洋参 细胞悬浮培养及大量培养 西洋参细胞悬浮培养化固体愈伤组织培养生长速度提
高近 , 皂贰含量略有下降〔’〕周立刚等进一步研究了氮源对西洋参 细胞悬浮培养的影响 ,
结果表明 , 将 培养基 中的 含量提高 倍 , 同时去掉 , 细胞的生长速度和皂
贰产量比在正常 培养液中提高 和 , 并确定西洋参 细胞悬浮培养生产皂贰的
最佳收获期在 以上 , 悬浮细胞合成皂贰高峰在细胞生长对数期稍后出现〔’〕。 周立刚还进
行了西洋参细胞大量培养的工艺学研究 , 确定适合于细胞悬浮培养的培养液体积的三角瓶容 。
量的 一 培养液中氧溶浓度的输出随温度升高而升高 , 细胞发酵培养较适合的搅拌速
度为 〔 〕。 方绮民等进行 了西洋参细胞悬浮培养中皂贰生物合成的代谢调节研究 , 结果表
明 葡枝根霉等种真菌菌丝体能够促进皂贰合成 人参寡聚糖既能促进细胞生长 , 又 能促
进皂贰合成 , 是 种理想的新型诱导因子〔们 。
以上实验结果为设计适合于西洋参细胞工业化生产西洋参皂贰提供了重要依据 。
西洋参组织和细胞培养的基础研究
西洋参组织和细胞培养的基础研究主要是形态 发生和植株再生 , 这些研究服务于快速繁
殖和育种 。
胚状体的诱导 在含 , 一 的培养基上 , 可 由幼胚 、 胚轴 、 子叶等外植体诱 导 出胚状
体 。 与诱导愈伤组织相比 , 诱导胚状体的培养基 中不含细胞分裂 素 。 在 含 , 一
的培养基中加入 , 能明显地降低胚状体的发生频率 。 水解乳蛋白 和水解
酪蛋白 对胚状体形成有促进作用 , 而酵母提取物 则降低胚状体的 诱 导 率〔“〕、
西洋参胚状体可在含 , 一 的培养基上形成并发育成熟的胚状体若不及时移出 , 则又重
新愈伤组织化 , 并分化出更多的胚状休 。 胚愈伤组织在 , 一 培养墓上分化胚状体的能力可
保持 年〔〕。
西洋参胚状体发生是不 同齿的 。 由同一块愈伤组织上可同时见到球形期心形期 , 鱼蕾形
期和子叶期的胚状体 。 西洋参胚状体发生是外起源的 , 由靠近愈伤组织外层的细胞经脱分化
启动形成 , 但确定胚胎原始细胞的位置还有困难〔 〕。
成熟的西洋参胚状体在适兰 ’ 场培养基上可萌发长成绿色小植株 。 但胚状体萌发成植株的
频率仍很低〔“〕。 为此 , 如何控制培养条件 , 使愈伤组织上形成大量 正常 、 健壮 、 同步的胚状
体 , 进而提高再生植株的频率 , 是今后研究的重点。
不定芽的诱导 用幼胚为外植体 , 在含有细胞分裂素和生长素的培养基上 , 由胚 的子
叶和胚轴处诱导出了不定芽不定芽 , 长至 一 片真叶时转入生根培养基中生根形成完整植株 ,
‘〕。 我们的试验表明 , 将胚状体转移到含有 和 的培养基上 以后 , 胚状 体 可萌发出
芽 , 同时在主芽基部可再生出多个不定芽 。
西洋参组织和细胞培养工作在细胞大量培养生产西洋参皂贰方面虽已取得了较大进展 ,
但目前仍不能付诸商业化生产 。 关键是在高产细胞系筛选方面工作很少 , 没有一个理想的高
产细胞系 。 今后要加强这方面的工作 。 同时 , 在其它植物上的经验表明 , 同一细胞系很难既
有高的增殖能力 , 又有高的次生代谢物生产能力 , 因为前者需要增加细胞的胚性属于脱分化
范畴 , 后者需要增加细胞的分化程度属于分化范畴 。 不过在人参等植物上获得成功的毛状根
培养技术给解决这一难题带来了希望 。 因为毛状根是 种器官 , 它集增殖和分化于 一 身 。 可
以预期 , 这项技术在西洋参上应用会极大地推动西洋参皂贰工业化生产的研究和应用 。
在快速繁殖方面 , 现在己经能够大量增殖试管苗 , 关键问题是要改进试管苗移栽技术 ,
提高试管苗移栽成活率 。 这也是利用基因工程 , 细胞融合等技术培育新品种的必要基础 。 在
育种方面 , 要积极开展花药培养、 原生质体培养及细胞融合等的研究 , 这些技术的完善和应
用 , 将会给西洋参育种工作带来生机 。
参 考 文 献
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(上接第606页)
此有关这方面的研究工作应引起国家决策部门和相应研究机构的高度重视 , 为中草药在航天
飞行中的应用尽早提供科学、 准确 、 全面客观的实验数据 。
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《中草 药加。。5 年第26卷第11期
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