全 文 ：7 -7 3
广 西 植 物 Guikah 14(1) 0一 ．1994
(}
人参寡糖素对三七悬浮培养细胞生长的效应
甘烦远 郑光植
国科榷明植物 删650204) G~-C7,2
擒要 从人参培养细胞的细胞壁中分离纯化到不同分子量的单体人参寡糖嚣。试验结果表明命名
为人参寡糖素Ⅱ和人参寡糖素Ⅱ的两种寡糖素对三七悬浮培养细胞的生长具有明显的促进作用，
其增长率分别为19．34万和1O．58万．人参寡糖索Ⅱ的适宜浓度为 5—10mg／l。在高浓度下(太于
25mg／1)稍抑制培养细胞生长。在细胞培养22天 (指数生长期 )后．加入lomg／1的人参寡糖索
Ⅱ，然后再培养 2天，其生长速率即提高，加人人参寡糖索Ⅱ后，缩短了三七细胞悬浮培养生长
的延缓期，提前进入对数生长期和指数生长期，并在对数生长期和指教生长期作用最明显，因而
速率i细胞产率
IG0SACCHARINS 0N THE
GROWTH 0F SUSPENSION CULTURE CELLS
FROM PANAX NOTOGINSENG
Gan F~myuan and Zheng Guangzhi
(Kunming Institute of Botany，Academia Sinic~．Kanming 650204)
hbstfacts Different kinds of pure single ginseng—oiigosaccharins were isolated and
purified from the culture cell wails of Ponox ginseng． The study results found that
the two of these oligosaccharins which were hamed ginseng-oligasaccharin Ⅱ and
ginseng～oligosaccharin Ⅱ could significantly promote the growth rate(which incre—
ased by 19
．34万 and 10．58万 reBpective1y) of snspension culture cells from Ponox
sotogisseng． The optimum concentration of ginseng—ollgosaccharinⅡ on culture cell
growth was 5—1O mg／1． But the culture cell growth was inhibited in a little case
whe n its concentration was above 25 mg／1． The culture ce11 growth rate began to
increase after added ginseng-ollgosaccharinⅡ (1omg／1)in the suspension ceils which
had been incubating for 22 days(the growth was in the phase of exponential growth)
for 2 days． After added ginseng—oligosaccharin Ⅱ -the phase of delay growth of
suspensbn culture cells in the gr owth cnrve was reduced．so the phases of logarkh—
mic and exponenthl growth were come in advance． The effects of ginseng—oligosa—
ccharin Ⅱ 0n cell growth were most significant in the phases of logarithmic and
exponent．培l growth，so the yield of culture cells was increased in the harvest time．
Key wo rds Ginseng—oligosaccharins；Ponox nofoglnseng；cell suspension culture；grow—
th rate；cell YieId
国家 七五”攻关课题。
王世林同志提供寡糖素样品，特此鞋谢。
维普资讯 http://www.cqvip.com
1期 甘烦远等：人参寡掊素对三七悬浮培养细胞生琵的效应
寡糖素作为一类新的植物调节因子其生理作用已知有很多 ， 。对植物细胞培养而言，
它能提高植物培养细胞的生长及次级代谢产物的含量 “”]，能提高马铃薯试管结薯数 ，
能提高细胞平板培养的植板率 ]，并且能影响烟草外植体的分化和形态发生 “ 等 等。对
寡糖素的结构与功能及其关系的研究已取得了很大的进展[ ]。
三七 (Panax nologi~seng(Burk．)F．Ⅱ．Ohen)是我国传统名贵中药，其细胞工程学
的研究已有很大进展[日 ]。虽然三七大量培养的细胞其皂甙含量已达 11．21 - ，远比
栽培三七的高得多，但其生长速率即一直较低，特别是在悬浮培养过程中细胞容易成团结块，
甚至有分化根出现 ]，严重影响了从愈伤组织到细胞大量培养的时间进程。加入 寡 糖素已
证明麓提高三七培养细胞的生挺”’] ，但使用的寡精素是混合的，并未分纯。本文在这些
研究基础上，对人参单体寡糖素对三七细胞悬浮培养的生长情况做了一些实验，现报告如下。
l 材 料 与 方 珐
1．1实验材料及培养方法
供试材料为已连续继代2O代 以上的愈伤组织无性系 ]，愈伤组织每3O天左右继代一次。
培养基为每升附加2，4-D 2rag／1、KT 0．1mg／l，椰子汁 (OM)1O 的M8固体培养基，每
50ml三角瓶装20ml培养基，26±1℃暗中培养。细胞悬浮培养的培养基及培养条件同上，
但去掉琼脂，摇床转速120rpm，每250ml的三角瓶中装50的液体培养基。培养时间除注明外
均为3O天。每处理至少 8次重复，结果取其平均值。
1．2细胞舶产率及生长速率 定
三七悬浮培养的细胞收获后，过滤，水洗8次，冰冻干燥至恒重，称重后按每天每升培
养基生长的细胞干重数作为细胞的生长速率 (g／l，day)，另外，以培养细胞净增干重 除以
培养体积 (gl1)作为培养细胞的产率。
1．3寡糖素的制备及用法
人参寡糖素是由人参 (Pa~ax g押seng C．A．M。yet)培养细胞的细胞壁制备而来，单
体寡糖素是通过各种方法纯化得到。人参寡糖素使用时与培养基一起高压灭菌。
2 结果与讨论
2．1不同人参寡糖素对三七悬浮培养细胞的影响
经纯化后，从人参培养细胞中制备得到不同分子量的人参寡糖素，从中筛选了几种寡糖
素进行试验。结果见表 1。
表1 不同人参寡糖素对三七悬浮培养细胞生长的影响
维普资讯 http://www.cqvip.com
72 广 西 植 物 14卷
— — — — — — — — — — — — — — ～
— — — — — — — — — —
— — — — — — — — — — — — — — — 一
试验结果表骐，Ⅶ和礓两种人参寡糖素均能促进三七悬浮培养细胞的生长，其增长率分
别为19·34 和1O·58％，人参寡糖素Ⅵ效果不佳，证明了寡糖素的结构不同，其生理作用亦
不同。 ‘
2．4人参寡糖素Ⅶ对三七细胞悬浮培 圆2 人参寡糖素对三七悬浮培养细胞生长的作用时间
养过程的影响
为了观察人参寡精素Ⅶ对三七细胞培养整个过程的生理影响，在细胞培养的第 1天同时
加入10mg／l的人参寡糖索Ⅶ，另设空白对照。结果发现 (图3)，在三七细胞悬浮培养的 延
缓期内 (培养时间1 0天之前 )，人参寡稀素即具有明显的促进作用，第5天时即开始促使三
维普资讯 http://www.cqvip.com
I期 烦远等：人参寡糖索对三七悬浮培养细胞生长的效应 73
七细胞大量分裂，进入对数生长期，并在这个时期及随后的指数生长期作用最明显 (培养时
间25天之前 )，在这个阶段，细胞的产率最少也能增加46 以上。进入细胞生长稳定期后，
寡糖素的作用不很大，细胞产率的增加主要是前期细胞生长增加的累积。
在细胞平板培养 (或叫单细胞
培养)和普通细胞培养过程中，往往
在初始细胞密度低的情况下，细胞
生长很慢或根本不生长，其原因是
细胞在培养时首先要适应培养基环
境。细胞一方面从培养基中吸取营
养成分，同时也向培养基中释放细
胞内代谢物，只有当细胞内源代谢
物达一定阅值，才能诱导细胞生长
和分裂 当细胞密度较低时，这一阀
值很难达到，造成细胞低密度培养
在没有特殊条件下很难成活。细胞
培养过程 中存在的生长延缓期也就
是这个缘故。现在的研究表明细胞
本身能产生一些物质因子进而调节
细胞生长和分裂这些因子对低密度 凰3 人参寡糖素对三七细胞悬浮培养过程的影响
细胞克隆或培养的诱导促进作用非常明显有报道认为，这些日子可能是一类寡精物质 。
我们早期的报道 及现在的实验结论都间接地证实了过种假设。
人参寡糖素对三七悬浮培养细胞生长的促进作用是很明显的。从应用来看，我们希望人
参寡糖素能对栽培三七或其它的栽培植物的生 长起到促进作用，而这一点是有根据 “ 并且
是很有可能的。
参 考 文 献
1 王克夷．寡辖紊一 一类新的植物调节分子．植物生理学通讯，1989， (d)t 96—5a·
2 何才平．埴物细胞壁寡糖素的生理功能．细胞生理学杂志，1990，12(2)一6d一6 ·
8 甘烦远、郑光植、王世林等．诱导子^参寡锗对红花培养细胞的生理蕴应．植物学报，1992， 54(3)一2o8—213
4 周乎、辩光檀．红花细胞克洼的平扳培养．檀物学报，1999，51(7)一9O5-511．
5 陈善娜、李琼红、王丽华等．香豆素和寐糖素对马铃薯试管结薯的影响．云南植物研究，1991，1(5)t 321—326．
B 周立町、郑光植、甘烦远等．三七细胞悬浮培养的研究．植物学报，lg92，54(a)一6O9—6l3．
7 周立 、郑光植、王世林等．三七细胞大量 (发酵 )培养的研究．植物学授，1992，5{(3)一76一即．
8 郑光植、王世林．三七愈伤组织的培养．云南植物研究，1989，11(3)I 255—262．
9 轷 枫、王爱琴、胡之璧等．三七的组织和细胞培摔．植 物生理 学通讯，1992, (1)t 45— 47．
1O A【bersbei皿 P．．Darvili A．C．0iigosaccharin s．Sclentlflc Americ~n．I9 95，253(3) ：44一一50．
1l Darvill A．G-I Dolii~ D． ．，ChelI P．et ai．Manipulation oi the morphogenetic pathway3 of tobacco
explants by otigo saccbHrins．Nature，I 995，314：615— 6I ．
12 S0mtrs D．A．。Birnberg P．R．．Peterstn W ．L．tt aI．The ellect s of Conditi0口ed m dium on colony
f0fm ion from Black Mexicaa 8weet cor protopIast s．Piant ScieIxce，1987，5s(3) ·2 49—256．
13 Zh0n L．G．，Zbe~g G．Z．，W aag S．L．ct ai． Effect s of oligosaccha in s o ca}】u s To th and sap—
onjn content of Panax n0toRi risenE．Celi Researc ，1992， 9：8 3一 B ．
维普资讯 http://www.cqvip.com