全 文 ：研究与探讨 Vol.29 , No.11, 2008　　食品工业科技
2008年第 11期　　　　
螺旋藻液抗诱变作用的实验研究
多力坤 ·买买提玉素甫 ,刘　军＊ ,依力哈木 ·乃扎木 ,热孜瓦·依不拉英
(新疆大学生命科学与技术学院 ,新疆乌鲁木齐 830046)
摘　要:目的:探讨螺旋藻液对环磷酰胺诱变因子的抗诱变作用 。方法:采用作为模型生物蚕豆根尖细胞微核率变化
和染色体畸变技术 。结果:表明螺旋藻提取液可明显抑制环磷酰胺诱导蚕豆根尖细胞微核和染色体畸变的形成 ,各剂
量组与对照组相比有显著差异 。用各剂量螺旋藻液处理后 ,根尖细胞微核率和染色体畸变率低于相应的阳性对照组 ,
并且螺旋藻液低于 1g/L时 ,抑制细胞中微核和染色体畸变的形成与螺旋藻液的剂量呈明显的剂量关系。结论:适当
剂量的螺旋藻液对环磷酰胺诱变因子的诱变作用呈明显的抑制效应 。
关键词:螺旋藻 ,抗诱变作用 ,环磷酰胺 ,微核率 ,染色体畸变率
Studyonanti-mutagenicefectsofSpirulinaplatensis
DolkunMEMETYUSUP, LIUJun＊ , IlhamNIZAM, RizwanIBRAHIM
(CollegeofLifeSciencesandTechnology, XinjiangUniversity, Urumchi830046 , China)
Abstract:Objective:toinvestigateSpirulinaplatensisextractoncyclophosphamide-inducedanti-mutagenic
efect.Methods:microkernelratechangesofroot-tip-celsofhorsebean, amodelorganism, weremeasured, and
chromosomeaberrationtechnologywasused.Results:Spirulinaextractdistinctlyinhibitedthecyclophosphamide-
inducedmicrokernelofhorsebeanroot-tip-celsandtheformationofchromosomalaberrations.Theresultsofthe
dosagegroupandthecomparisongroupweresignificantlydiferent.AftertreatedwithdifferentdoseSpirulina
extract, theroot-tip-celsmicrokernelrateandrateofchromosomalaberrationswerecorrespondinglylowerthan
thatofthepositivecomparisongroup.Besides, whenSpirulinaextractlessthan1g/L, effectofinhibitionof
microkernelrateandchromosomalaberrationsgivesarelationofdirectproportionwiththedosageofSpirulina
extract. Conclusion:appropriate dosage ofSpirulina extracthad significantinhibitory effectto the
cyclophosphamide-inducedmutation.
Keywords:Spirulinaplatensis;anti-mutagenicefect;cyclophosphamide;microkernelrate;chromosomeaberration
rate
中图分类号:TS201.2　　　　文献标识码:A　　　　文 章 编 号:1002-0306(2008)011-0125-03
收稿日期:2008-04-08　＊通讯联系人
作者简介:多力坤·买买提玉素甫(1960-), 副教授 , 硕士生导师 ,研
究方向:遗传毒理学、人类群体遗传学。
基金项目:中国科学院心理所合作项目(140696)。
　　随着大量新化合物的运用 ,原子能应用范围的
拓展 ,各类工业废物排出量的增加 ,都加重了环境污
染 、诱变的可能性;正常细胞的微核发生率因此会出
现增加 ,染色体畸变率也会增加 ,由此将导致遗传物
质平衡受到破坏 ,机体健康水平下降 ,甚至可能引发
肿瘤。本实验就是将环磷酰胺 (cyclophosphamide,
CP)作为诱变剂 ,对蚕豆根尖细胞形成致畸 ,观察其
微核 、染色体的变化 ,探索螺旋藻液对环磷酰胺诱变
是否具有抗性作用 ,为今后螺旋藻在医疗 、保健中抗
诱变作用的应用提供依据 [ 1, 2 ] 。
1　材料与方法 [ 3 ～ 6]
1.1　材料与仪器
蚕豆种　选择青皮饱满 、大小均匀的蚕豆(标准
松滋青皮豆)种子 ,种子成熟后 ,晒干贮藏于干燥器
或 4℃冰箱内 ,备用;螺旋藻(Spirulinaplatensis, SP)
粉　产地海南省海口市澄迈县 ,用蒸馏水配备成相
应的螺旋藻液 , 备用;环磷酰胺 (cyclophosphamide,
CP)　上海华联制药有限公司 ,用蒸馏水配制成浓度
为 5μg/mL的溶液;1mol/LHCl, 45%醋酸 ,甲醇 ,冰
醋酸固定液 ,改良苯酚品红染液 ,蒸馏水。
显微镜 ,手动计数器 ,镊子 ,载玻片 ,盖玻片 ,烧
杯 ,瓷盘 。
1.2　实验方法
1.2.1　抗诱变实验　实验分为 3组 ,即实验组 、阳性
对照组 、阴性对照组。实验组按螺旋藻液的剂量分
为 4组 ,剂量分别为:1、0.5、0.1、0.01g/L;阳性对照组
只用环磷酰胺处理;阴性对照组采用蒸馏水处理 。
1.2.1.1　浸种催芽　将实验用蚕豆种放入盛有自来
水的烧杯中 ,在 28℃下浸泡 24h。种子吸胀后 ,用纱
布松散包裹置于瓷盘中 ,保持温度 ,在 28℃温箱中催
芽 ,加入少量水 ,每日换水一次 ,直待蚕豆根尖长出
2～ 3cm为止 。
1.2.1.2　染毒　将准备好的蚕豆根尖在环磷酰胺溶
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DOI :10.13386/j.issn1002-0306.2008.11.089
食品工业科技　　ScienceandTechnologyofFoodIndustry　　 研究与探讨
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表 1　螺旋藻液对环磷酰胺诱变的抗性作用
处理 微核数 观察细胞数 微核率(‰, X±S)
CP+螺旋藻液 1 6, 6, 12 3000 8.00±1.01
CP+螺旋藻液 2 14, 18, 24 3000 18.67±3.29
CP+螺旋藻液 3 28, 34, 38 3000 33.33±4.01
CP+螺旋藻液 4 28, 36, 42 3000 35.33±4.17
阳性对照组 42, 46, 52 3000 46.67±4.97
阴性对照组 2, 2, 4 3000 2.6±0.23
液中处理 3～ 4h,然后用蒸馏水冲洗干净后恢复生长
4h,用相应浓度的螺旋藻液处理 3～4h。
1.2.1.3　恢复培养　将处理后的种子用蒸馏水浸泡
三次 ,每次 2～ 3min,洗净后再置于铺有湿润滤纸的瓷
盘中 ,恢复培养 24h。
1.2.1.4　固定与保存　将恢复后的种子从根尖顶端
切下 1cm长的幼根 ,用甲醇∶冰醋酸(3∶1)溶液固定
24h。固定后的根如不及时制片 ,可换入 70%的乙醇
溶液中 ,置 4℃冰箱中保存备用。
1.2.1.5　酸解　用蒸馏水浸洗固定好的幼根两次 ,每
次 5min,洗净蒸馏水 ,加入 1mol/LHCl将幼根浸没 ,
室温下酸解 10min,幼根软化即可。
1.2.1.6　染色　吸去盐酸 ,用蒸馏水浸没幼根三次 ,
每次 1～ 2min;最后浸于蒸馏水中 ,制片前取出 ,置于
载玻片上 ,裁下 1～ 2cm左右的根尖 ,滴一滴改良苯酚
品红染液 ,染色 8～ 10min,加一盖玻片 ,压片观察 ,结
果见图 1。
图 1　微核检测实验(16×40)
1.2.2　染色体畸变实验　染色体畸变实验也选用蚕
豆根尖细胞实验 ,实验分为实验组 、阳性对照组 、阴
性对照组。实验组按螺旋藻液的剂量分为 4组 ,剂
量分别为:1、0.5、0.1、0.01g/L;阳性对照组只用环磷
酰胺处理;阴性对照组采用蒸馏水处理。然后六组
蚕豆根尖分别进行预处理 、固定 、解离 、染色 、压片 、
镜检 ,每个组观察 50个清晰可辩的中期分裂相细胞
并进行显微摄影 ,结果见图 2。
图 2　染色体畸变实验(16×40)
1.2.3　微核计数　在低倍镜下找到分生组织区细胞
分散均匀 、分裂相较多的部位 ,再转高倍镜观察 。选
取染色良好 、完整清晰的细胞群 ,观察微核的出现
率。每一次处理观察 3个根尖 ,每个根尖计数 1000
个细胞 ,统计其中含微核的细胞数 ,然后取平均值 ,
即为该处理的 MCN‰,即微核千分率 ,以此可做为一
个检测指标。
微核率 =含有微核的细胞数观察细胞总数 ×1000‰
抑制率 =(对照组微核细胞数 -实验组微核细
胞数)/对照组微核细胞数 ×100%
1.2.4　统计分析　用 SPSS统计软件进行统计学方
差分析。
2　结果与分析 [ 7, 8]
实验结果见表 1～表 3,在各组处理中环磷酰胺
浓度均为 2×103g/L,螺旋藻液 1、2、3、4的浓度分别
为 1、0.5、0.1、0.01g/L。
四个不同浓度螺旋藻液的处理组与阳性对照组
相比 ,微核率明显降低 ,并且有一定的剂量依赖性 。
　　从表 1可知 ,螺旋藻液具有明显的抗诱变作用 ,
这种抗性作用可以从螺旋藻液能明显降低由环磷酰
胺诱发的微核率中看出;当螺旋藻液的浓度越高时 ,
抑制作用越明显 ,微核率降低的程度越大。
各剂量组与对照组相比有明显差异 ,用各剂量
的螺旋藻液处理后的蚕豆根尖细胞微核率降低 ,并
且当螺旋藻液低于 1g/L时 ,抑制微核的形成与螺旋
藻液的剂量呈明显的剂量关系;在螺旋藻液剂量高
于 1g/L时 , 各剂量组之间抑制微核形成无明显差
异。在最大剂量的处理组(1g/L螺旋藻液)中 ,微核
率降低到 8‰左右 ,比阳性对照组降低了约 82.86%;
相反 ,最低剂量的处理组(0.01g/L螺旋藻液)中 ,微
核率降低到 35.33‰左右 , 比阳性对照组降低了约
24.30%;而界于其间的两个组微核率降低百分率分
别为 59.99%和 28.58%。
表 2　螺旋藻液对环磷酰胺诱导的
蚕豆根尖细胞微核率的抑制作用
分组 微核率(‰, X±S) 抑制率(%)
阳性对照组 46.67±4.97
CP+螺旋藻液 1 8±1.01 82.86
CP+螺旋藻液 2 18.67±3.29 59.99
CP+螺旋藻液 3 33.33±4.01 28.58
CP+螺旋藻液 4 35.33±4.17 24.30
　　从表 2可见 ,阳性对照组的微核率为 46.67‰,通
过各剂量螺旋藻液处理的各组抑制率分别为
82.86%、59.99%、28.58%、24.30%。随着螺旋藻液浓
度的不同 ,抑制率也有明显差异。经 χ2检验 ,阳性对
照组与实验组之间差异非常显著 。
从表 3可见 ,阳性对照组染色体畸变率达 46%;
而各剂量螺旋藻液处理后 ,染色体畸变率有明显降
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表 3　螺旋藻液对环磷酰胺诱导的蚕豆根尖细胞染色体畸变率的抑制作用
分组 观察细胞数 畸变类型断片 、裂隙 细胞畸变率(%) 抑制率(%)
阳性对照组 50 23 46
CP+螺旋藻液 1 50 2 4 91.30
CP+螺旋藻液 2 50 12 24 47.83
CP+螺旋藻液 3 50 14 28 39.132
CP+螺旋藻液 4 50 19 38 17.39
阴性对照组 50 0 0 0
低 ,螺旋藻液浓度越高 ,染色体畸变率越低 。结果表
明 ,螺旋藻液确实有较好的抗诱变作用。
3　讨论 [ 9 ～ 15 ]
螺旋藻不仅蛋白质含量高 ,其蛋白质效价也十
分高 ,且氨基酸种类齐全 ,其中包括 8种人体必需氨
基酸的含量 ,与联合国粮农组织所设计的人类食品
理想特性标准十分接近;并且还含有丰富的维生素
(VB1、VB2、VB3 、VB6 、VB12和 VE、VA),其中 β -胡萝卜素
的含量为所有食物之冠 ,比胡萝卜的含量高出 10
倍 。还含有 γ-亚麻酸及其他不饱和脂肪酸 ,多种人
体必需的矿物质(钙 、磷 、镁 、铁等),以及含量较高的
有机锗和硒 ,蓝藻多糖和蓝藻蛋白及甾醇类化合物
是其独特的营养及活性成分 [ 9 ～13] ;叶绿素含量极为丰
富 ,为普通蔬菜含量的 10倍以上。有文献报道:硒
具有抑制过氧化 、消除自由基 、分解氧化产物和修复
分子损伤的作用 [ 14 ] 。许多实验证实 , β-胡萝卜素和
VE具有较好的抗诱变作用 。近年的研究表明 ,螺旋
藻具有抗疲劳 、抗辐射 、增强免疫力 、抑制肿瘤 、抗过
敏 、防护有机物对肝脏的毒害等功能 [ 15 ] 。
但目前对螺旋藻液抗突变作用机理的研究多集
中在防止其前体化合物形成致突变物方面 ,而化学
物质致突变性检测不能仅仅依靠单一实验 ,因此我
们选择了微核检测实验 、染色体畸变实验来共同研
究螺旋藻液的抗突变作用 。
在 0.01～ 1g/L浓度范围内 , SP对蚕豆根尖细胞
所受的遗传损伤的修复作用随着浓度的增高而逐渐
增强 ,因此 ,微核率减少 ,染色体畸变率降低。 SP对
CP诱导的蚕豆根尖细胞具有显著的诱抗作用 ,能有
效地抑制细胞中微核和染色体畸变的产生 ,其抑制
作用在一定范围内随 SP浓度的增高而逐渐增强 。
SP的诱抗活性在 1g/L时最强 ,微核率和染色体畸变
率均最低。
本实验结果表明 ,螺旋藻液具有较好的抗诱变
作用 ,其抗诱变作用与其浓度呈正相关趋势;但当螺
旋藻液剂量高于 1g/L时 ,各剂量组之间抑制微核形
成无明显差异 。此结果为螺旋藻制品的进一步深加
工以及促进人体的健康都有着积极作用;同时也为
螺旋藻保健食品中螺旋藻含量的确定提供了一定的
理论依据 。
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