1.7數據分析數據為3次重複的平均值，利用SAS（statistical analysis system，Cary，NC，USA）程序中方差分析對試驗數據進行分析，采用鄧肯氏新複極差法進行比較，顯著水平為0.05。
2結果與分析
2.1人參細胞生長、皂苷積累以及培養基消耗動態變化人參細胞的鮮重與幹重的變化趨勢類似，隨著培養時期呈增加的趨勢，從培養開始到第10 天，細胞的鮮重與幹重增加緩慢，第10～25 天時，鮮重與幹重迅速增加，鮮重（11.1 g·L-1）和幹重（496.0 mg·L-1）在第25 天時達到最大，25 d後鮮重和幹重不再繼續增加。
人參細胞中的皂苷含量在培養0～10 d變化不大，而在10～20 d增加迅速，20 d時達到6.6 mg·g-1 DW；皂苷生產量變化趨勢與總皂苷質量分數變化趨勢相同，同樣在第20天達到高峰，為53.2 mg·L-1。20～25 d皂苷含量和生產量下降，25 d後保持穩定。因此，為了得到最大量的皂苷，人參細胞培養以20 d為宜。
在人參細胞培養過程中，對培養基中糖濃度進行測定的結果，0 d時蔗糖濃度為26.8 g·L-1，同時葡萄糖和果糖的質量濃度分別為1.4，2.5 g·L-1，這是因為在培養基經過高壓滅菌後，培養基配製時加入的30.0 g·L-1的蔗糖部分分解為葡萄糖和果糖。在培養的前5 d，蔗糖質量濃度急速下降為0.40 g·L-1，而從10 d之後，培養基中無蔗糖。果糖濃度在培養過程中呈現不斷的波動變化，最大為5.8 g·L-1，最小為2.3 g·L-1；葡萄糖濃度則在0～5 d有所上升到3.7 g·L-1，而在5 d後則一直呈緩慢下降趨勢，到培養第30天時降到0.05 g·L-1。
對培養基中殘留的NH4+，K+，Mg2+，Ca2+等陽離子和NO3-，Cl-，SO42-，H2PO4-等陰離子進行了測定，所有離子濃度在培養的0～5 d出現急速下降的趨勢，但在5～30 d，各離子濃度變化不大，趨勢相似。人參細胞對SO42-和H2PO4-的吸收最為迅速，其中SO42-由培養0 d的8.5 mmol·L-1下降到第5天的0.8 mmol·L-1，從10 d後為0；而H2PO4-則從0 d的5.8 mmol·L-1下降到5 d的0.5 mmol·L-1，之後濃度緩慢下降，第30天時全部被吸收。
陽離子中Mg2+與NH4+濃度變化趨勢相同，在培養的5～15 d時幾乎不變，15 d後濃度逐漸減小，到第30天時降到最低； K+在培養的5～15 d有所減少，而在15～25 d則有所上升之後逐漸減少；Ca2+則在培養的5～35 d的濃度變化都不明顯，在25～30 d時降低到最小濃度。
2.2培養瓶蓋換氣膜的有無對振蕩培養人參細胞生長和皂苷積累的影響通過上述動態學研究，人參細胞進行懸浮培養20 d後，調查了培養瓶蓋換氣膜的有無對細胞生物量及皂苷積累的影響，結果發現培養瓶蓋換氣膜的有無對細胞生物量和皂苷積累有影響。有換氣膜時，人參細胞的鮮重（9.5 g/瓶）和幹重（408.7 mg/瓶）明顯高於無換氣膜處理。皂苷含量在換氣膜處理也顯著高於無換氣膜處理，細胞中皂苷總量達到8.3 mg·g-1DW，生產量達到67.8 mg·L-1（表1）。說明在人參細胞振蕩培養時，使用有濾膜的瓶蓋有利於細胞生長和皂苷的合成。
2.3搖床轉速對振蕩培養的人參細胞生長和皂苷積累的影響將振蕩培養的搖床轉數分別設置為80，100，120 r·min-1後培養20 d，發現轉數為120 r·min-1時細胞鮮重和幹重明顯高於80，100 r·min-1處理，而80，100 r·min-1間無明顯差異。皂苷含量不受搖床轉數的影響，在3種轉數處理間皂苷含量無明顯差異，但在120 r·min-1處理中由於細胞幹重值高，導致皂苷生產量出現最高值（71.6 mg·L-1）（表2）。因此，進行人參細胞培養時將搖床的轉數調節為120 r·min-1較適宜。
2.4接種量對人參細胞生長和皂苷積累的影響
為了調查細胞初始接種量對其生長和皂苷合成的影響，在每個培養瓶中接入2，4，6，8 g細胞進行培養，發現隨著接種量的增加細胞鮮重和幹重逐漸增加，但接種量在多於6 g時幹重不再增加（表3）。從表4還可知，人參皂苷在接種量為6 g時皂苷含量最高（12.8 mg·g-1DW），接種量高於或低於6 g時不利於總皂苷含量的提高；皂苷生產量也在6 g接種量處理出現最大值（146.6 mg·L-1）。
3討論
人參細胞的生長是一個動態變化的過程，細胞生物量的增加需要經曆生長的緩衝階段、生長快速階段及生長的平穩階段3個階段，這與李慧娟等[10]研究的反應器培養人參不定根的生長趨勢相一致。無機鹽是植物生長發育不可缺少的營養成分，人參細胞培養過程中，細胞不斷吸收培養液中的無機鹽，總體上都是在前5 d利用最多，之後便達到相對平衡，這其中以陰離子中的SO42-和H2PO4-的吸收最為迅速，且對SO42-的利用率最高，這與呂連媛等[11]的研究結果不同，說明不同的植物對於營養液中無機鹽的需求量不同。
利用瓶蓋具有透氣濾膜的培養瓶對人參細胞懸浮培養的效果優於無透氣濾膜的情況，說明人參細胞的生長發育也是需要進行氣體交換的有氧新陳代謝過程。培養基中溶氧量不足時，細胞的新陳代謝受到抑製，細胞的生長和皂苷的合成速率也會相應下降。氧氣作為氧化磷酸化代謝的最終電子受體，在能量代謝中起重要作用同時參與許多次生代謝產物的合成反應。因此，係統中的溶氧濃度對培養效果的影響很大[12]。懸浮培養過程中，搖床的轉數影響培養基的溶氧，長春花細胞過低轉數下生長不良，較高轉數促進細胞生長[13]；此外轉速還影響著細胞與培養液的接觸與吸收利用情況，搖床轉速過低，細胞在培養基中不能形成均勻的離散係，導致營養吸收不完全，使得細胞生長緩慢，影響次生代謝產物的積累；搖床轉速過高，則存在著細胞與培養液之間剪切力過大，導致細胞產生破碎現象使培養液變渾濁[14]，本試驗中低轉數條件下細胞生長不良，這可能是因為培養基中溶氧量多低而至。這與周煜等[12]的研究結果相似，因此人參細胞懸浮培養的搖床轉速可調節至120 r·min-1。
已有研究表明，植物組織培養過程中，外植體接入量與培養基量、空氣量等比值直接影響其生長發育[15]。接種量過少，不僅浪費空間資源，也達不到大規模生產的目的[16]，接種量過多則導致培養初期外植體間競爭養分激烈，致使一部分外植體褐變死亡，不利於後期的繼代培養與皂苷生產。王娟等[17]通過研究發現接種量的多少對西洋參懸浮細胞生長以及人參皂苷Re和Rb1的合成有顯著影響，而本試驗中確定的懸浮培養人參細胞的最佳接種量為鮮重6 g。
[參考文獻]
[1] 吳瓊，周應群，孫超，等. 人參皂苷生物合成和次生代謝工程[J]. 中國生物工程雜誌， 2009， 29（10）： 102.
[2] 李燁，李熙英，車彩風. 人參黑斑病菌RAPD反應體係的優化[J]. 延邊大學農學學報， 2010， 32（1）： 44.