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  摘要:[目的]为探求甜叶菊浸出液处理下蚕豆根尖细胞的抗突变效应,同时为开发新一代健康饮品甜叶菊提供理论依据,[方法]采用蚕豆根尖细胞微核技术与对照实验相结合,测定在CK-、CK+、N1、N2、N3五种条件实验下,测定蚕豆根尖微核千分率(MCN‰),并进行统计分析。[结果]各组处理的蚕豆根尖细胞均出现微核,而经烟草浸出液处理的蚕豆根尖细胞出现微核和染色体畸变,可观察到单微核和双微核和染色体断片,计算得出根尖微核千分率(MCN‰)分别为2.268、11.412、3.366、2.548、4.272,茶叶和甜叶菊对蚕豆根尖烟草浸出液产生微核与阴性对照组没有显著差异。[结论]茶叶对抑制蚕豆根尖细胞突变产生微核的抑制率高于甜叶菊,但总的来说,甜叶菊对蚕豆根尖烟草浸出液产生微核与阴性对照组没有显著差异,为合理开发利用甜叶菊成为新一代健康时尚饮品提供了理论依据。

  关键词:微核 蚕豆 甜叶菊 茶叶 烟草

  中国茶文化历史悠久,博大精深,中国人多有长期饮茶的习惯。饮茶有降血脂[1]、降血压[2]、抗氧化[3]、醒脑提神的作用。随着环境污染加重,各种癌症发生率逐年增高。研究发现表明茶叶中含有抗辐射的蛋白[4],具有抵抗辐射引起的细胞染色体畸变的作用;其含有的茶多酚和各类活性物质有抵抗香烟溶液诱发的蚕豆根尖细胞产生微核的作用[5],起到抗癌的作用,因此茶饮也越来越受到人们的关注。

  甜叶菊为多年生草本植物,含有甜叶菊糖,是近几年被大量作为甜味剂提取资源应用的一种植物,被誉为世界“第三糖源”。甜叶菊糖是从甜叶菊叶片中提取出来的一种天然甜味剂,以其高甜度、低热量、安全无毒等特点逐渐受到人们的青睐,并已取代了一些人工合成的甜味剂[6]。研究发现甜叶菊具有部分与茶相似的功效,此外它还有治疗糖尿病的作用[7,8]。Lonnie. D. Williams和George. A. Burdock(2009)研究了高浓度莱鲍迪苷A的毒害作用,结果表明其浓度达到5mg / ml时对沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌也无毒害作用[9];R. Carino-Cortes(2007)关于两种甜叶菊抗突变作用的研究表明,甜叶菊提取物有抵抗诱变剂致突的作用[10]。

  前人的研究中有关于甜叶菊抑制肿瘤的报道[11],但数量较少。本实验采用蚕豆根尖细胞微核检测技术研究蚕豆根尖细胞在甜叶菊水浸物处理下对诱变剂的反应。自1982年,Francesca等建立蚕豆根尖细胞微核试验技术。蚕豆根尖细胞微核监测技术(Vicia Mieronucleus Testing,VMT) 已成为目前研究和运用较多的以代替动物培养细胞检测环境“致癌、致畸、致突变”物质的高等植物细胞检测体系[12]。如果本实验证实甜叶菊有同茶一样的抗癌作用,那么可能为其开发成为新一代健康饮品,提供理论依据。

  1 材料与方法

  1.1材料

  青皮蚕豆(Vicia faba 2n=2x=12),购于四川省雅安市市区种子公司,甜叶菊凭证标本存证于四川省雅安市四川农业大学作物遗传育种系,天下秀香烟,普通茉莉花茶。

  1.2 方法

  1.2.1 浸出液的制备

  烟草浸出液:取天下秀香烟丝2g放入500ml蒸馏水中,在70℃下浸提2h后过滤,收集滤液备用。

  茶叶浸出液:取普通茉莉花茶2g放入200ml蒸馏水中,在70℃下浸提2h后过滤,收集滤液备用。

  甜叶菊叶浸出液:取甜叶菊叶4g放入400ml蒸馏水中,在70℃下浸提2h后过滤,收集滤液备用。

  1.2.2 蚕豆根尖微核实验

  1.2.2.1蚕豆根尖制备及分组:

  选取粒大饱满的蚕豆种子用自来水浸种24h,置22℃培养箱内催芽待初生根长到2厘米左右时,每12h换一次水,选取发育良好、大小一致的幼苗备用。根据实验目的共分5组,一个阴性对照,一个阳性对照,三个处理,各组设计见表一:

  表一:蚕豆根尖细胞对照实验处理设计分组 组别 蒸馏水(ml) 烟草浸出液(ml) 茶叶浸出液(ml) 甜叶菊浸出液(ml) CK- 200 CK+ 100 100 N1 100 100 N2 100 100 N3 100 100 1.2.2.2 处理:将选好的蚕豆随机分为5组,在22℃下各组溶液中培养24h后置于蒸馏水中修复培养24h。

  1.2.2.3 制片与观察:切取上述各组根尖分生区,用新配的卡诺氏I固定液固定32h,用1mol/L盐酸在60℃下,按CK-、N1、N2、N3、CK+依次解离3.5-7.5分钟。并用孚尔根试剂染色,常规制片镜检,选择间期分散良好的细胞,每组至少有5个独立观察,每个观察3个根尖,每个根尖至少统计1000个细胞,记录每个根尖微核千分率(MCN‰)。

  1.2.2.4计算方法:微核千分率( MCN)的计算方法:

  MCN=某测试样点(对照组)MCN数/某测试样点(对照组)观察的细胞数×1O00‰

  2 结果与分析

  2.1镜检结果:各组处理的蚕豆根尖细胞均检出微核,但经烟草浸出液处理的蚕豆根尖细胞出现微核和染色体畸变,可观察到单微核、双微核和染色体断片。

  2.2不同条件实验下对蚕豆根尖细胞微核率的影响:

  每个实验组中以3个根尖细胞微核千分率平均值统计,并有5次重复。结果分析见下表二、表三:

  表二 不同处理下蚕豆根尖细胞微核千分率(‰)

  组别 千分率‰ 合计 平均值 CK- 1.46 1.47 3.50 2.03 2.88 11.34 2.268bB CK+ 12.40 10.50 9.06 11.95 13.15 57.06 11.412aA N1 3.67 3.75 4.54 1.56 3.31 16.83 3.366bB N2 1.14 1.68 5.08 2.60 2.24 10.20 2.548bB N3 5.90 3.03 4.35 3.76 4.32 21.36 4.272bB 总计 116.79

  注:多重比较结果的字母标记(SSR法)a=0.05;A=0.01

  表三 方差分析表 变异来源 SS df MS F值 处理间 300 4 75 33.983** 误差 44.133 20 2.207 总变异 344.133 24 **:F0.01(4,20)=4.43

由以上数据可以算出: 由此可见,烟草浸出液能够诱使蚕豆根尖产生染色体变异。而处理的蚕豆根尖烟草浸出液产生微核数量与阴性对照组没有显著差异;即茶叶和甜叶菊均对烟草浸出液诱导产生微核有显著的抑制的作用。总的说来茶叶对其的抑制率为96.94%比甜叶菊的78.08%略高。

  另外N1组为甜叶菊与水的混货物其检出微核率较N2甜叶菊和烟草浸出液组的高。原因尚不明确,可能系实验误差。方差分析显示处理间的差异是极为显著的,误差间的方差也较大,为44.133。

  3.结论与讨论:

  (1)实验结果表明,经烟草浸出液处理的蚕豆根尖细胞出现了单微核和双微核,还有染色体断片,表明烟草浸出液对于蚕豆根尖细胞的突变有促进作用,有可能会影响人的身体健康。

  (2)微核是真核生物细胞中的一种异常结构,主要由落后的染色体和无着丝粒的染色体片段形成。微核的数量反应了染色体损伤的程度,故微核已成为检测环境诱变剂毒害效应的一个重要指标[12-14]。当蚕豆根尖细胞受到有害理化因子攻击时,其染色体受干扰甚至发生断裂,产生的染色体片段和滞留染色体可能发生畸变,并在主核的周围形成微核。微核率的高低可反映不同处理对蚕豆根尖的危害程度。蚕豆根尖细胞微核监测技术不仅具有灵敏度高、可靠性强、取材简单、条件易控制、试验周期短、监测费用低等优点,还可直接反映多种污染物对生物遗传物质的综合影响,且反映出的遗传毒性是根据真核细胞DNA分子损伤试验得出的。

  (3) 甜叶菊(Stevia Yebaudi-ana Bertoni) 属菊科甜菊属多年生草本植物,甜叶菊糖是从甜叶菊叶片中提取出来的一种天然甜味剂,它以其高甜度、低热量、安全无毒等特点逐渐受到人们的青睐,甜叶菊糖主要含有甜菊醇、甜菊苷(简称为ST) 、斯替维伯苷、莱鲍迪苷A(简称为RA) 、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、杜尔可苷A、杜尔可苷B、悬钩子苷[13] 。市售甜菊糖一般以甜菊苷为主要成分,该组分甜度为蔗糖的200 倍左右,其后味略带甘苦味。其中莱鲍迪苷A 约占25 %左右,其甜度为蔗糖的350 ~400 倍,口味纯正,没有后苦味。。从前人研究以及本实验研究可以得出初步结论,甜叶菊作为新一代健康饮品有一定的合理性与可行性。

  4 主要参考文献:

  [1] 刘彬,徐宏大. 苦丁茶降血脂的实验及临床研究[J]. 护理研究,2005,19(1) :21-22

  [2] 黄亚辉,郑红发,曾贞. 金白龙茶(GABARON)治疗高血压临床试验报告[J]. 高血压杂志,2002,10(1):55-56

  [3] 李秉定. 茶叶抗氧化剂抗氧成分的分离和鉴定[J]. 南京农业大学学报,1992,15(4): 90-94

  [4] 王岳飞,朴宰日. 茶多酚抗辐射损伤的研究[A]. 中国茶叶学会第三届海峡两岸茶叶学术研讨会论文集[C]. 2003

  [5] 孙云,郭春芳. 不同茶类抗烟毒诱发细胞微核率的效果[J]. 福建农业大学学报,1999,28(2): 163-166

  [6] 陈天红,张杨,刘晓航等. 高分子吸附剂对甜叶菊中各糖甙吸附选择性的研究[J]中国科学(B辑),1998,29 (5) : 461-463

  [7] 丁宁,郝再彬,陈秀华,等. 甜叶菊及其糖苷的研究与发展[J]. 上海农业科技,2005,(4): 8-10

  [8] 司玉芹. 糖尿病患者的保健茶—甜叶菊茶[J]. 中国果菜,2005,(4): 47-47

  [9] Lonnie D. Williams,George A. Burdock. Genotoxicity studies on a high-purity rebaudioside A preparation. Food and Chemical Toxicology, 2009 (47): 1831–1836

  [10] R. Carino-Cortés,A. Hernández-Ceruelos,J.M. Torres-Valencia. Antimutagenicity of Stevia pilosa and Stevia eupatoria evaluated with the Ames test. Toxicology in Vitro,

  2007 (21): 691–697

  [11] A.P.M. Nunes,S.C. Ferreira-Machado,R.M. Nunes. Analysis of genotoxic potentiality of stevioside by comet assay. Food and Chemical Toxicology 2007 (45) 662–666

  [12] 国家环境保护局. 环境监测技术规范(水环境)部分[M]. 北京: 中国环境科学出版社,1991.

  [13] 嵇庆,张锡然. 三价镉对蚕豆根尖细胞的遗传毒性研究[J]. 环境科学学报,1995,15(4): 454—460.

  [14] 张冰,张义贤,刘桂兰.化工厂、化肥厂废水对蚕豆微核的影响[J].山西农业大学学报,1999,19(1): 65—66.

  [15] 常丽娟,王竹天,杨大进.甜菊糖苷化学分析法研究概况[J]. 中医药信息,2007,34(3): 197-200