大葱提取液对蚕豆根尖细胞的致突作用研究*

赵红梅 王慧阳

（晋中学院 山西榆次 030600）

“微核检测技术”是利用遗传学方法，研究各种环境因素对于动、植物遗传结构损害的一种快速、准确、简便的方法，也是遗传学实验教学中的重要内容之一。大葱是日常生活中厨房的必备之物，不仅可作调味之品，且能防治疫病。目前大多数研究都表明大葱提取液有抗氧化作用［1-2］及较好 的 抑菌效 果［3-4］，并 可 诱 导 人 胃 癌 细 胞 凋 亡［5-6］，但对于大葱提取液不同浓度的影响及从微核、染色体指标研究其作用的报道还较少。本文以蚕豆根尖为材料，用不同浓度的大葱提取液培养，从细胞微核、染色体指标角度出发，研究大葱提取液的作用机制及对人类健康食用大葱的剂量及效应做出初步评价。

1 材料与方法

1.1 实验材料 大葱，蚕豆（市场购买）。

1.2 实验方法

1.2.1 蚕豆根尖细胞的培养 挑选饱满、大小均匀的蚕豆种子用自来水浸泡1 d，将其放入纸杯中，加入少量自来水，以不淹没蚕豆种子为标准，在纸杯上、下各铺一层浸湿的原浆纸，室内培养，12 h换水一次，直至蚕豆根尖长至1～2 cm。

1.2.2 大葱提取液的制备及处理 将大葱洗净，切段，放于多功能食品料理机中搅碎，用纱布过滤搅碎的大葱，得到大葱提取液原液。分别取原液20 mL、50 mL配制成浓度为20%、50%的大葱提取液备用。待蚕豆根长至1～2 cm时，将10根蚕豆分为一组，放入培养皿中。然后加入浓度分别为20%、50%的大葱提取液，以蒸馏水培养的蚕豆为对照。首先浸泡蚕豆根尖4 h，然后留取大葱提取液能浸泡住根尖即可，上、下各铺一层润湿过的纱布，培养20 h。然后蒸馏水洗涤3次，放入培养皿中进行恢复培养24 h。恢复培养后用刀片切取蚕豆根尖约5 mm左右，放入小玻璃瓶中，盖上瓶盖，贴上标签纸，固定24 h。固定后的材料可置于70%～75%的酒精中于4℃下保存。

1.2.3 蚕豆根尖细胞的制片及观察 将固定后的材料放于白瓷板孔中漂洗2～3次，然后在6 mol/L的盐酸中常温下解离10 min直至蚕豆根尖发软为止。经解离后，用蒸馏水洗涤至少3次。用吸水纸将洗净的材料吸干，取根尖1～2 mm于白瓷板孔中，滴加已经配置好的染色液，染色0.5～1 h。将染色后的根尖用牙签挑放于载玻片上，加1滴45%的醋酸，盖上盖玻片，进行镜检。

1.3 测定指标

微核率（MCN）‰=实验每个测试样品观察到的微核数/实验每个测试样品观察到的细胞数×1 000‰

微核指数（MI）=实验样本的微核率/阴性对照的微核率

有丝分裂指数%=样本中处于有丝分裂分裂期的细胞数/样本所测细胞总数×100%

染色体畸变率%=样本中染色体畸变数/样本所测细胞总数×100%

1.4 数据统计 结果以均数±标准差（x±s），数据用SPS7.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 大葱提取液诱导的细胞微核形态 由图1可知，当用不同浓度大葱提取液处理蚕豆根尖细胞时，细胞形态清晰可见，细胞中的微核数较多，可观察到大、小微核及不同分裂相中的微核现象；染色体畸变现象明显，可观察到后期桥及断片等现象。20%的大葱提取液比50%诱导的细胞微核及染色体畸变现象较多且易观察。可见，一定浓度的大葱提取液对分裂旺盛的细胞存在明显致突作用。

2.2 大葱提取液对蚕豆根尖细胞微核率、微核指数、有丝分裂指数、染色体畸变率的影响 由表1可知，与对照相比，不同浓度大葱提取液诱导的细胞微核率显著高于对照，其中20%的细胞微核率显著高于50%；微核指数、染色体畸变率以20%下显著最高； 不同浓度大葱提取液下的有丝分裂指数均比对照低。可见，20%大葱提取液是诱发分裂旺盛细胞微核及染色体畸变率较高的最佳浓度。

图1 大葱提取液对蚕豆根尖细胞微核的影响（16×40）

表1 大葱提取液对蚕豆根尖细胞的影响

3 讨论与结论

大葱是多年生草本百合科植物，含有挥发油成分，油中主要成分是蒜素，它是一种含硫化合物。除此之外还含有黄酮醇类、含氮化合物、维生素等多种成分。谭红等［7］研究表明10%的大葱提取液可诱导体外培养的胃癌细胞凋亡，且呈剂量和时间依赖性，其机制可能是含硫化合物可通过调节致癌因子代谢酶实现抑制癌细胞DNA模板的形成和复制［8］。 杨栗艳等［9］研究表明大葱挥发性成分在一定浓度下可完全抑制病菌的孢子萌发。本研究从微核、染色体指标方面证实不同浓度的大葱提取液可诱导蚕豆根尖分生区细胞产生微核，染色体发生畸变。可见大葱提取液中的成分，可作用于正在分裂旺盛的细胞，可能通过干扰DNA复制或染色体分裂行为，从而破坏细胞结构，最终导致细胞凋亡。关于大葱中哪种成分作用及是否可诱导不分裂细胞发生凋亡，仍需进一步研究，这也对未来可能采用大葱中的成分取代化学药品治疗癌症提供了新思路。

在现实中，人们日常生活中食用生葱并未见明显影响细胞核完整性、染色体结构或基因组稳定性的报告，说明人体系统和体外研究存在很大差异。除去生葱食用量、致突变物质作用剂量和时间等因素外，消化道黏膜、黏液及上皮的保护作用，以及体内其他环境条件显然有抵御此类物质的有害作用。另一方面，如果体内的这些保护屏障出现问题（病变），即使是葱类常用食物，也可能有危害作用，这也是本研究的重要启示之一。

本研究中随着大葱提取液浓度的增加，微核率及有丝分裂指数反而下降，表明高浓度的大葱提取液可能对于敏感的根尖细胞损伤增大，细胞结构开始被破坏，从而导致细胞分裂减少，降低了微核率。

此外，在遗传学实验教学中蚕豆根尖微核技术通常采用阳性对照为环磷酰胺染毒，但该试剂的使用有一定的安全隐患且使用不便，本研究中大葱提取液可替代环磷酰胺作为阳性对照，且易获取，成本较低，并能得到较好的实验效果，是一种安全高效的材料，可推广使用。

主要参考文献

［1］Sakiko A,Yukiko Y.Antioxidant activity and flavonoid content of Welsh Onion(Allium fistulosum)and the effect of thermal treatment.Food Science and Technology Research，2007,13(1):67.

［2］Kyung K H,Lee Y C.Antimicrobial activities of sulfer compounds derived from S-alk(en)yl-L-cysteine sulfoxides in Allium and Brassica.Food Reviews International,2001,17(2):183.

［3］韩春然.大葱提取物对微生物抑制作用的研究.食品研究与开发,2007(6):65.

［4］徐文静,杜茜,赵洪锟,等.大蒜提取液抑菌活性及其稳定性分析.中国生物防治,2008(1):76.

［5］罗海滨.大葱油诱导胃癌细胞凋亡作用机制的初步研究.石家庄：河北医科大学硕士学位论文,2002.

［6］常丽丽,高富贵,任锡玲,等.大葱精提物作用于人胃癌细胞MGC803后形态学观察.中国综合临床,2006(11):961.

［7］谭红,常丽丽,高富贵.大葱提取液抗人胃癌作用的细胞周期特点.疑难病杂志,2007(2):88.

［8］赵云斌,胡樱,王增珍,等.大葱清除亚硝酸盐的实验研究.食品科学,2001,22(5):76.

［9］杨粟艳,刘长远,浦铜良,等.大葱提取物对黄瓜枯萎病菌抑菌活性研究.沈阳农业大学学报,2009(2):218.