东北刺人参是一种具有极高应用价值的濒危植物,但因其资源短缺,产品开发和生产受到严重阻碍,植物细胞培养手段,是一种可在短期内大量生产东北刺人参不定根的有效途径。本文在前期东北刺人参不定根分批培养的基础上进行了补料培养,研究了补料培养中初始培养基的几种因素对不定根生物量和活性物质积累的影响,旨在探寻一种新的培养体系,提高物质生产量。同时,本文研究了东北刺人参不定根粗提物的抑菌活性及其机制,为东北刺人参作为天然原材料应用于抑菌药物及天然防腐剂提供理论基础。在补料培养研究中,将初始培养基设计为两种培养基量(2L和3 L)和两种培养基浓度(1/2MS和MS),以分批培养作为对照,探明了初始培养量和初始培养基浓度对不定根生长和活性物质积累的影响。结果表明,补料培养中,初始培养基为3 L的1/2 MS培养基时,不定根鲜重和干重分别达到409.3 g和42.3 g，明显优于分批培养；同时,不定根中总多糖、总皂苷、总酚和总黄酮及两种黄酮单体(槲皮素和山奈素)含量也显著提高；多糖、皂苷、酚及黄酮生产量分别为分批培养的5.2倍、2.4倍、1.8倍和2.4倍,槲皮素和山奈素的生产量也显著高于分批培养,分别达到2095.3μg·L-1和761.2μg·L-1。本研究进一步调查了补料培养的初始培养基中蔗糖浓度(20、30、40和50 g·L-1)对不定根生长和活性物质积累的影响。结果表明,在补料培养中,将初始培养基(3L的1/2MS)中蔗糖浓度调节为40g·L-1或50g·L-1时,利于不定根生物量的积累,同时也利于不定根中多糖、皂苷、酚含量和生产的提高,但黄酮和含量和生产量在蔗糖浓度40 g·L-1显著优于50g·L-1处理。因此,在东北刺人参不定根补料培养时,将初始培养基中蔗糖浓度调节为40 g·L-1为佳。在抑菌研究中,东北刺人参不定根粗提物(OAE)均对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌的生长有抑制作用,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好,抑菌圈直径超过14 mm。为探明抑菌机制,本研究利用大肠杆菌进行了研究,并测得OAE对大肠杆菌的最低抑菌浓度为8 mg·L-1。进一步,对OAE处理后的大肠杆菌细胞渗透性和氧化呼吸代谢变化进行了调查,结果表明菌胞外电导率、蛋白质浓度、OD260和碱性磷酸酶活性明显升高,表明不定根粗提物改变了细胞渗透性。不定根粗提物处理菌细胞后,戊糖磷酸氧化呼吸代谢途径中的葡萄糖-6-磷酸酶活性显著降低,大肠杆菌的呼吸受到抑制。因此,不定根粗提物通过参与调控大肠杆菌的细胞渗透性及抑制氧化呼吸代谢途径,从而抑制菌细胞生长。