植物细胞培养生产次生代谢产物及其应用前景
植物次生代谢产物的功能及应用概述
植物次生代谢产物的功能及应用概述植物次生代谢产物是植物在生长过程中产生的一类具有特定功能和应用价值的化合物。
它们不是植物生长和发育的必需物质，而是植物为了适应环境，抵御外界压力和捕食者而产生的。
这些化合物在植物体内起着调节生长发育、抵抗病害和捕食者、吸引传粉媒介等多种功能，对于植物的生存和繁衍具有重要作用。
同时，植物次生代谢产物在医药、农业、食品、化妆品等领域也有重要的应用价值。
植物次生代谢产物具有调节植物生长发育的功能。
植物在生长过程中会受到各种内外环境的影响，例如温度、光照、土壤条件等。
为了适应这些环境变化，植物会产生一系列的次生代谢产物来调节自身的生长发育。
比如，一些植物会在干旱条件下产生脯氨酸，以增加细胞膜的稳定性，抵御干旱胁迫。
另外，一些植物在受到损伤或外界压力刺激时会产生一类称为植物激素的次生代谢产物，如赤霉素、生长素等，它们能够调节植物的生长发育和生理反应。
植物次生代谢产物具有抗病害和抗捕食者的功能。
植物在自然界中面临着各种病原菌、病毒、昆虫等的侵害。
为了抵御这些病害和捕食者，植物会产生一些具有抗菌、抗病毒、抗虫性等功能的次生代谢产物。
例如，一些植物会产生一类称为次生代谢产物的挥发性有机化合物，如挥发性香气物质，它们能够吸引天敌来捕食害虫，起到抑制害虫的作用。
同时，植物还会产生一些抗菌、抗病毒的次生代谢产物，如黄酮类化合物、生物碱等，它们能够抑制病原菌和病毒的生长，保护植物免受病害的侵害。
植物次生代谢产物还具有在医药、农业、食品、化妆品等领域的广泛应用价值。
在医药领域，许多植物次生代谢产物被用于制造药物，如阿司匹林、紫杉醇等，它们具有抗炎、抗癌、抗凝血等药理活性。
在农业领域，一些植物次生代谢产物被用作农药，用于防治病虫害，提高作物产量和质量。
在食品领域，一些植物次生代谢产物被用作食品添加剂，如调味剂、色素等，以增加食品的口感和色彩。
在化妆品领域，植物次生代谢产物被用于制造护肤品、化妆品等，如芦荟、薰衣草等，具有保湿、抗氧化等功效。
植物细胞培养研究报告
植物细胞培养研究报告1. 引言植物细胞培养是一种重要的生物技术，在植物育种、药物研发以及植物疾病治疗等领域有着广泛的应用。
本文旨在综述植物细胞培养的研究进展和应用现状，介绍其原理、培养条件以及未来发展方向。
2. 原理植物细胞培养是指将植物的组织或细胞分离、培养并在适当的条件下进行生长和繁殖。
该技术主要包括组织培养、悬浮细胞培养以及根瘤菌介导的植物转化等方面。
2.1 组织培养组织培养是将植物的组织分离并在培养基上进行培养。
这一技术常常用于植物育种中的无性繁殖以及植物的快速繁殖。
通过调节培养基的营养成分和激素浓度，可以实现不同组织的分化、增殖和再生。
2.2 悬浮细胞培养悬浮细胞培养是将植物的细胞分离并在液体培养基中进行培养。
这一技术常常用于植物次生代谢产物的生产以及基因工程中的表达载体构建。
通过控制培养基的pH值、温度和搅拌速度等因素，可以提高细胞培养的效率和产量。
2.3 根瘤菌介导的植物转化根瘤菌介导的植物转化是利用根瘤菌作为载体将外源基因转入植物细胞中的一种技术。
这一技术常常用于植物的基因工程以及抗病性的提高。
通过优化转化体系和筛选转化的植株，可以实现对目标基因的引入和稳定表达。
3. 培养条件植物细胞培养的成功与否与培养条件密切相关。
以下是常用的培养条件：•温度：通常在20-25摄氏度之间进行培养。
•光照：对于光合植物，适当的光照条件是保证培养成功的重要因素。
•培养基：培养基的配方和成分对植物细胞的生长和繁殖有重要影响，常用的培养基包括MS基础培养基、B5基础培养基等。
•激素：细胞分化和增殖需要适当的激素刺激，如生长素、激动素和细胞分裂素等。
4. 应用现状植物细胞培养技术在植物育种、药物研发以及植物疾病治疗等领域有着广泛的应用。
4.1 植物育种植物细胞培养可以通过无性繁殖的方式，实现对优异品种的快速繁殖。
同时，通过基因工程技术和基因编辑技术，还可以实现对目标性状的改良和优化。
4.2 药物研发植物细胞培养可以用于植物次生代谢产物的生产。
植物细胞培养技术生产次生代谢产物的研究进展
Ｎｏ 。 ０ ８ ．１ ２ ０
Ｔｌ ａ ｏ ｌＮｏ ６ ｔ ２
植物细胞培养技术生产次生代谢产物的研究进展
高 亚 ， 丽 杰 于
（ 尔 滨 师 范 大学 生命 与环 境 科 学 学 院 ， 龙 江 哈 黑 哈尔滨 １０ ２ ） ５０ ５
摘
要： 对利 用植 物细胞培养技术 生产次生代谢 产物 的务件控 制、 生产方 法进 行 了综述 ， 并对该技 术的发
展 趋 势进 行 了展 望ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ．
关键 词 ： 植物细胞培 养； 次生代谢 产物； 技术
［ 图 分 类 法 ＂ ９ ９ ０ 中 ］ ４．３ Ｑ ［ 献标识码］ 文 Ａ ［ 章 编 号 ， ０３ ６ ８ （０ ８ １ ０２ 一Ｏ 文 ］ ０ － １０ ２０ ）Ｏ — ０ ５ ３ １
植物 细胞 培 养 技术 经 过 近 百 年 的发 展 ， 已经 成 为 一 门精 细 的实 验 科 学 ， 选 材 消 毒 、 种 培 在 接 养 、 变筛 选 、 代 保 存 、 离 鉴 定 以及 深层 培 养 诱 继 分 发 酵生产 次生 代 谢 产 物 方 面 ， 已建 立 了标 准 的操 作流程 ．
接种 量影 响次 生代 谢 产物 的有 效积 累 ， 种 接 时必 须满 足一定 的接 种量．
筛选 高产 而稳 定 的细 胞 系 ， 以大 大增 加 次 可 生代谢产 物 的产量 和质 量．目前 ， 使用 转基 因技术 中的稳定 表达 系 统 和 瞬 时 表 达 系统 ［ ， 产 出带 １生 ］ 有 目的基 因 的高产细 胞 系 ， 后 进行大 量筛选 ， 然 可 获得能生产 特定 次生 代 谢产 物 的 目的细胞系 ． 转基 因技 术生产 细胞 系 目的投资小 ， 成本 低 ， 使 用安 全 ， 物细 胞 的 培 养条 件 简单 ， 于成 活 ， 植 易 便 于进行遗 传操 作 ． 转化 后 的 目的 细 胞 系易 于 经 储 藏 ， 便 生 产． 振 泉 等 通 过 选 择 和 改 造 启 动 方 杨 子 、 造 和 优化 目的 基 因 、 行 合 适 的 亚 细胞 定 改 进 位 ， 加 了 目的细胞 系获 得 的概率 瞳 ． 增 ］ 转基 因技术 获 得 目的 细胞 系 的主 要 方法 有 ： 土壤农 杆菌介 导转 化 法 、 组病 毒感染 植株 、 因 重 基 枪转 化法和 花 粉 管通 道 转 化 法 Ｌ ． ３ 细胞 工 程 技 术 ］ 与分 子生物 学技 术 结 合 后 ， 工 可 设计 出 目的基 人 因， 使其 控制 细胞 系 的某些 特定 的生理 性状 ， 再进 行筛选 ， 这将 引起 细胞 培养 技术 的新 突破．
植物组织培养与植物次生代谢产物的研究
植物组织培养与植物次生代谢产物的研究植物的次生代谢产物是指那些对植物的生长和繁衍没有直接作用的物质，也就是不是与生物过程有关的。
它们通常具有特定的生物活性，并且被广泛用于药物、香料、染料和食品等领域。
因此，对植物次生代谢产物的研究具有非常重要的意义。
植物组织培养技术是研究植物次生代谢产物的一种重要手段。
植物组织培养技术是一种无土栽培技术，它通过利用植物的再生能力，在体外培养植物组织，从而实现植物的繁殖、再生和对外界环境的适应。
在植物组织培养技术中，一般需要采取一定的预处理方法，如去除外植体的表皮层、不断传代等，以保证培养的有效性和稳定性。
而随着植物组织培养技术的发展，今天已经可以利用基因工程等方法来改良植物的次生代谢产物。
植物组织培养技术的应用也非常广泛。
例如，进行植物组织培养，可以在不同的生理情况下诱导植物产生不同的代谢产物，以满足生产需要。
这也就是人们常说的“体外合成”。
此外，在植物种质资源保护、植物遗传改良、新品种选育等方面，也有着非常大的应用前景。
植物组织培养的关键是通过外植体的再生来获得大量的植物生物材料。
在组织培养的过程中，一般采取选择性回收和预处理的方法，以获得高效的再生率和再生质量。
例如，采用抗菌素等物质来选择性回收再生能力强的细胞，或者进行胁迫等工艺来促进植物体内次生代谢物的合成。
对于植物的次生代谢物的研究，可以通过植物组织培养来实现。
例如，利用植物体外培养的方法，可以破坏植物细胞壁，使植物体内的次生代谢物释放出来，然后进行分离、纯化和结晶。
这种方法不仅可以获得纯度高、含量高的次生代谢物，还可以避免对植物本身造成破坏。
此外，结合基因工程的方法，也可以通过植物组织培养技术来实现遗传改良。
例如，通过人工合成外源基因，将其引入植物细胞内，使其在体内合成对人类有益的化合物。
这种技术在生物医药、农业等领域的应用前景非常广泛。
总之，植物组织培养技术是研究植物次生代谢产物的重要手段，也是进行植物遗传改良和新品种选育等领域不可或缺的技术。
植物组织细胞培养技术生产此生代谢产物
植物组织细胞培养技术生产次生代谢产物的应用摘要：植物组织细胞培养是现代生物技术应用最重要的一个方面，它是一个应用广泛和快速发展的技术。
植物组织细胞培养技术已应用于植物次生代谢产物的生产，并取得很大成效。
本文讲述组织细胞培养技术在药物、食品、化妆品等方面的次生代谢产物生产的一些应用，以及总结了现在主要植物组织培养技术、植物组织培养技术在实践中的应用。
关键词：次生代谢产物细胞培养代谢产物植物的次生代谢产生的活性物质成分已被人类广泛应用，主要集中在研究制药(如如抗癌药物紫杉醇、疗伤药物紫草宁、保健药物人参皂甙等)、食品添加剂(如生姜、香子兰等)、调味剂(如胡椒、留兰香等)、食用色素(如花青素等)、油料(如如豆寇油、春黄菊油等)、饮料(如咖啡、可可等)、树胶(如阿拉伯胶等)、化妆品、生物杀虫剂和农用化学品等方面。
尽管有些植物次生代谢物质并不是很多，但它们与人类健康密切相关，已成为当前生物领域研究关注的重点。
因此许多植物代谢产物以组织细胞培养技术的方法开发利用，进行大规模生产，使植物次生代谢物质产量和活性提高。
1 植物组织培养技术在实践中的应用[1]21世纪是生物技术迅速发展的世纪，而植物组织培养技术是生物技术中的重要内容，可以用于：植物育种已被越来越广泛的用于扦插难生根植物、引种材料少的植物。
除常规的用器官进行培养，也可以用花药进行花粉单倍体植株育种，这种方法技术简单，对一些植物种来说易于诱导未成熟花粉的分裂，可以进行大群体研究，可以迅速而大量的产生单倍体，具有迅速纯合、选择效率高、排除杂种优势干扰、突变体筛选、消除致死基因等优点。
用于脱毒和离体快繁获得脱除病毒的材料和用于植物材料快速繁殖这方面是目前植物细胞组织培养应用最多最有效的一方面. 世界上受病毒危害的植物很多，而园艺植物受病毒危害更为严重，当植物被病毒侵染后，常常造成生长迟缓、品质变劣、产量大幅度降低等危害，目前，已经在马铃薯、甘薯、草莓、大蒜、苹果、香蕉等多种作物上大规模应用;离体培养的优点就是快速，而且材料来源单一，遗传背景一致，不受季节和地区的限制，重复性好，所以离体快速繁殖已经广泛应用于果树，中药材等的栽培。
次生代谢产物
1～2
植物细胞培养
3周
14
Examples of enhancement in natural product yield in selected cell lines compare with parent plant material. (After Fowler, 1983)
Chemical product plant Cell yield (% DW) Whole Ratio cell plant yield / yield (% DW) whole plant 0.1 2.1 2.2 3.0 0.3 0.5 2.0 10 2 8 9 7 3 2
外植体的选择
不同外植体的愈伤组织诱导能力和诱导 的愈伤组织合成次级代谢产物能力均不 同 ,所以 ,在利用植物细胞悬浮培养生 产次生代谢产物时 ,选择能诱导出疏松 易碎 ,生长快速且具有较高次生代谢产 物合成能力的愈伤组织的外植体是非常 重要的。 如在茜草愈伤组织培养过程中 ,来源于 叶柄和茎的愈伤组织蒽醌累积量比来源 于茎尖和叶的愈伤组织高。
然而
随着人们对植物资源尤其是药用植物的利 用度日益增加，使不少植物资源处于濒危 状态。面对着植物有限的蕴藏量，如何进 行合理有效地开发利用是我们亟待解决的 问题。 自从20世纪50年代提出用植物细胞大量培 养作为工业化生产植物次生代谢产物的一 条途径以来，实践表明，采用植物细胞培 养技术生产次生代谢产物是解决资源问题 的较为有效的途径。
Glutathione Nicotine Anthraquinones Rosmarinic acid Ajmalicine SErpentine Diosgenin
N. tabacum N. tabacum M.citrifolia C. blumei C.roseus C. roseus D.deltoidea
植物组织培养技术应用研究进展
植物组织培养技术应用研究进展一、概述植物组织培养技术，作为一种在无菌条件下，通过人工操作将离体的植物组织、细胞或器官培养在适当的培养基上，以进行繁殖或生产次生代谢产物的生物技术，自20世纪初诞生以来，已经取得了显著的进展。
该技术的出现不仅极大地推动了植物科学研究的深入，也为农业、林业、园艺、医药等领域的发展带来了革命性的变革。
近年来，随着生物技术的不断发展，植物组织培养技术也得到了不断的优化和创新。
从培养基的改良、外源激素的应用到基因工程的介入，植物组织培养技术已经逐步从传统的形态学观察迈向了分子水平的研究。
同时，该技术在植物脱毒、快速繁殖、遗传转化、次生代谢产物生产等方面也取得了显著的应用成果，为现代农业和生物产业的发展提供了强有力的技术支撑。
尽管植物组织培养技术已经取得了显著的进展，但仍存在许多亟待解决的问题和挑战。
例如，如何提高培养效率、优化培养条件、减少培养过程中的污染和变异等，都是当前植物组织培养技术面临的重要问题。
进一步加强植物组织培养技术的研究和应用，不仅有助于推动植物科学研究的深入，也将为农业、林业、园艺、医药等领域的发展注入新的活力。
本文旨在综述近年来植物组织培养技术应用的研究进展，重点介绍该技术在植物脱毒、快速繁殖、遗传转化、次生代谢产物生产等方面的应用成果，同时探讨当前存在的问题和挑战，以期为植物组织培养技术的进一步发展和应用提供参考和借鉴。
1. 植物组织培养技术的定义与重要性植物组织培养技术，又被称为植物细胞工程或植物离体培养，是一种在无菌条件下，通过人工控制环境，使植物细胞、组织或器官在离体状态下进行再生和分化，最终形成完整植株的现代生物技术。
此技术自20世纪初诞生以来，已逐渐发展成为现代生物技术的重要组成部分，对植物科学研究、农业生产和生物工程等领域产生了深远的影响。
定义上，植物组织培养技术主要涉及到植物细胞的离体培养、脱分化、再分化以及植株再生等多个关键步骤。
离体培养是指将植物组织或细胞从母体中分离出来，在人工控制的环境中进行培养脱分化是指离体细胞失去原有的结构特性和生理功能，转变为具有分生能力的细胞再分化则是指这些分生能力强的细胞进一步分化成具有特定形态和功能的细胞或组织通过适宜的培养条件和调控手段，这些细胞或组织能够再生成为完整的植株。
植物次生代谢产物的物质基础及其在工业中的应用研究
植物次生代谢产物的物质基础及其在工业中的应用研究植物是地球上最为复杂和丰富的生物群体之一，在其长期的进化过程中，为了适应环境和保护自身免受外界的伤害，植物产生了大量的次生代谢产物。
这些复杂的化合物具有独特的生理活性和药理活性，使得它们在医药、农业、食品和化妆品等行业中具有广泛的应用前景。
一、植物次生代谢产物的物质基础1.1. 次生代谢产物的定义和分类次生代谢产物是植物生长发育过程中不同于细胞膜、细胞壁、蛋白质和核酸等基本生物分子的产物，它们主要在植物体内进行合成，以及维持植物的生物学功能和适应环境的生理功能。
次生代谢产物的种类繁多，其分类方法主要有以下几种：(1) 按化学结构分类：包括类生物碱、萜类物质、酚类化合物、黄酮类化合物、垂直二萜类物质、黄酮苷、单萜类化合物等。
(2) 按合成途径分类：分为棕榈酸途径、萜类化合物途径、香豆素途径、苯丙氨酸途径和阴离子聚合物途径等。
(3) 按生物学功能分类：包括防御性次生代谢产物、蜜源性次生代谢产物、营养性次生代谢产物等。
1.2. 次生代谢产物的生物合成植物产生次生代谢产物的途径比较复杂，且涉及到多个酶系统、途径及调节机制，其生物合成途径主要由三个基本步骤组成：前体提供、中间体生合成和后期调节。
其中前体提供可以通过一系列的代谢途径来完成，如糖类代谢、脂肪酸代谢和氨基酸代谢等；中间体生合成则是在多种酶的作用下，由多个代谢途径组成，如植物次生代谢物的生物合成途径，包括苯丙氨酸、萜类物质、龙胆苦苷、黄酮类化合物等途径；后期调节则是通过多种因素对次生代谢合成通路调节和控制，如利用激素、光照、病菌和机械压力等。
二、植物次生代谢产物在工业中的应用研究2.1. 医药行业中的应用研究医药行业是植物次生代谢产物应用的最为广泛和重要的领域之一，常见的植物次生代谢产物包括单萜类化合物、生物碱、黄酮类化合物、植物甾醇和多糖等。
其中，单萜类化合物广泛应用于西药、中药和民族药等，如葛根素、异黄酮等；而植物生物碱广泛应用于心脑血管疾病、抗肿瘤、神经系统疾病、呼吸道疾病等领域，如利福平、非洛地平和量扩心内酯等；黄酮类化合物也是治疗疾病和保健的有效成分，如松茸多糖等。
植物组织培养在次生代谢物生产中的应用
植物组织培养在次生代谢物生产中的应用
植物组织培养是一种利用植物细胞、组织或器官在无菌条件下进行培养和繁殖的技术。
这种技术可以用于植物的繁殖、育种、病毒检测、基因转化等方面，同时也可以应用于次生代谢物的生产。
次生代谢物是植物在生长过程中产生的一类化合物，它们不是植物生长和发育所必需的，但却具有重要的药用、香料、色素等应用价值。
植物组织培养可以通过调节培养基的成分、添加激素、诱导剂等手段，促进植物细胞或组织的次生代谢物的生产。
以黄连为例，黄连是一种常用的中药材，其主要有效成分是黄连素。
通过植物组织培养技术，可以利用黄连愈伤组织或根茎组织进行黄连素的生产。
研究表明，添加适量的激素和诱导剂可以显著提高黄连素的产量。
同时，通过调节培养基的成分，如添加不同的氮源、磷源等，也可以影响黄连素的生产。
除了黄连素，植物组织培养还可以用于生产其他的次生代谢物，如紫锥菊苷、白芍苷等。
这些化合物在医药、保健品、化妆品等领域都有广泛的应用。
植物组织培养技术在次生代谢物的生产中具有重要的应用价值。
通过调节培养基的成分、添加激素、诱导剂等手段，可以促进植物细胞或组织的次生代谢物的生产，为相关领域的发展提供了新的途径。
植物细胞工程研究应用与展望
植物细胞工程研究应用与展望一、本文概述植物细胞工程，作为生物工程的重要分支，涉及对植物细胞进行遗传、生理、生化等方面的操作，以实现植物遗传资源的创新利用、优良品种的快速繁育以及植物次生代谢产物的高效生产。
本文旨在全面概述植物细胞工程的研究现状、应用领域以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究者提供有价值的参考。
本文将回顾植物细胞工程的发展历程，从早期的细胞培养技术到现代的基因编辑技术，揭示其科技进步的轨迹。
本文将重点介绍植物细胞工程在植物遗传转化、组织培养、细胞培养以及次生代谢产物生产等方面的研究进展，分析其在农业、医药、工业等领域的应用价值。
本文还将探讨植物细胞工程在应对全球气候变化、粮食安全以及生物多样性保护等重大问题中的潜力与挑战。
本文将对植物细胞工程的发展前景进行展望，分析未来研究方向和技术创新点，以期为推动植物细胞工程领域的持续发展提供有益的思路和建议。
通过本文的阐述，我们期望能够激发更多研究者关注植物细胞工程领域，共同推动这一领域的科技进步和社会发展。
二、植物细胞工程的研究现状植物细胞工程，作为现代生物技术的重要组成部分，近年来取得了显著的进步和突破。
通过细胞培养、遗传转化、细胞组织培养等技术手段，植物细胞工程在植物育种、遗传改良、次生代谢产物生产等方面展现出了巨大的潜力和应用价值。
在植物育种方面，细胞工程被广泛应用于远缘杂交、基因编辑、突变体筛选等研究。
通过体细胞杂交技术，科学家们成功培育出了一系列具有优良性状的新品种，如高产、抗病、抗虫等。
同时，利用基因编辑技术，研究人员能够精确地编辑植物基因组，实现特定基因的敲除、插入或修饰，从而定向改良植物性状，提高植物适应性和产量。
在遗传改良方面，植物细胞工程为植物育种提供了新的途径。
通过基因转移技术，科学家们可以将外源基因导入植物细胞，实现外源基因在植物体内的表达，从而赋予植物新的性状或提高现有性状的表达水平。
利用细胞培养技术，还可以对植物进行大规模的遗传筛选，快速筛选出具有优良性状的突变体，为植物育种提供丰富的遗传资源。
植物次生代谢产物的研究和应用
植物次生代谢产物的研究和应用植物次生代谢产物是指植物生长过程中非必需的代谢产物，不直接与生长发育相关，但能够在生物防御、恢复及环境适应等方面发挥重要作用。
植物次生代谢产物种类众多，包括生物碱、单萜、苯丙素、黄酮类、类黄酮、异黄酮和酚酸等。
这些化合物以其广泛的生物活性和药用价值，受到人们越来越多的关注。
植物次生代谢产物的研究植物次生代谢产物的研究是一项包括药理学、化学、生物学等多学科交叉的任务。
对于植物次生代谢产物的研究，首先需要对于该种植物生长环境、生物学特征、遗传学特征、生长周期等方面进行全面的了解。
其次，则可以通过分离、提取、鉴定等一系列的技术手段，分析得到植物次生代谢产物的成分和结构，再通过不同的实验手段和分子生物学技术等，对其生物活性及相应的分子机理进行研究。
当前，对于植物次生代谢产物的研究广泛应用于医药、化妆品、农业等领域，并且,众多的次生代谢产物已经成为有效的天然药物、抗癌药物、免疫调节剂等。
这其中最典型的就是发现于印度尼西亚的印加金花。
这种植物中提取出的阿克曼色素可抑制人肝癌细胞的增殖、淋巴细胞的增殖和肿瘤横纹肌增殖等，为肝癌的早期诊断和治疗提供了很多参考。
而近期一份杂志的研究显示，其中一种植物成分可以防止乳腺癌和其他癌症的复发。
植物次生代谢产物的应用由于植物次生代谢产物具有广泛的药用价值，因此现代医学学科在生物合成学、化学分析学、分子生物学等方面的发展，都与其研究及其应用密不可分。
植物次生代谢产物由于其天然性、较低的毒副作用和生物可降解等一系列优点，成为了中药开发的主要来源之一，但同时，也注重着当前研究方向的拓展，积极寻找更多新型的活性成分，针对新领域的疾病及药物研制需求做出相应的创新。
当前，植物次生代谢产物的广泛应用已经超出了医药领域。
例如，在环境保护方面，植物次生代谢产物的药用价值也得到了充分的体现。
许多植物次生代谢产物如苯丙素、黄酮类、酚酸类等，在环境采样、水体监测、微生物检验等方面都有着巨大的潜力。
植物细胞培养生产次生代谢产物及其应用前景
植物细胞培养技术生产此生代谢产 物的发展
• 1956年ROUTIOR秘NIKZELL首次提出应用植物细胞培养技术商业化 生产植物化合物的设想，1967年KAUL和STABA采用多并发酵罐对 Ammivisnaga进行了细胞大量培养的研究，并首次用此方法得到了药 用成分呋哺色酮，使这一设想变为现实[3]。但是，由于植物细胞培养 体系中细胞生长缓慢，目标代谢产物极低(通常不到细胞于重的1％)[4] 等特点，再加上植物细胞所特有的生理生化特性还没被人们所认识， 人们单纯的模拟培养微生物的条件来培养植物细胞及当时有效成分的 分析手段落后等原因，人们并没有看到该技术在生产天然产物方面的 潜能。
（2）合适的环境条件 • 光照对次生代谢产物的合成有重要影响. 不同植物细胞生产次生代谢产物时,
对光质和光量的要求是不同的,如玫瑰茄悬浮细胞合成花青素时,蓝光是促进玫 瑰茄细胞产生花青素的最有效单色光,产量为416 mg/ L ,和全色光差不多,红光 和橙光无效,其他单色光随其波长接近蓝光,正效应增强[12]。 • 植物细胞培养的最适宜p H 值在5～6 之间, 但也存在差异。 • 不同种类的植物细胞培养对温度的要求是不同的,最适的温度为25 ℃左右,超 过30 ℃,对生长有明显的抑制作用。较低的温度有利于生物碱的合成,而高温 则会导致次生代谢产物的合成基本停止[13 ] 。 • 接种量影响次生代谢产物的有效积累,接种时必须满足一定的接种量。 • 在植物细胞生物反应器及其放大的生产类型中,还要考虑通气状况对次生代谢 产物生产的影响。 国外学者研究发现:利用生物反应器培养长春花细胞生产阿 玛碱时,溶解氧在29 %～43 %时,溶解氧与阿玛碱的产量显著相关.激素通常作 为诱导和调节愈伤组织生长的重要因素而用于次生代谢产物的生产,当然也有 特殊不需激素的情况,如Ri 质粒诱导的毛状根在无激素培养基上培养,可迅速 增殖
植物细胞培养与次生代谢产物再工业生产方面的前景
植物细胞培养与次生代谢产物在工业生产方面的前景【摘要】许多植物次生代谢产物是常用的药物制品、优良的食品添加剂和名贵化妆品原料。
本文主要讲述了植物细胞培养产生的次生代谢产物在工业各方面的重要作用、开发以及大规模生产应用。
【关键词】植物组织细胞培养次生产物工业生产【正文】植物细胞培养始于本世纪初，并不可争议地具有工业化潜力。
目前植物细胞培养生产的化合物很多，包括糖类、酚类、脂类、蛋白质、核酸以及帖类和生物碱等初生和次生代谢产物，而植物次生代谢产物在医药、食品、轻化工业等领域具有重要意义。
李时珍（1593）在《本草纲目》中所开列的1892种药物绝大多数是植物药物，目前仍有约25％的法定药品来自植物。
其药物的有效成分均为次生产物。
这些次生代谢活性物质成分已被人类广泛应用，主要集中在研究制药、食品添加剂、调味剂、食用色素、油料、饮料、树胶、化妆品、生物杀虫剂和农用化学品等方面。
尽管有些植物次生代谢物质并不是很多，但它们与人类健康密切相关，已成为当前生物领域研究关注的重点。
因此许多植物代谢产物以组织细胞培养技术的方法开发利用，进行大规模生产，使植物次生代谢物质产量和活性提高。
一、在制药工业方面的应用药用植物次生代谢物种类繁多，化学结构迥异。
这些次生代谢产物可分为苯丙素类、醌类、黄酮类、单宁类、类萜、甾体及其甙、生物碱七大类。
还有人根据次生产物的生源途径分为酚类化合物、类萜类化合物、含氮化合物(如生物碱)等三大类，据报道每一大类的已知化合物都有数千种甚至数万种以上。
在次生代谢产物的生产中, 药用植物细胞培养技术是通过给予体外生长的植物细胞一定的营养条件, 使其生长, 并根据植物或植物不同组织的细胞调节生长条件来获取所需的次生代谢产物的生物技术。
由于植物体内的任何一个细胞都包含有整体植物全部的遗传信息, 在一定条件下具有发育成一个完整植株的能力, 所以通过细胞培养技术可得到药用植物的次生代谢产物。
药用植物细胞培养的最初目的是为了研究植物的生理和生化代谢。
植物细胞培养生产次生代谢产物的影响
植物细胞培养生产次生代谢产物的影响植物细胞培养条件温度：培养温度对植物细胞生长及二次代谢产物生成有重要影响。
通常，植物细胞培养采用25℃。
搅拌：在摇瓶实验中，通常摇床的转速取90―120r／min。
pH值：通过细胞膜进行的H+离子传递对细胞的生育环境、生理活性来说无疑是重要的。
在培养过程中，通常pH作为一个重要参数被控制在一定范围内。
植物细胞培养的适宜pH值一般为5―6。
通气：通气是细胞液体深层培养重要的物理化学因子。
好气培养系统的通气与混合及搅拌是相互关联的。
对摇瓶试验，通常500m1的三角瓶内装80―200m1的植物细胞培养液较适宜。
当然，气液传质还与瓶塞的材料有关。
试验表明，从溶氧速率考虑，以棉花塞最好，微孔硅橡胶塞次之，铝箔塞最差。
光：光对植物有着特殊的作用。
光照射条件不仅通过光照周期、光的质量(即种类、波长)而且通过光照量(光强度)的调节来影响植物细胞的生理特性和培养特性。
研究表明，光调节着细胞中的关键酶的活性，有时光能大大促进代谢产物的生成，有时却起着阻害作用。
细胞龄：在培养过程的不同时期，细胞的生理状况、生长与物质生产能力差异显著。
而且，使用不同细胞龄的种细胞，其后代的生长与物质生产状况也会大不一样。
通常，使用处于对数生长期后期或稳定期前期的细胞作为接种细胞较合适。
接种量：在植物细胞培养中，接种量也是一个影响因素。
在再次培养中，往往取前次培养液的5―20％作为种液，也以接种细胞湿重为基准，其接种浓度为15―50g(湿细胞)／L。
由于接种量对细胞产率及二次代谢物质的生产有一定影响，故应根据不同的培养对象通过试验，确定其最大接种量。
影响植物细胞培养的因素植物细胞生长和产物合成动力学也可分为三种类型：①生长偶联型，产物的合成与细胞的生长呈正比；②中间型，产物仅在细胞生长一段时间后才能合成，但细胞生长停止时，产物合成也停止；③非生长偶联型，产物只有在细胞生长停止时才能合成。
事实上，由于细胞培养过程较复杂，细胞生长和次级代谢物的合成很少符合以上模式，特别是在较大的细胞群体中，由于各细胞所处的生理阶段不同，细胞生长和产物合成也许是群体中部分细胞代谢的结果。
植物细胞培养生产次生代谢产物及其应用前景
植物细胞培养的基本过程
植物细胞培养技术的特点
• 与其它的方法相比，应用植物细胞培养技术生产次生代谢 产物爨有以下优点：(1)能够保证产物在一个限定的生产系 统中连续、均匀生产，不受病虫害、地理和季节等各种环 境因素的影响；(2)可以在生物反应器中进行大规模培养， 并通过控制环境条件得到超过整株植物产量的代谢产物； (3)所获得的产物可从培养体系内直接提取，并快速、高效 的回收与利用，简化了分离与纯化的步骤；(4)有利于细胞 筛选、生物转化，合成新的有效成分[2]。；(5)有利于研 究植物的代谢途径，还可以利用某些基因工程手段探索与 创造薪的合成路线，得到价值更高的产品；(6)节省大量用 于种植原料的农田，以便进行粮食作物的生产。
什么是植物组织培养 植物细胞培养是将离体的植物器官、组织或细 胞，在培养了一段时间后，会通过细胞分裂， 形成愈伤组织。由高度分化的植物器官、组织 或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的 脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤 组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽 等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的 试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物 体。依据的原理是植物细胞的全能性 .
• 20世纪70年代以后，该技术有所发展，利用植物细胞工程技术生产一 些药用有效成分在工业上获得成功，据20世纪80年代末期的统计，当 时全世界有40多种植物的细胞培养工程研究获得成功，部分悬浮细胞 培养体系中次生物质的产量达到或超过整体植株的产量，有些药用植 物的研究达到中试水平，其中利用紫草悬浮细胞培养生产紫草宁的成 功令人瞩目[5]。1984年日本的Mitsui公司利用紫草生产紫草宁规模达 到750 L，产物最终浓度达到1400 mg／L。
植物细胞培养技术生产此生代谢产 物的发展
我国植物组培技术的发展及展望
发展历程
自20世纪初植物组织培养技术诞生以来，我国在该领域的发展迅速。下面将 从实验室建设、科研机构参与、资金支持、政策鼓励等方面介绍我国植物组培技 术的发展历程。
1、实验室建设：随着科技的不断进步，我国植物组培实验室的数量和规模 逐渐扩大。近年来，各级政府和企业纷纷加大了对实验室的投资力度，建立了众 多具备国际先进水平的植物组培实验室，为我国的植物组培技术研发提供了坚实 的硬件基础。
3、细胞工程：通过组织培养技术，可以诱导园艺植物细胞产生突变，筛选 出具有优良性状的突变体，为新品种的培育提供基础。
4、基因工程：基因工程是现代生物技术的核心之一。通过组织培养技术， 可以将外源基因导入园艺植物细胞中，并获得转基因植株，为新品种的培育提供 新的途径。
目前，虽然组培技术在园艺植物中的应用已经取得了一定的成果，但仍存在 一些不足之处。例如，组织培养过程中可能会出现变异和基因型丢失等问题，影 响植株的遗传稳定性和品质。此外，外源基因的导入和表达也可能受到多种因素 的影响，难以获得理想的转基因植株。
通过研究，我们成功优化了铁皮石斛的组培快繁和栽培技术。组培快繁技术 的结果显示，采用半木质化茎段作为外植体，以MS培养基为基础，添加6-BA 1.0 mg/L和NAA 0.5 mg/L的激素组合可以实现最佳的增殖和生根效果。栽培技术的实 验结果表明，选择适宜的山区环境，使用树皮、苔藓和珍珠岩的混合基质进行栽 培，合理的施肥、水分管理和病虫害防治能够有效提高铁皮石斛的产量和品质。
植物组培污染是指在植物组织培养过程中，培养基和培养环境受到各种有害 微生物和其它杂质的污染。这些污染源可能包括细菌、真菌、病毒、支原体等微 生物，以及培养基中的杂质和污染物。植物组培污染对植物生长和发育产生严重 影响，可能导致实验失败、研究受阻和经济损失。
植物细胞工程应用及发展前景
植物细胞工程应用及发展前景学号：110321219 姓名：郑善敏学院：机电工程学院班级：1103212 摘要:本文主要阐述了植物细胞工程的发展前景及在农业、园林、医药、转基因技术中的应用现状。
植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础, 具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。
目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术, 这些技术的发展和应用, 使植物细胞工程在人类现代生活中的地位更加突出, 并发挥着越来越重要的作用。
关键词:植物细胞工程应用发展前景1. 植物细胞工程的概念以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。
植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。
在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。
利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。
1.1植物细胞工程的简要概述在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。
利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。
所谓细胞工程，是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。
细胞工程根据研究材料的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。
1.2植物细胞工程的目的细胞工程的目的，是得到人们所需要的生物产品。
要使已经改造好的细胞产生大量具有经济价值的产物，就必须依靠下游加工过程，也就是我们常说的下游工程。
它的作用就是大量培养细胞，并从培养液中分离、精制出有关的生物化工产品。
由于植物细胞的高度易碎性，对剪切力的敏感、细胞有去分化和聚集作用，增殖时间长等独特性，使其大规模培养技术明显比微生物和动物细胞的发展缓慢。
植物细胞培养及次生产物代谢生产
细胞固定化培养技术按照其支持物不 同可以分为两大类：
包埋式固定化培养系统：支持物多采 用琼脂、琼脂糖、藻酸盐、聚丙烯酰胺等 ；
附着式固定化培养系统：支持物采用 尼龙网、聚氨酯泡沫、中空纤维等材料。
（四）、利用细胞培养生产有用物质
第四章
植物细胞培养及次生产物代谢生产
一、悬浮培养
二、单细胞培养 三、植物细胞的规模化培养及有
用物质生产
一、悬浮培养（cell suspension culture）
悬浮培养是细胞培养的基本方法，是将单个 游离细胞或小细胞团在液体培养基进行培养增殖 的技术。
1、愈伤组织诱导
要求：松散性好，增殖快，再生能力强。其外 观一般是鲜艳的乳白或淡黄色，呈细小颗粒状， 松散易碎。
Circulation through an external loop
旋转式培养系统 一般用于产品中试或某些必需裂解细
胞才能获得目的产物的培养，其优点是控制 精确，处理灵活，缺点是培养体积较小。
②固定化培养系统
这一技术的优点在于： 可以较容易地控制培养系统的理化环境，从而可以研
究特定的代谢途径，并便于调节； 细胞位置的固定使其所处的环境类似于在植物体中所
平板培养中细胞密度和培养基成分是培养成功的关键，而细胞密度 和培养基成分互相依赖（负相关）。
2、看护培养
看护培养（nurse culture）：是由Muir1954年设计的。
操作方法： 在固体培养基上置入一块 活跃生长的愈组织，再在愈 伤组织上放一小片滤纸，待 滤纸湿润后将细胞接种于滤 纸上。当培养细胞长出微小 细胞团以后，将其直接转至 琼脂培养基上让其 迅速生长
植物次生代谢产物在医药中的应用研究
植物次生代谢产物在医药中的应用研究一、植物次生代谢产物的概念植物次生代谢产物是指植物体内的非必需物质，通常用于植物的生长、防御和与生存有关的活动。
这些化合物相对于植物的基础代谢产物，它们的生产是在特定的器官和条件下而非全部植物细胞内进行。
二、植物次生代谢产物的分类通常将植物次生代谢产物分为苯丙素类化合物、异戊二烯类化合物、生物碱类化合物、酚类化合物和三萜类化合物等几大类。
1. 苯丙素类化合物: 化合物包括黄酮类、大豆异黄酮、花青素和咖啡酸等。
这些化合物常出现在花卉、水果、蔬菜和豆类中，它们在医药中常用于炎症控制、心血管疾病和肿瘤治疗。
2. 异戊二烯类化合物：异戊二烯系列化合物是一类碳氢化合物，其中包括香精油中的柠檬烯、萜烯和桂皮醛等。
这些化合物在医药中常用于抗菌和消炎作用。
3. 生物碱类化合物：生物碱类包括吗啡、可待因、柿子椒碱、樟脑、烟碱等，这些化合物在医药中主要用于止痛、镇痛和止咳。
4. 酚类化合物：酚类包括儿茶酚、咖啡因、茶多酚和鼠李糖醇等，这些化合物在医药中用于神经保护、心血管保护和代谢调节等多个方面。
5. 三萜类化合物: 三萜类包括槲皮素、齐墩果素和三萜内酯等，这些化合物在医药中经常用于肝保护、气体调节和免疫调节等方面。
三、植物次生代谢产物在医药中的应用植物次生代谢产物在医药领域有广泛的应用。
从传统草药到现代医药，这些植物化合物在治疗和预防疾病方面有着巨大的潜力。
以下是植物次生代谢产物在医药中的主要应用领域。
1. 抗菌和抗病毒：许多植物次生代谢产物具有抗微生物和抗病毒作用。
其中最常见的代表物质是生物碱类。
生物碱类在中药配方中广泛使用，如雪莲、酸枣仁、银杏、白虎加人参等。
此外，许多苯丙素类和异戊二烯类化合物也表现出抗菌和抗病毒能力。
2. 抗炎和抗氧化：许多植物次生代谢产物具有抗炎和抗氧化作用，此类化合物也成为新型抗炎药、消炎药、抗氧化剂、养肝药、心血管药和老年痴呆症等综合治疗药的重要成分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•
生产次生代谢产物的条件调控
（1）高表达细胞系的选择 • 筛选高产而稳定的细胞系,可以大大增加次生代谢产物的产量和质量. 目前,使用转基因技术中的稳定表达系统和瞬时表达系统[9 ] ,生产出带 有目的基因的高产细胞系,然后进行大量筛选,可获得能生产特定次生 代谢产物的目的细胞系。 • 转基因技术生产细胞系目的投资小,成本低,使用安全,植物细胞的培养 条件简单,易于成活,便于进行遗传操作。 经转化后的目的细胞系易于 储藏,方便生产。 杨振泉等通过选择和改造启动子、改造和优化目的 基因、进行合适的亚细胞定位,增加了目的细胞系获得的概率[ 10] 。 • 转基因技术获得目的细胞系的主要方法有:土壤农杆菌介导转化法、重 组病毒感染植株、基因枪转化法和花粉管通道转化法[ 11 ] . 细胞工程 技术与分子生物学技术结合后,人工可设计出目的基因,使其控制细胞 系的某些特定的生理性状,再进行筛选,这将引起细胞培养技术的新突 破。
植物细胞培养技术生产此生代谢产 物的发展
• 1956年ROUTIOR秘NIKZELL首次提出应用植物细胞培养技术商业化 生产植物化合物的设想，1967年KAUL和STABA采用多并发酵罐对 Ammivisnaga进行了细胞大量培养的研究，并首次用此方法得到了药 用成分呋哺色酮，使这一设想变为现实[3]。但是，由于植物细胞培养 体系中细胞生长缓慢，目标代谢产物极低(通常不到细胞于重的1％)[4] 等特点，再加上植物细胞所特有的生理生化特性还没被人们所认识， 人们单纯的模拟培养微生物的条件来培养植物细胞及当时有效成分的 分析手段落后等原因，人们并没有看到该技术在生产天然产物方面的 潜能。 • 20世纪70年代以后，该技术有所发展，利用植物细胞工程技术生产一 些药用有效成分在工业上获得成功，据20世纪80年代末期的统计，当 时全世界有40多种植物的细胞培养工程研究获得成功，部分悬浮细胞 培养体系中次生物质的产量达到或超过整体植株的产量，有些药用植 物的研究达到中试水平，其中利用紫草悬浮细胞培养生产紫草宁的成 功令人瞩目[5]。1984年日本的Mitsui公司利用紫草生产紫草宁规模达 到750 L，产物最终浓度达到1400 mg／L。
（2）合适的环境条件 • 光照对次生代谢产物的合成有重要影响. 不同植物细胞生产次生代谢产物时, 对光质和光量的要求是不同的,如玫瑰茄悬浮细胞合成花青素时,蓝光是促进玫 瑰茄细胞产生花青素的最有效单色光,产量为416 mg/ L ,和全色光差不多,红光 和橙光无效,其他单色光随其波长接近蓝光,正效应增强[12]。 • 植物细胞培养的最适宜p H 值在5～6 之间, 但也存在差异。 • 不同种类的植物细胞培养对温度的要求是不同的,最适的温度为25 ℃左右,超 过30 ℃,对生长有明显的抑制作用。较低的温度有利于生物碱的合成,而高温 则会导致次生代谢产物的合成基本停止[13 ] 。 • 接种量影响次生代谢产物的有效积累,接种时必须满足一定的接种量。 • 在植物细胞生物反应器及其放大的生产类型中,还要考虑通气状况对次生代谢 产物生产的影响。 国外学者研究发现:利用生物反应器培养长春花细胞生产阿 玛碱时,溶解氧在29 %～43 %时,溶解氧与阿玛碱的产量显著相关.激素通常作 为诱导和调节愈伤组织生长的重要因素而用于次生代谢产物的生产,当然也有 特殊不需激素的情况,如Ri 质粒诱导的毛状根在无激素培养基上培养,可迅速 增殖
compliment
• 20世纪90年代至今，利用植物细胞进行天然产物的生产进入了一个崭新的发展阶段， 它与基因工程、快速繁殖形成了新世纪生物技术领域的三大主流[6]。迄今为止，全世 界已经有1 000多种植物进行过细胞培养的研究。利用植物细胞培养技术生产的次生代 谢产物被人类广泛应用，一些天然成分如紫杉醇、紫草宁、迷迭香酸和人参皂甙等已 进入工业化生产阶段。同时探索出了悬浮培养、两相培养、固定化培养、毛状根培养、 冠瘿培养、反义技术等先进的培养方法。据1996年报道，国际上通过植物细胞和组织 培养的方法进行食品成分商业纯生产最成功者是日本。[3]。下面列出几个利用植物培 养技术工业化生产有用代谢物的例子，如紫杉醇的生产，自从1991年CHRISTEN等人 申请有关红豆杉组织培养的专利以来，在培养体系紫杉醇含量已提高100多倍，达到 153 mg／L，美国的Phytoncatalytic公司已在德国进行了75 t发酵罐的试验；其他如日 本三井石油公司生产紫草宁和小檗碱(750 L)、日本日东电工公司生产人参皂甙和花色 素(500L)、西德A．Nattermann&Gie．GmbH公司生产迷迭香酸(75 000 L)、英国的辣 椒素生产、美国的香子兰代谢物生产、加拿大的血根碱生产等[7]。 植物细胞培养进行有效成分的生产发展到现在，已经取得令人瞩目的成就。然而在植 物细胞培养过程中普遍ห้องสมุดไป่ตู้在的细胞系不稳定、细胞生长缓慢、不耐剪切力及代谢物产 量低等问题又成为其实现规模化生产的瓶颈。在目前已经研究过的植物中，仅有1／5 左右种类的培养物中目的产物的含量接近或超过原植物，多数情况下培养合成某些次 生代谢物的能力下降甚至消失[8]。因此充分利用基因工程的手段，筛选高产细胞系， 深入研究特定代谢产物的生物合成途径，对培养条件进行优化，研究和开发适合植物 细胞培养的生物反应器是解决这些问题的根本途径。
植物细胞培养的简介
• 植物细胞培养始于本世纪初，并不可争议地具有 工业化潜力。目前植物细胞培养生产的化合物很 多，包括糖类、酚类、脂类、蛋白质、核酸以及 帖类和生物碱等初生和次生代谢产物，植物细胞 培养的应用主要包括以下3个方面：有用物质（次 生代谢产物）的生产；植物无性系的快速繁殖和 遗传突变体的筛选；植物细胞遗传、生理、生化 和病毒方面的深入研究。但是由于植物细胞大规 模培养技术的局限性使得植物细胞仍难以实现大 规模工业化生产，迫切需要进一步研究和发展细 胞培养条件的优化控制及其工艺
什么是植物组织培养 植物细胞培养是将离体的植物器官、组织或细 植物细胞培养 胞，在培养了一段时间后，会通过细胞分裂， 形成愈伤组织。由高度分化的植物器官、组织 或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的 脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤 组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽 等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的 试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物 体。依据的原理是植物细胞的全能性 .
基本技术
• 1． 组织培养：诱发产生愈伤组织，如果条件适宜，可培 养出再生植株。用于研究植物的生长发育、分化和遗传变 异；进行无性繁殖；制取代谢产物。 • 2． 悬浮细胞培养：在愈伤组织培养技术基础上发展起来 的一种培养技术。适合于进行产业化大规模细胞培养，制 取植物代谢产物。 • 3． 原生质体培养：脱壁后的植物细胞称为原生质体 （protoplast），其特点是：①比较容易摄取外来的遗传 物质，如DNA；②便于进行细胞融合，形成杂交细胞；③ 与完整细胞一样具有全能性，仍可产生细胞壁，经诱导分 化成完整植株： • 4． 单倍体培养：通过花药或花粉培养可获得单倍体植株， 经人为加倍后可得到完全纯合的个体。
（3）合适培养基的选用
• 改良的B5 培养基利于愈伤组织的诱导和以 后的培养。培养基中糖浓度直接影响某些 细胞的干重和次生代谢产物的产量,不同植 物细胞对培养基成分的需求也各不相同。
展望前景
• 虽然植物细胞大规模培养生产有用次生代谢产物在过去几 十年取得了飞速发展，但真正应用于商业化生产的事例不 多，就目前的工艺，以低于1 000$／kg的生产成本来获得 某种次生代谢物是困难的[14]，况且许多基础理论和工程 技术问题有待于进一步研究。展望未来，植物细胞培养技 术要想实现真正意义的工业化，必须从以下几方面努力： (1)筛选高产细胞系；(2)利用基因工程手段，对次生代谢 中的关键酶基因进行修饰和改造，提高次生代谢物的产量； (3)与工程技术相结合，针对不同的培养体系，研制高效的 生物反应器系统。随着这几方面研究的不断深入，植物细 胞培养这种方兴未艾的技术将在生产有价值的植物天然成 分方面发挥越来越大的作用。
植物细胞培养生产次生代谢产物 及其应用前景
1.植物细胞培养 （1）植物细胞培养的简介 （2）植物细胞培养的基本过程 （3）植物细胞培养的特点 （4）植物细胞培养的基本技术 2.植物细胞培养技术生产次生代谢产物的研究历史及现状 植物细胞培养技术生产次生代谢产物的研究历史及现状 3. 生产次生代谢产物的条件调控 （1）高表达细胞系的选择 （2）合适的环境条件 （3）合适培养基的选用 4.植物细胞培养技术生产代谢产物的应用前景 植物细胞培养技术生产代谢产物的应用前景
植物细胞培养的基本过程
植物细胞培养技术的特点
• 与其它的方法相比，应用植物细胞培养技术生产次生代谢 产物爨有以下优点：(1)能够保证产物在一个限定的生产系 统中连续、均匀生产，不受病虫害、地理和季节等各种环 境因素的影响；(2)可以在生物反应器中进行大规模培养， 并通过控制环境条件得到超过整株植物产量的代谢产物； (3)所获得的产物可从培养体系内直接提取，并快速、高效 的回收与利用，简化了分离与纯化的步骤；(4)有利于细胞 筛选、生物转化，合成新的有效成分[2]。；(5)有利于研 究植物的代谢途径，还可以利用某些基因工程手段探索与 创造薪的合成路线，得到价值更高的产品；(6)节省大量用 于种植原料的农田，以便进行粮食作物的生产。
植物次生代谢物
• 绿色植物及藻类因为有叶绿素可以通过光合作用 将二氧化碳和水转化成糖类。并放出氧气,生成的 糖则进一步通过不同途径（如磷酸戊糖途径,糖降 解途径,三羧酸循环),产生核酸合成的原料如核糖 等,脂类合成的原料如丙二酸单酰辅酶 A(malmylCoA)等,并通过固氮反应得到一系列的 氨基酸。上述过程因为对维持植物生命活动过程 来说是不可缺少的,且几乎存在于所有的绿色植物 中,故习惯上称为初生代谢(primarymetabolism)。 糖、蛋白质、脂类和核酸等这些对植物有机体生 命活动来说是不可缺少的物质,称为初生代谢产物 (primarymetabolites)