植物细胞培养在生产次级代谢产物方面的应用

植物细胞培养在生产次级代谢产物方面
的应用
德国柏林，柏林大学食品生物技术研发部，14195
1．简介 (188)
2．植物细胞培养技术 (189)
2.1细胞培养产生的植物次级代谢产物 (189)
2.2植物细胞培养应用 (189)
2.2.1从植物细胞培养获得食品添加剂 (191)
2.2.2从植物细胞培养获得药物 (194)
2.2.3植物细胞培养的利与弊 (195)
3．增加次级代谢产物的方法 (197)
3.1根据分子吉生化特性的选择 (200)
3.1.1植物基因和培养变种 (200)
3.1.2快速增殖和高产细胞株系的获得 (201)
3.2目标代谢物 (203)
3.2.1培养环境 (203)
3.2.2处理 (209)
3.2.3固定化细胞的固定及应用 (214)
3.2.4生物转化及其利用 (217)
4．释放和产品回收 (219)
4.1分泌物 (219)
4.2两阶系统 (219)
4.3膜透化 (221)
4.3.1化学透化 (221)
4.3.2物理透化 (222)
5．植物细胞培养有用生化物质的工业生产 (233)
6．结论和展望 (223)
引用 (224)
摘要：
植物细胞培养代表宝贵的次生代谢产物，可以用作食品添加剂、维他命和药品的潜在的来源。

独立的环境条件和质量波动相对于这些植物的细胞培养的草本植物的合成。

在很多的情况下的代谢产物的化学合成为不可能或经济上可行。

此外，天然食品添加剂是更好地接受消费者相对于那些人工制作的。

在这一章中的次生代谢产物获得植物细胞培养过程被表示为一个多阶段的策略和每个链接应根据单元格文化或产品规格说明。

对于高生产和快速增长的细胞系的建立应选择父植
物。

表达的合成途径可以受环境条件、前体，供应和诱导子，应用程序，它可以更改如生物转化和固定的特殊处理。

通过简化的产品回收，连续产品发布到栽培介质的原则基础的方法，可以增加的加工效率。

这可以通过膜通透性的影响例如，高电场脉冲化学或物理因素所致。

联合的研究建立的体外文化领域，针对合成代谢产物和产品回收技术的发展可以利用植物细胞的潜力作为次生代谢产物的来源。

关键词：生物转化、诱导子、分泌物、食品添加剂、固定、膜渗透、植物细胞培养
缩写：2,4-D 2,4-氯化苯氧乙酸
BA 苄氨基腺嘌呤
DMSO 二甲基亚砜
DW 干重
EDTA 乙二胺四乙酸
FW 鲜重
IAA 吲哚乙酸
NAA 萘乙酸
简介：
植物细胞培养代表宝贵的次生代谢产物，可以用作食品添加剂（面粉、香精、色素）、维他命和药品的潜在的来源。

从植物中获取次级代谢产物涉及到一些问题，包括环境因素，在生产国家的政策和工作的不稳定，收货质量的不可控变化，官方对阻止获取物掺假的无能，储存及处理过程中的损失。

在很多的情况下的代谢产物的化学合成为不可能或经济上可行。

利用细胞培养生产有效及有价值的次级代谢产物是一项很吸引人的项目，细胞培养技术已经发展成为一种研究和生产植物次级代谢产物的工具。

随着次级代谢产物重要性的增加，通过提高培养来改变产物可能性的研究已经有了较高的水平。

在过去的四十多年中，研究集中于植物细胞培养的利用，特别是日本、德国和美国。

次级代谢产物广泛应用于商业生产，就如同细菌和真菌被用于生产抗生素和氨基酸。

例如用紫草细胞培养生产紫草素的极大成功，还有用黄连细胞培养生产黄连素，用锁阳细胞培养生产血跟碱。

第一章回顾了为了次级代谢产物的生产在环境因素最佳化方面的进步，通过细胞培养，植物细胞生物步骤的新发展和在物理化学复原上的研究。

2．植物细胞培养技术
2.1通过细胞培养生产植物次级代谢产物
植物在我们每日的饮食中占很重的比例，它们的营养价值已被持续研究了数十年。

超过80%大概3000种已知的自然产品是植物的器官，这估计比它们在微观王国里的产品多四倍。

几个世纪以来，人们将植物作为碳水化合物，蛋白质，脂肪这些食物的来源和房屋的来。

出必不可少的基础代谢产物外高等植物合成大量的次级代谢产物。

植物的次级代谢产物可以被认定为在保持植物基本生命形态的过程中没有起作用，但是它们在与环境的相互作用中起一个重要的作用。

它们主要起一个生态的作用，作为给植物授粉的昆虫的引诱剂或作为抗击肉食动物的机械装置。

次级代谢产物在植物体内的分配比初级代谢产物更受限制，一种复合物只在一些特定的物种中能找到，或者是许多复合物只能在一些特定的物种中找到。

这些复合物的产量常常是很低的（低于1%DW）它很大程度地依赖于植物的物种和植物的生理、生长阶段。

再者，初级代谢产物常常积聚在植物特殊的细胞和器官中。

2.2植物细胞培养的应用
许多含有高价值复合物的植物很难种植。

因此，因为高复杂的构造和详实、典型的立体化学形态进行从植物中提取到的复合物的化学合成或不经济可行的。

由细胞培养生产有价值
的次级代谢产物是有吸引力的不同一般的方法，能达到脱离整体植物原料的目的。

植物细胞培养首先在19世纪30年代晚期建立，然而直到1956年Ptizer机构才把第一份通过细胞培养生产次级代谢产物的专利存档。

大量的长春新碱齿阿米素，薯蓣皂苷与整棵
植物相比更多地从细胞培养中被分离出。

在1978年，Zenk证实了一个植物细胞生物合成容
量的突出次级代谢产物容量和突出的自然发生的变化性。

这种自然地变化性被开发来证实高
产的培养技术室和工业化生产。

自从19世纪70年代后期，在这个领域的研究和发展从专利
申请失败的数量上可以看到一个高的增长。

在1983年，紫草素就通过植物细胞培养在一个
工业标准下第一次被Mitsui石油化产品工业有限公司生产出来了。

目前，植物细胞培养有直接的商业需求，如同它在细胞生物学，遗传学，生物化学中基础研究价值。

应用植物细胞培养有3个重要方面：
1．增殖和遗传学
●微型繁殖——用分生组织和嫩芽培养，生产很多的完全相同的抗体
●选择——筛选细胞，与自然植物体相比更能得到有利的性状
●通过原生质体融合产生新的杂交种，达到与远的物种间联合的目的
●用单细胞培养生产二倍体植物，达到完成更快的生长、繁殖项目的纯合子生产线
●变态，伴随着短期的遗传构建实验或新的转基因植物
●通过分生组织的繁殖体除去病毒
2．为了研究植物细胞遗传学，生理学，生物化学和病毒学的模型系统
3．次级代谢产物的生产——生长在液体培养基中作为一种产品来源
这个章节回顾了最近在用植物细胞培养得到次级代谢产物方面的进步，申请次级代谢产物的生产。

当跟完整的植物细胞相比较时，培养的植物细胞经常生产不同数量，不同侧面的
次级代谢产物，这些数量和质量的特征会随着时间而改变。

如同表1所示与那些在母体中的
次级代谢产物相比，一些在培养的植物细胞中的次级代谢产物可以累积到一个更高的浓度。

表1植物细胞培养与整株植物的生产产量比较
产品植物植物培养的产量（%DW）培养/植物参照
阿马碱长春花 1.0 0.3 3.3 李和舒勒所2000年蒽醌海巴戟18 2.2 8 任克1977年
黄连素日本黄连13 2 3.3 Fujita 和 Tabata 1987年咖啡酸香草兰0.02 0.05 4 Knorr et al.1993年人参皂苷人参27 4.5 6 Mantsubara et al.1989年尼古丁烟草 3.4 2.0 1.7 Mantell et al.1983年迷迭香酸彩色草27 3 9 彼德生和Simmond2003年紫草素紫草20 1.5 13.5 金和长1990年
泛醌烟草0.036 0.003 12 Fujita和Tabata 1987年
如表1所示,与这些完整植物相比，一些通过植物细胞培养产生的代谢物可以积累更高的效价, 应运植物细胞培养次级代谢物的生产表明，建议通过组织培养技术生产特殊植物的代谢产物代替全株培养所拥有的潜在稳定性。

在1990年，Kim和Chang证实了从紫草中提取的紫草素经过组织技术比完整培育的水平更高。

而在2003年，彩叶草中提取的迷迭香酸的生产也取得了与上述事实类似的结果。

组织培养的黄连含有更多的黄连素。

这种植物生长四年到六年从根中提取的大量的黄连素，而组织培养技术只需用四周。

Hara.et.al分离了一列黄连细胞，其中含黄连素13%DW,这种技术大约在14天内可产出1500m g／L抗细菌的生物碱。

在组织培养技术中，有很多检测不到代谢产物的例子。

迄今，紫草技术已经可以用于合成迷迭香酸。

2.2.1从组织培养中得到的食物添加剂
用组织培养技术合成的代谢产物作为食品添加剂的原因不是因为化学合成困难或者不可能合成，而是较加工产品消费者更容易接受天然产品。

通过加强或改善食品的味道、颜色，食品添加剂使得其成为人们可接受的，吸引人的食物。

特别考虑到了食品的质地、味道和气味，食品工艺尝试去顺应这些准则。

20世纪50年代以来，国际和网络的权威人士对许多食品添加剂长期使用的安全性及耗损量提出质疑。

同时，消费者协会也将食品添加剂列入关注的范围，已经开始提出将用来自植物组织的天然添加物或通过植物细胞培养合成添加物代替化学的或人工合成的添加物。

通过植物细胞培养可获得的最有价值的食品添加剂是食品着色剂（花青素和红色素），香味剂（藏红花粉和香草香精），甜味剂（甜菊糖苷），刺激性食品添加剂（辣椒素受体）和抗菌食品防腐剂。

表格2 来自植物组织培养的食品添加剂
产品种类植物种类参考文献
色素类
花青素葡萄（Vitis vinifera）Curtin et al.2003
食用土当归（Aralia cordata）Sakamoto et al.1994
紫苏（Perilla frutescens）Zhong 2001
甜菜素甜菜（Beta vulgaris）Trejo-Tapia et al.2007
红叶藜（Chenopodium rubrum）Knorr et al.1993
藏红花素藏红花（Crocus sativus）Chen et al.2003
类胡萝卜素西红柿（Lycopersicon esculentum）Rhodes et al.1991
蒽醌类金鸡纳树（Cinchon ledgeriana）Rhodes et al.1991
海巴戟（Morinda citrifolia）Zenk 1997
萘醌类紫草（Lithospermum erythrorhizon）Kim and Chang 1990
调味品
香草醛香草兰（Vanilla planifolia）Dornenburg and Knorr 1996
大蒜大蒜（Allium sativum）Rhodes et al.1991
洋葱洋葱（Alliumc cepa）Rhodes et al.1991
咖啡味咖啡（Coffea arabica）Kurata et al.1998
可可味可可（Theobromo cacao）Rao and Ravishankar 1999
辣味添加剂
辣椒素五色椒（Capsicum frutescens）Rhodes et al.1991
辣椒（Capsicum annuum）Johnson and Ravishankar 1996
甜味剂
甜菊糖甜叶菊（Stevia rebaudiana）Rao and Ravishankar 1999
甘草甜素光果甘草（Glycyrrhiza glabra）Rao and Ravishankar 1999
索马甜奇异果（Thaumatococcus danielli）Rao and Ravishankar 1999
应用植物细胞工程此生代谢产物的生产，表2列出了一些从植物细胞培养中获得食物添加剂。

香料
自然的香料是多种混合物的混合，在烘烤的咖啡豆中有500多种被鉴定，在苹果中有200多种。

自然地香料易受食品保存过程的影响例如消毒、杀菌、冷冻等。

一些香料被酶或化学反应改变，通常储存较长时间香味会渐渐消失，正是因为这样在19世纪末人们就开始寻找它们的替代品。

人造香料过去常常从煤或油的衍生物中被提取加工，并且加入非常低的浓度，现在的形势是或者生产与自然分子完全相同的合成分子，或者应用植物细胞工程技术，来自细胞工程的香料。

有恒定的构造并且不受季节限制的优势，因此可可豆和咖啡中的特有香料通过Tlaebroma可可和阿拉比卡咖啡豆的细胞工程技术被生产。

色素
附加色素的使用在20世纪70年代受到消费者协会的强烈批判，因为大部分染料都是化学合成生产的并且与人和天然物质无关，用于生产天然食物色素的生物技术方法包括培养高等植物细胞。

1．紫草素化合物例如紫草素及其乙酰化的衍生物和异丁基紫草素在在紫草根中累积这种植物的短缺为紫草根细胞生产紫草化合物的大量培养已成功建立2．花青素是导致化和果实许多种鲜亮颜色的大群水溶性色素，由于四种依赖Ph的形式，花青素在Ph范围内改变颜色，在低Ph值呈红色，在Ph>6时变成蓝色为了赋
予软饮料、糖果、果酱和面包配料红色它们通常在酸性条件在使用。

纯花青素价值
2000美元/Kg，但是粗原料（来自果汁和酒厂的葡萄渣和废料）是很便宜的，许多
研究人员描述利用各种植物物种的利用产花青素细胞生产线作为次生产品生产的
模型体系，由于它的颜色让产品很容易想象直观。

3．番红花素番红花柱头的主要色素作为黄色食品染料，藏红花色素的工业性生产受其高昂价格和有限利用率（可用性）的限制，作为地下芽植物番红花生长缓慢，仅
通过子代球茎的形成进入营养繁殖。

生产1Kg番红花素需要20000朵花和400小时
以上的手工劳动，植物组织培养技术为番红花的生产提供了巨大的可能性。

4．人造茜草染料是来自欧茜草和红色染料，欧茜草是来自地中海沿海地区的多年生植物，在西欧它的根被用作红色染料。

色素的主要成分是茜草色素、紫色素及其苷类、茜根酸。

纯茜草色素是一种橙色晶体溶于热水和其他溶剂，茜草色素在酸性到中性
Ph中显黄色，随Ph的增加趋向微红色，它高度耐热和耐光，这点对食品厂有利。

通过高产细胞系的选择和活性应用，获得了欧茜草产黄色素细胞。

2.2.2 从植物细胞培养获得药品
高等植物是制药工业使用的活性成分的丰富资源，一些植物源性的天然产物包括药物例如：吗啡、可待因、奎宁、抗癌药长春花生物碱、颠茄生物碱、秋水仙素、植物柱头素、匹鲁卡因、利血平，还有甾体例如：薯蓣皂素、地高辛和洋地黄毒苷。

表3．植物源性药物的重要性
源自植物的药品代表着一个巨大的市场价值。

根据遍及世界的Rao和Ravishankar （2002），121种临床上有用的处方药来自植物。

而且，12%的药物仅仅来自开花植物，被WHO认为是基础和必需品。

在美国，有关药用植物用途的调查表明了从1991年大约仅仅3%的人口到1998年超过37%的人口的一个增长。

在美国，包含了植物化学的处方药在2002年的价值超过了300亿美元。

世界上75%的人口依靠植物制造的传统药。

一些来自植物的药物制成的成药在表格3中列出。

一个利用植物细胞培养技术生产的有巨大价值的药物是一种从50年树龄的红豆杉属太平洋紫杉树中提取出来的紫杉醇。

2.2.3植物细胞培养法的优点和缺点
下面是植物细胞培养法比传统的生产方法好的地方：
1.植物细胞培养法是一种独立于地理因素和季节变化等环境因素的方法。

它被环境控制的
具有生物活性的次要新陈代谢运转和具有对生物有消极的，影响自然条件下的次级新陈代谢产物排泄的，一种影响（微生物和昆虫）
2.它为自然界中生产系统，那种保证持续的支撑产物的质量和收益的系统提供了定义
3.它使得选择产次级新陈代谢产物量更高的细胞系成为可能
4.它使得生产新的不被亲代植株自然产生的化合物成为可能
5.它允许效果好的产品连续传代
6.植物细胞可以使得价格便宜的被替代品通过生物转化，成为新的化合物产品，即之前价
格昂贵的特效药
7.通过细胞生长的自动化和代谢作用过程的控制，价格昂贵的药物会减价，而且其生产力
会提高
这里有许多已成功建立商品化的通过植物细胞培养法生产的数量众多的次级代谢产物。

实际上，这种科技仍然处于发展过程。

即使拥有优点，在生产有用的植物次级代谢产物之前，还有许多困难要克服。

表4高产量的次级代谢产品
产品植物物种产量参考
花青素紫苏8.9 Zhong 2001
蒽醌海巴戟
彩叶草
18.0
21.4
Zenk 1997
Petersen and Simmond 2003
血根碱罂粟 2.5 Dicosmo and Misawa 1995 蛇纹石长春花 2.2 Moreno et al.1995
紫草素紫草13.5 Kim and Chang 1990 细胞培养的障碍
在理论上,预计将用细胞培养适合工业生产有用的植物化学物质，在某种程度上类似于微生物发酵。

不过，尝试应用植物细胞培养的可用技术时，必须考虑微生物和植物细胞培养之间的重大差异。

一般来说,植物细胞培养的问题可分为生物性（生长缓慢、生理异质性、遗传不稳定、低代谢产物含量、产品分泌）和可操作性（壁粘连、光的要求、混合、剪切敏感性、无菌条件）【65】。

表5 微生物和植物细胞相关发酵的特点
特征植物细胞微生物
大小
直径（μm）40-200 1-10
体积（μm3）>1051-50
接种5-10 =<1
增长聚合单细胞
培养时间2-3周2-10天重复时间，小时15-120 0.3-6
耗氧量，O/h/g =<5 50
含水量（%）>90 80
产品堆积大部分细胞内
（液泡）
大部分细胞外
（中间物）
Cepticity要求高低
表5显示了植物和微生物相关发酵培养的特点的比较。

特别是，它正好说明了之五细胞培养技术中遇到的一些问题。

植物细胞体积大有助于相对高的加倍时间，这样就可以延长成功发酵所需要的时间。

液泡是产物聚集的主要部位，因为分泌型的产物是不普遍的，因此我们不能期望从那些能分泌物质的微生物中获得高的代谢产物。

在植物细胞膜通透性方面有一些进行性的研究，这将帮助促进其分泌进到胞外中间体从而缓解禁止产物产生的束缚。

这样看来，在生物化学水平上，还有相当大的困难需要我们去克服。

3.增加次生代谢物的方法
食品工业的目标就是去研发技术从植物细胞培养中获得次生代谢产物，而这一技术将要比在自然条件下从整个植株中提取或是产物合成的方法更加经济实惠。

植物细胞培养面对着必须增加次生代谢物的产量这样的问题，因此在研究植物次生代谢物方面，我们更多地强调生物化学和分子学的重要性。

在这个领域的研究能够导致成功地处理次生代谢物，也能够极大增加化合物的含量。

使用植物细胞培养技术也可能获得大范围化合物的合成，比如生物碱类，黄酮类、萜类、固醇类及糖苷类化合物等。

从植物细胞培养中获得次生代谢物的方法可称为一个多阶段过程，每个环节可单独选用或是和其他过程联用。

1．这个技术的第一步包括根据植物分子学和生物化学的特性来选择母本植物，特别是要考虑我们所期望的代谢物有高的容量。

在理论上，任何植物种质的任何部位都可以用来诱导产生愈伤组织：然而，愈伤组织成功产生取决于植物品种和质量。

与单子叶植物相比，双子叶植物更容易诱导产生愈伤组织，木本植物的愈伤基本上生长缓慢。

茎，叶，花，种子，植物
2．之后，细胞线的选择变的很重要。

它包括建立高产和快繁试管培养。

有可能确认那些与原植物产生同等或更高数量化合物的细胞线，此外，用突变体增加代谢物水平是可能的，并且为了产生各种产物选择合适类似物是一个重要因素。

通过植物培养的细胞，扩大产量和积累次生代谢物就其通过原生质体融合或基因工程产生新的基因型；然而，这要预先设想出确定编码次生代谢途径和表达的基因。

使用突变原增加了存在于活细胞的多样性。

因此，新分子不仅仅只在植物中发现也可以通过细胞培养产生。

3． 目标代谢物 很多化学和物理因素会强烈影响次生代谢物的产生，许多次生代谢途径的表达容易受外在因素改变，比如环境条件（化学的和物理的）和特殊治疗（先导子，诱导子）。

(a)植物细胞培养介质包括：无机成分，有机质和植物生长调节剂，介质成分（浓度，比例，组成）的改变是一种有效提高植物细胞培养效率的方式。

这样，高浓度的生长素刺激细胞生长，但对次生代谢物的产生有不利的影响。

物理条件，比如光照，温度和介质的PH ，还要检测它们对在不同类型的培养下所产生的次生代谢产物的影响。

(b).特殊培养包括前体和诱导物的加入，及生物转化和固定化技术的应用。

通过提供生物合成路线中起初所需的复合物或中间产物可以在很大几率上提升终产物的产量，从而进一步产生了现在加入前体的概念。

特殊前体的缺乏常常限制了我们所需代谢产物的生产；而生物转化通过外源提供生物合成的前体有机会提高化合物的产量。

生物转化是一项通过细胞培养修饰化合物的功能组使之成为化学特性不同的产物［24］的加工技术。

植物细胞可以通过一系列复杂反应转化加入培养基中的天然或人工化合物：如氢化反应，脱氢反应，异构化反应，糖基化反应和羟基化反应。

试管中的植物和植物细胞对微生物的、物理的或化学的物质表现出生理和形态上的反应，这些物质就叫做诱导物。

由于次生代谢产物保护植物不受外界环境变化的影响，因此要刺激诱导物的合成就要加入有害物质，也就是模拟病原体侵袭：如植食动物，重金属等。

诱导反应是植物通过引发或加强次生代谢产物的合成以确保自身存活且具有竞争力的一个方式。

植物细胞培养中用生物或非生物的诱导物模拟二级产物发出信号。

细胞固定化培养可使成百上千的细胞集中在同一个集合体中发生某一级别的细胞特化，从而使植物细胞有更高的聚集度。

这方面的大部分研究利用的是羟基化凝胶胶体，如海藻酸钠，卡拉胶，这种胶质可以固定植物细胞从而使酶作用物轻松通过。

4．也许，最有效的植物化学生产的生物加工概念会归结于植物自发的释放进入媒介以便其恢复。

在研究生产低价产物中最有成果的几个领域里，有一项就是研究刺激细胞内产物泄漏出来然后自然累积的方法。

随着将物质转入泡内累积的应用，
一项关于胞腔内发生化学
合成的研究也成为可能。

因此，一个可供选择的考虑就是阻碍泡内的积累，从而增加释放在媒介中的物质量。

植物的次生代谢产物常在独立的细胞或器官中合成与储存。

抑制代谢酶以及抑制膜转运可以消除由合成产物积累到由第二阶段或是两级系统产生的水介质。

3.1 根据分子生物学和生物化学特性选择
从富含有益代谢产物的品种中筛选和选择植物物种和品种是有效提高次生代谢产物含量在植物细胞培养的战略。

用可产生高含量目的产物的植物来诱导出愈伤组织，以获得高产细胞系。

3.1.1 植株基因型和品种
遗传潜力是影响植物和植物细胞培养的生化状态最重要的因素之一。

环境与生理因素可能修改参与植物化学合成的基因的表达，但遗传背景是主要的决定因素。

可以通过对十字花科植物举例表明次生代谢产物的潜在遗传多样性。

它大约包括350个属，3500种，包括蔬菜，观赏植物和石油文化。

硫代葡萄糖苷概况和含量变化广泛且通常由六到十种个别硫代葡萄糖苷代表（表6）。

在对甘蓝菜中主要硫代葡萄糖苷概况的对比表明：亚类硫代葡萄糖苷的一般含量和分布在每种物种中都是独一无二的。

例如：芥菜籽中的主要硫代葡萄糖苷是脂肪油，甘蓝籽
3.1.2快繁高产细胞系的获得
植物细胞培养有时具有固有遗传和表观遗传特性。

细胞的可变异性导致产率逐步降低，这要归因于培养中的基因突变或生理条件引起的表观遗传改变。

在变异的群体中，一些不受欢迎的变异可以逆向地表现为有益的细胞群，这在细胞培养中经常发生。

细胞克隆技术使得选择细胞系增加生产水平成为可能。

植物细胞个体的生理特性存在差异。

例如，产色素的细胞群通常由可产色素细胞和不可产色素细胞共同组成。

细胞群中有生理活性的混合群体已经被利用来获得高效的细胞系。

这跟细菌分离是相似的。

例如，通过细胞克隆技术，Matsubara et al.(1989)记载在黄连的细胞群中获得了生长快速且可高产小檗碱的受损株。

通过三周的培养，被选择的细胞株产生了六倍的小檗碱，达到1.2gl-1，可作为原生愈伤组织。

这些受损株非常稳定。

在传代27代后仍可产生高质量的小檗碱。

表7显示，虎刺梅的受损株积聚了由亲本经24次选择培养后产生的花青素的七倍。

紫草细胞的培养中，大量的克隆细胞导致紫草素的产量增加了13到20倍。

薰衣草精油细胞在光照条件下能够积累大量的游离生物素.我们用一种生物素前体庚二酸来选出高产的细胞系。

选出的细胞系的生物素积累水平为0.9μg/L，这比叶子中含量高10倍。

日本烟草股份有限公司分离出大量能产生高水平泛醌-10的菌株。

经过13代培养，从大约测试的4000个克隆细胞中选出一个，被分离出的用于克隆的一株根元BY-2烟草测定泛醌-10含量仅为0.36mg/L；所以这一水平含量增加到5.2mg/L才符合亲源植物产量的180倍。

细胞克隆是增加次级代谢产物含量的一种有效方式。

然而，这对于含有产量可高可低的细胞培养基并不明显。

Kim和Chang指出缺乏特定酶产生的最重要的表现是植物细胞培养基中无法产生次级代谢产物。