植物細(xì)胞培養(yǎng)與次級代謝產(chǎn)物制備

關(guān)于植物細(xì)胞培養(yǎng)與次級代謝產(chǎn)物制備第1頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章植物細(xì)胞培養(yǎng)根據(jù)培養(yǎng)規(guī)模:小規(guī)模培養(yǎng)和大批量培養(yǎng)；根據(jù)培養(yǎng)方式:懸浮培養(yǎng)、單細(xì)胞培養(yǎng)等；根據(jù)要求產(chǎn)物:用于誘變的細(xì)胞培養(yǎng)和生產(chǎn)次生產(chǎn)物的細(xì)胞培養(yǎng)。植物細(xì)胞培養(yǎng)（plantcellculture）是指在離體條件下對植物單個(gè)細(xì)胞或小的細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖獲得細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物的技術(shù)。第2頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)植物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn)植物細(xì)胞直徑一般約為10-200μm，平均直徑比微生物細(xì)胞大30-100倍。植物細(xì)胞通常以一定細(xì)胞數(shù)目的非均相細(xì)胞團(tuán)方式存在于培養(yǎng)液中。植物細(xì)胞具有纖維素細(xì)胞壁和大的液泡，很容易被剪切力損傷。與微生物細(xì)胞相比，植物細(xì)胞生長速度慢，操作周期長，分批培養(yǎng)一般需要2-3周。第3頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月植物細(xì)胞培養(yǎng)基成分豐富而復(fù)雜，適合微生物生長，因此防止污染更困難。植物細(xì)胞培養(yǎng)一般需要光照，通過光合作用合成有機(jī)物，因此氧氣和CO2的含量與傳遞對細(xì)胞培養(yǎng)影響較大。第4頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月與微生物細(xì)胞相比，植物細(xì)胞有什么特點(diǎn)？細(xì)菌，真菌、植物細(xì)胞都有細(xì)胞壁胞。細(xì)菌無成形的細(xì)胞核，真菌、植物細(xì)胞有成形的細(xì)胞核。細(xì)菌只有核糖體一種細(xì)胞器。植物細(xì)胞比微生物細(xì)胞大。生命活動與細(xì)胞分裂第5頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

1、植物細(xì)胞培養(yǎng)基

無機(jī)鹽（大量、微量）

碳源（蔗糖）

有機(jī)氮源（水解酪蛋白）

有機(jī)酸、維生素

植物生長激素等第6頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）單細(xì)胞分離1、酶解法選擇專一性水解酶在溫和的條件下將植物細(xì)胞壁物質(zhì)（纖維素果膠多糖）降解植物細(xì)胞壁物質(zhì)，從而使細(xì)胞彼此分開，這種方法稱為酶解法。經(jīng)常采用的生物酶包括：纖維素酶、果膠酶、瓊脂酶等生物酶。//機(jī)械法—外植體搗碎，然后過濾和離心。2、由植物培養(yǎng)組織（愈傷組織）中分離單細(xì)胞植物單細(xì)胞分離與小規(guī)模培養(yǎng)第7頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月酶解法Takebe等（1968）最早報(bào)道：用果膠酶處理可以分離大量的葉肉細(xì)胞加果膠酶過濾、離心第8頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月由愈傷組織誘導(dǎo)分離單細(xì)胞莖段步驟：①誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織；②愈傷組織反復(fù)繼代，使組織不斷增殖，提高愈傷組織的松散性；第9頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月?lián)u床用于振蕩繼代懸?、郏⊿uspensionculture)將愈傷組織在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，建立懸浮培養(yǎng)物120rpmculturetransfer1time/3d3weeks100-130目網(wǎng)過濾Centrifuge(離心）isolation第10頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）植物單細(xì)胞小規(guī)模培養(yǎng)看護(hù)培養(yǎng)飼養(yǎng)層培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞平板培養(yǎng)微室培養(yǎng)第11頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月看護(hù)培養(yǎng)

概念：用一塊愈傷組織或植物離體組織看護(hù)單細(xì)胞使其生長增殖的一種單細(xì)胞培養(yǎng)方法。第12頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月飼養(yǎng)層培養(yǎng)

將飼養(yǎng)細(xì)胞先用射線輻射處理，使其失去活性，然后將飼養(yǎng)細(xì)胞和培養(yǎng)細(xì)胞混合植板，經(jīng)過照射的細(xì)胞對于培養(yǎng)細(xì)胞能夠起到一個(gè)飼養(yǎng)作用。第14頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月雙層濾紙植板培養(yǎng)方法培養(yǎng)基飼養(yǎng)層細(xì)胞看護(hù)濾紙層轉(zhuǎn)移碟濾紙培養(yǎng)細(xì)胞第15頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月概念：將制備好的單細(xì)胞懸浮液，按照一定的細(xì)胞密度，接種在1mm左右的薄層固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，稱之為平板培養(yǎng)。

細(xì)胞平板培養(yǎng)法第17頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月微室培養(yǎng)

概念：人工制造一個(gè)小室，將單細(xì)胞培養(yǎng)在小室中的少量培養(yǎng)基上，使其分裂增殖形成細(xì)胞團(tuán)的方法，稱微室培養(yǎng)。第18頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月微室培養(yǎng)特點(diǎn)：

①能在顯微鏡下追蹤單細(xì)胞分裂增殖形成細(xì)胞團(tuán)的全過程。

②培養(yǎng)基少，營養(yǎng)和水分難以保持，pH值變動幅度大，培養(yǎng)細(xì)胞僅能短期分裂。

第20頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞同步化是指同一懸浮培養(yǎng)體系的所有細(xì)胞都同時(shí)通過細(xì)胞周期的某一特定時(shí)期。

同一培養(yǎng)體系中，細(xì)胞不同步使懸浮細(xì)胞的分裂、代謝以及生理、生化狀態(tài)等更趨復(fù)雜化，所以人們一直希望通過一定的技術(shù)途徑，使同一培養(yǎng)體系中的細(xì)胞能保持相對一致的細(xì)胞學(xué)和生理學(xué)狀態(tài)。細(xì)胞的同步化培養(yǎng)第21頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月①體積選擇法：用大、小孔徑篩網(wǎng)過濾、收集單細(xì)胞。②冷/低溫處理法：4℃低溫下處理幾天使細(xì)胞同步化后，再添加新的培養(yǎng)液培養(yǎng)。③饑餓法：控制營養(yǎng)液濃度，通過饑餓使細(xì)胞達(dá)到同步化，再添加營養(yǎng)液培養(yǎng)。④抑制法：使用抑制劑如尿苷、5-氟脫氧尿苷、秋水仙素等使細(xì)胞達(dá)到同步化。第22頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月無論何種細(xì)胞同步化處理，對細(xì)胞本身或多或少都有一定的傷害。如果處理的細(xì)胞沒有足夠的生活力，不僅不能獲得理想的同步化效果，還可能造成細(xì)胞的大量死亡，因此在進(jìn)行同步化處理之前，細(xì)胞必須進(jìn)行充分的活化培養(yǎng)。用于處理的細(xì)胞系最好處于對數(shù)生長期。第23頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞系和細(xì)胞株細(xì)胞系和細(xì)胞株概念原代培養(yǎng)物經(jīng)首次傳代成功即稱為細(xì)胞系（CellLine），因此細(xì)胞系可泛指一般可以傳代的細(xì)胞。是以一種細(xì)胞為主的、能在體外長期生存的不均一的細(xì)胞群體。第24頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月通過選擇法或克隆形成法從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得具有特殊性質(zhì)或標(biāo)志物的培養(yǎng)細(xì)胞稱為細(xì)胞株（CellStrain），也就是說，細(xì)胞株是用細(xì)胞系單細(xì)胞分離培養(yǎng)或通過篩選的方法，由單細(xì)胞增殖形成的細(xì)胞群。細(xì)胞株的特殊性質(zhì)或標(biāo)志必須在整個(gè)培養(yǎng)期間始終存在。第25頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞株篩選1、適合于工業(yè)化生產(chǎn)的細(xì)胞株必須滿足以下條件：（1）分散性好，適合大規(guī)模懸浮培養(yǎng)。（2）均一性好，細(xì)胞大小、生理狀態(tài)一致。（3）生長速度快培養(yǎng)周期短不易染菌。（4）目標(biāo)產(chǎn)物含量高，容易分離提取。（5）細(xì)胞遺傳穩(wěn)定。2、適合工業(yè)生產(chǎn)用細(xì)胞株的一般篩選流程：（自學(xué)）3、細(xì)胞株定向富集馴化4、人工誘變篩選第26頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

5、細(xì)胞株保存⑴繼代培養(yǎng)保存法懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞通過每隔1—2周換液進(jìn)行一次繼代培養(yǎng)。這種方法適合于短期保種。⑵低溫保存法一般選擇5--10℃的溫度下培養(yǎng)，每隔十天左右更換一次培養(yǎng)液。⑶冷凍保存包括低溫保存（-20℃）、超低溫保存（液氮-196℃）。第27頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月植物細(xì)胞大規(guī)模懸浮培養(yǎng)(cellsuspensionculture)

(1)細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的概念和意義懸浮培養(yǎng)是將單個(gè)游離細(xì)胞或小細(xì)胞團(tuán)懸浮在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)增殖的技術(shù)。第28頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月意義/優(yōu)點(diǎn)細(xì)胞可以不斷增殖，形成高密度的細(xì)胞群體，適于大規(guī)模培養(yǎng)；能夠提供大量較為均勻的細(xì)胞，為研究細(xì)胞的生長、分化創(chuàng)造方法和條件。第29頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月CellsuspensionPlantsArtificialseedsSecondaryproductsIsolationprotoplastsMutationselect細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的應(yīng)用第30頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞懸浮培養(yǎng)起始培養(yǎng)物的建立選擇適宜的外植體：幼胚、胚軸、子葉是最常使用的外植體。

選擇適宜的培養(yǎng)基：較高濃度激素；必要的附加物質(zhì)。

愈傷組織的要求：松散性好、增殖快、再生能力強(qiáng)。第31頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月建立細(xì)胞懸浮系第32頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月懸浮細(xì)胞的生長與增殖懸浮培養(yǎng)與固體培養(yǎng)比較有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是增加培養(yǎng)細(xì)胞與培養(yǎng)液的接觸面，改善營養(yǎng)供應(yīng)；二是在振蕩條件下可避免細(xì)胞代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)在局部積累而對細(xì)胞自身產(chǎn)生毒害；三是振蕩培養(yǎng)可以適當(dāng)改善氣體的交換。第33頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月懸浮培養(yǎng)細(xì)胞數(shù)目的增殖變化第34頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞生長各個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)：

滯后期（延遲期）:細(xì)胞很少分裂，其長短與接種量、大小和繼代時(shí)原種細(xì)胞所處的生長期有關(guān)；

對數(shù)生長期:細(xì)胞分裂活躍，細(xì)胞數(shù)目增加，增長速率保持不變

直線生長期:細(xì)胞生長和發(fā)育最明顯的時(shí)期

緩慢期:生長逐漸緩慢,培養(yǎng)液消耗將盡，有毒代謝物質(zhì)增多，氧氣減少；

靜止/平臺期:生長幾乎處于停止?fàn)顟B(tài)，細(xì)胞數(shù)目增加極少，甚至開始死亡。

衰亡期：細(xì)胞死亡速度加快，細(xì)胞開始快速自溶，死亡。

第35頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月成功的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系必須滿足三個(gè)條件：懸浮培養(yǎng)物分散性良好，細(xì)胞團(tuán)較小，一般在30～50個(gè)細(xì)胞，在實(shí)際培養(yǎng)中很少有完全由單細(xì)胞組成的植物細(xì)胞懸浮系。均一性好，細(xì)胞形狀和細(xì)胞團(tuán)大小大致相同。懸浮系外觀為大小均一的小顆粒，培養(yǎng)基清澈透亮，細(xì)胞色澤呈鮮艷的乳白或淡黃色。細(xì)胞生長迅速，懸浮細(xì)胞的生長量一般2～3天甚至更短時(shí)間便可增加一倍。第36頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月影響懸浮細(xì)胞生長的因素：

起始愈傷組織的質(zhì)量：松散性好、增殖快、再生能力強(qiáng)。其外觀一般是色澤呈鮮艷的乳白或淡黃色，呈細(xì)小顆粒狀，疏松易碎。

接種細(xì)胞密度：接種初期的細(xì)胞密度過低往往使延遲期加長，懸浮細(xì)胞的起始密度一般在0.5～2.5×105個(gè)細(xì)胞/毫升，低于這一密度則會使細(xì)胞生長延遲。

培養(yǎng)條件：方式、溫度、繼代周期第37頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的生物反應(yīng)器—自學(xué)生物反應(yīng)器是指用于高等生物細(xì)胞批量化培養(yǎng)的裝置及其相應(yīng)控制系統(tǒng)。機(jī)械攪拌式培養(yǎng)系統(tǒng)氣升式反應(yīng)器鼓泡式反應(yīng)器第38頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)，根據(jù)一個(gè)培養(yǎng)周期中是否添加培養(yǎng)基，可分為成批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)、半連續(xù)培養(yǎng)方式等。成批培養(yǎng)（batchculture）:指在一個(gè)培養(yǎng)體積中，接種細(xì)胞和添加培養(yǎng)基后，中途不添加培養(yǎng)基也不更換培養(yǎng)基的方式。植物細(xì)胞規(guī)?；囵B(yǎng)方式第39頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）:在培養(yǎng)過程中，不斷地向反應(yīng)器中添加培養(yǎng)基，同時(shí)以相同的流量從系統(tǒng)中取出培養(yǎng)液，從而維持培養(yǎng)系統(tǒng)的內(nèi)在細(xì)胞密度、產(chǎn)物濃度以及物理狀態(tài)相對平衡的培養(yǎng)方式。半連續(xù)培養(yǎng)（semi-continuousculture）:這是一種介于成批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)之間的培養(yǎng)方式，其基本方法是在完成上述成批培養(yǎng)的一個(gè)周期后，只從反應(yīng)器中取出大部分細(xì)胞懸液，保留小部分細(xì)胞懸液作為下一個(gè)培養(yǎng)周期的種子細(xì)胞，然后加入新鮮培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。第40頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月?植物細(xì)胞固定化需要采用固定劑，是一些多糖和多聚類化合物，常用的包括海藻酸鹽、瓊脂糖、卡拉膠等。1、海藻酸鹽固定化在Ca2+離子等多價(jià)陽離子的存在下，海藻酸鹽的羧基和Ca2+之間以離子鍵形成不溶于水的海藻酸鈣，從而在細(xì)胞表面形成凝膠。如果采用磷酸、檸檬酸、EDTA等螯合劑處理將Ca2+離子除去，又能使膠體溶解釋放出細(xì)胞。無菌空氣入口玻璃瓶細(xì)胞和褐藻酸鈉混合液 空氣出口形成膠體顆粒的噴射口 隔濾板裝有CaCl2溶液的燒瓶

植物細(xì)胞固定化方法海藻酸鹽固定化細(xì)胞步驟第41頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

常用方法：（1）滴入法：將細(xì)胞懸浮液與滅菌的含NaCl的卡拉膠溶液混勻，然后滴入含中KCl的培養(yǎng)基中，使其分散成小顆粒。過濾、清洗顆粒后轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。（2）模鑄法：將細(xì)胞-卡拉膠溶液注入柱形鑄模中形成顆粒。（3）兩相法：將細(xì)胞-卡拉膠溶液與無菌豆油或石蠟油攪拌混勻，形成液滴置于冰浴中不斷攪拌，凝固成均勻顆粒，再離心除去油相和大部分溶液。2、卡拉膠固定化第42頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

瓊脂糖(Agarose)固定化：（1）凝塊法：將細(xì)胞懸浮于滅菌的瓊脂糖中，攪拌待凝結(jié)包埋細(xì)胞后，將凝塊擠進(jìn)無菌金屬網(wǎng)中，使其分散成小顆粒。清洗顆粒后轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。（2）模鑄法：同卡拉膠法（3）兩相法：同卡拉膠法

優(yōu)點(diǎn)：與海藻酸鹽、卡拉膠等固定化方法相比，不需要其它離 子來保證膠的穩(wěn)定性。

不足：制得的顆粒較大、形狀不規(guī)則。3、瓊脂糖(Agarose)固定化第43頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

固定化后需要測定細(xì)胞存活率大小，方法有：（1）熒光染色觀察法：根據(jù)活細(xì)胞對FDA（二乙酸熒光素）黃綠色熒光染料能被吸收，而死細(xì)胞無法吸收原理鑒定。（2）呼吸強(qiáng)度測定：

用氧電極法測定固定化細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度判斷存活率。（3）細(xì)胞生長速率的測定：

通過測定細(xì)胞的濕重或干重增加率反映細(xì)胞活性大小。固定化細(xì)胞活力測定第44頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)次級代謝產(chǎn)物概述培養(yǎng)系統(tǒng)植物細(xì)胞規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)要點(diǎn)提高細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物的途徑細(xì)胞規(guī)?；囵B(yǎng)中的有關(guān)技術(shù)問題第45頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月概述長期以來，植物一直是許多化學(xué)品的主要資源，特別在制藥和食品加工業(yè)中更是不可缺少；據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至少有20%左右的藥物是由植物衍生而來，而且每年都有發(fā)現(xiàn)許多植物來源的新化合物。第46頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞代謝產(chǎn)物分為初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物。初級代謝產(chǎn)物（Primarymetabolites）是通過初級代謝產(chǎn)生的維持細(xì)胞生命活動必需的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂類等。次級代謝產(chǎn)物（Secondarymetabolites）是指植物中一大類并非植物生長發(fā)育所必需的小分子有機(jī)化合物，其產(chǎn)生和分布通常有種屬、器官組織和生長發(fā)育期的特異性。大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的小分子化合物，例如抗生素、激素、生物堿、毒素等。植物次生代謝產(chǎn)物次生產(chǎn)物在植物中的合成與分解過程稱為次生代謝。第47頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月不同種類的生物所產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物不相同，它們可能積累在細(xì)胞內(nèi)，也可能排到外環(huán)境中。由于次級代謝產(chǎn)物大多具有生物活性，因此是植物代謝產(chǎn)物研究的重點(diǎn)。第48頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

由于資源短缺和需求量增加，依靠從栽培植物提取天然的次級代謝產(chǎn)物途徑很難滿足人類需求，而利用植物細(xì)胞生物反應(yīng)器大量培養(yǎng)次生代謝產(chǎn)物成為最有效途徑。優(yōu)點(diǎn)：減少耕地占用，不受季節(jié)、地域限制；可以排除病菌和害蟲的影響(密閉無菌操作)；可通過選擇優(yōu)良株系和優(yōu)化培養(yǎng)條件提高代謝物產(chǎn)量；能通過改造生物合成途徑獲得新有用物質(zhì)。第49頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月植物次生代謝產(chǎn)物在醫(yī)藥、食品、輕化工業(yè)等領(lǐng)域具有重要意義

李時(shí)珍（1593）在《本草綱目》中所開列的1892種藥物絕大多數(shù)是植物藥物，目前仍有約25％的法定藥品來自植物。其藥物的有效成分均為次生產(chǎn)物。

第50頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1、藥用代謝產(chǎn)物

這是重要應(yīng)用領(lǐng)域，包括生物堿、萜類、苷類、酮類等。例如，紫杉醇（Taxol）是從紅豆杉屬植物中分離得到的一種二萜烯類化合物，治療乳腺癌、肺癌、卵巢癌等的藥物。通過植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)有價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物需求：僅美國每年就有50000名婦女患卵巢癌，每年需約24kg紫杉醇；還有約40000名婦女死于乳腺癌，年需求量將增至100kg。全世界每年需要500kg紫杉醇才能滿足廣大癌癥患者需求。生產(chǎn)1kg紫杉醇需要砍伐60年生大樹3000-4000棵。紫杉醇在樹皮、嫩芽中含量最高。若光從樹皮中提取紫杉，每年需砍伐150-200萬棵左右的大樹。第51頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月2、天然食品和食品添加劑

如胡蘿卜素、葉黃素、甜菊苷、辣椒素等，因?yàn)榛瘜W(xué)合成色素和甜味劑越來越受到擔(dān)心和嚴(yán)格限制。3、殺蟲劑和殺菌劑如利用萬壽菊細(xì)胞生產(chǎn)噻吩烷，香草生產(chǎn)魚藤酮?dú)⑾x劑。4、飼料、精細(xì)化工等產(chǎn)品如用培養(yǎng)的槡、榆等細(xì)胞，再加入大豆粉、糖、淀粉等可充足供應(yīng)蠶養(yǎng)殖業(yè)的飼料。精細(xì)化工產(chǎn)品種類繁多（36類），附加值高，具有功能性或最終使用性。除上述醫(yī)藥、農(nóng)藥、添加劑外，還包括染料、涂料、香精、洗滌劑、化妝品、金屬表面處理劑、芳香消臭劑等產(chǎn)品。第52頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第53頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

植物次級代謝產(chǎn)物的生物合成聚酮途徑：又稱乙酸丙二酸途徑，乙酰輔酶A通過直線式聚合生成脂肪酸和環(huán)狀次級代謝產(chǎn)物。聚酮類化合物的合成。莽草酸途徑：生物堿、類黃酮、香豆素等產(chǎn)物。甲戊二羥酸途徑：又稱甲瓦龍酸途徑，合成萜類、甾體、蒽醌等產(chǎn)物。第54頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）細(xì)胞株植物不同部位的細(xì)胞產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的能力是不同的，所以在進(jìn)行植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)有價(jià)值的代謝產(chǎn)物時(shí)，必須弄清楚產(chǎn)物的合成部位，也就是應(yīng)該考慮到不同部位來源細(xì)胞的特性。篩選出穩(wěn)定、高產(chǎn)、生長速度快的細(xì)胞株是細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)次生代謝產(chǎn)物的前提。缺乏適合的細(xì)胞株是目前許多代謝產(chǎn)物無法利用細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的主要限制之一。細(xì)胞遺傳特性植物次級代謝產(chǎn)物合成的影響因素第55頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月次級代謝產(chǎn)物的生物合成涉及多基因參與（基因簇），機(jī)制非常復(fù)雜，不同于蛋白質(zhì)合成，影響因素非常多。

結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行生物合成機(jī)制研究，揭示代謝 途徑及誘導(dǎo)合成機(jī)制是細(xì)胞培養(yǎng)的重要生物學(xué)問 題，有利于指導(dǎo)建立優(yōu)化的培養(yǎng)工藝與技術(shù)。（2）生物合成機(jī)制第56頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月②選擇適宜的起始材料

a.首先必須選擇能夠高效合成目的產(chǎn)物的植物種類。

b.再此前提下，起始培養(yǎng)材料還應(yīng)考慮器官和組織特異性，通常選取自然狀態(tài)下能夠積累次生產(chǎn)物的部位，這樣的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)后常具有合成目的產(chǎn)物的能力，或比較容易誘導(dǎo)合成目的產(chǎn)物。

提高細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物的途徑第57頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月③選擇合適的培養(yǎng)基成分

培養(yǎng)基的成分既有利于細(xì)胞大量生長繁殖，又有利于次生代謝產(chǎn)物大量產(chǎn)生。

一般來說，增加培養(yǎng)基的N，P、K的濃度能促進(jìn)細(xì)胞生長，而適當(dāng)增加糖濃度有利