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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。
第5章植物细胞培养与次生产物生产（5学时）教学目的与要求：深入了解植物细胞在离体条件下的生长特性，掌握植物细胞悬浮系的建立以及种细胞的筛选方法。
第一节、悬浮培养(suspension culture)一、悬浮培养悬浮培养是指将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术。
1．起始培养物的建立●选择适宜的外植体：幼胚、胚轴、子叶是最常使用的外植体。
●选择适宜的培养基：较高浓度激素浓度；必要的附加物质。
●愈伤组织的要求：松散性好、增殖快、再生能力强2．悬浮系的建立3．悬浮细胞的生长与增殖悬浮培养与固体培养比较有三个优点：一是增加培养细胞与培养液的接触面，改善营养供应；二是在振荡条件下可避免细胞代谢产生的有害物质在局部积累而对细胞自身产生毒害；三是振荡培养可以适当改善气体的交换。
影响悬浮细胞生长的因素：●起始愈伤组织的质量●接种细胞密度●培养条件：方式、温度、●继代周期一个成功的悬浮细胞培养体系必须满足三个条件：●悬浮培养物分散性良好，细胞团较小，一般在30～50个细胞以下，在实际培养中很少有完全由单细胞组成的植物细胞悬浮系。
●均一性好，细胞形状和细胞团大小大致相同。
悬浮系外观为大小均一的小颗粒，培养基清澈透亮，细胞色泽呈鲜艳的乳白或淡黄色。
●细胞生长迅速，悬浮细胞的生长量一般2～3天甚至更短时间便可增加一倍。
第三节、植物细胞大规模培养与次生代谢产物生产一、概述植物次生代谢产物是指植物中一大类并非植物生长发育所必需的小分子有机化和物，其产生和分布通常有种属、器官组织和生长发育期的特异性。
次生产物在植物中的合成与分解过程称为次生代谢。
1．植物产生代谢产物的类型植物次生产物种类繁多（据保守估计已超过2万种），根据分子结构不同大致分为：酚类化合物－黄酮类单酚类醌 类（苯醌、萘醌、蒽醌）萜类化合物－三萜皂甙甾体皂甙单萜、倍半萜、二萜含氮化合物－生物碱（真生物碱、伪生物碱、原生物碱）胺类（伯、仲、叔、季胺）非蛋白质氨基酸生氰甙多炔类、有机酸等2．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。
