【正文】 移 ? 一些酶或非酶的降解物及產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)在細(xì)胞中積累對(duì)目的產(chǎn)物的合成有反饋抑制的作用。固定化培養(yǎng)的細(xì)胞的聚集化和部分組織化為提高細(xì)胞次生代謝物的產(chǎn)量提供了兩個(gè)條件 : ? （ 1）固定化細(xì)胞的組織化水平越接近整體植株水平，越能以與整體植株相同的方式對(duì)環(huán)境因子的刺激起反應(yīng) 。目前最基本、最普遍采用的方法是包埋法，因?yàn)樵摲椒ú僮飨鄬?duì)簡(jiǎn)單且無(wú)毒性。如在食品領(lǐng)域，在固定化葡萄糖異構(gòu)酶的作用下規(guī)?；a(chǎn)高果糖玉米糖漿；在制藥行業(yè)，第一個(gè)利用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)規(guī)?；a(chǎn)的物質(zhì)是在被固定化的盤尼西林?；D(zhuǎn)移酶的作用下生產(chǎn)盤尼西林；另外還有甲基毛地黃毒苷的 12β 羥基化轉(zhuǎn)化為甲基地高辛，它是在 20L或 300L的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體系實(shí)現(xiàn)的，研究結(jié)果顯示在 20L的氣升式反應(yīng)器中葡萄糖含量達(dá)到 8%時(shí)基質(zhì)中地高辛的轉(zhuǎn)化率達(dá)到 80%；此外還有桔梗細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體系對(duì)斑蝥素（ catharidin）的生物轉(zhuǎn)化研究，原先毒副作用較大的該物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為無(wú)毒副作用的一對(duì)差向異構(gòu)體 1β 羥基斑蝥素（ Ⅱa ） 和 1α 羥基斑蝥素（ Ⅱb ）。苯丙烷合成途徑中，苯丙氨酸經(jīng)過多次酶促反應(yīng)，可分別合成 香豆素、木質(zhì)素、芪、類黃酮和異黃酮 等多酚類代謝產(chǎn)物。苯丙氨酸裂解酶 PAL、肉桂酸 4羥基化酶（ C4H）、 4香豆酰 CoA連接酶（ 4CL）是苯丙烷類代謝途徑中的關(guān)鍵酶，也是合成途徑中的限速酶，它們?cè)谥参锉奖榇紊x物合成途徑中位于代謝支路的分叉口或位于次生代謝物合成途徑的下游，負(fù)責(zé)合成酚類次生代謝物一般合成前體。其中 3羥甲基戊二酰 CoA還原酶（ HMGR）、單萜還原酶（ MC）、二萜環(huán)化酶（ DC）、倍半萜環(huán)化酶（ SC）、鯊烯合成酶是異戊二烯代謝途徑中的限速酶。生物堿合成過程中的吲哚 3甘油磷酸酶（ BX1）、 STR、酪氨酸 /多巴脫羧酶（ TYDC）、 BBE等可能是限速酶。 （ 3）利用毛狀根進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化研究，可以產(chǎn)生某些新奇的化合物，為制藥提供新的試材 。 ? 毛狀根培養(yǎng)目前的轉(zhuǎn)化方法有直接注射法、接種感染法和共培養(yǎng)法，其中接觸感染法因操作簡(jiǎn)便易行最為常用。 T一DNA指導(dǎo)的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的合成導(dǎo)致轉(zhuǎn)化植物冠癭瘤的形態(tài)發(fā)生。張蔭麟報(bào)道了利用毛狀根和冠癭瘤在無(wú)激素培養(yǎng)基上，光照條件下分化出了轉(zhuǎn)化的再生植株，并選出了 1個(gè)高產(chǎn)株系。 ? 反義技術(shù)用于調(diào)節(jié)亞麻屬的一種植物 (linuns favum)發(fā)根中內(nèi)植醇脫氧酶活性抑制了分支代謝中木質(zhì)素分子的合成，而使抗癌物 5一甲氧基鬼臼毒素的含量提高。 Mahagaekera研究發(fā)現(xiàn)顛茄 Duboisia hybrid的冠癭組織共培養(yǎng)時(shí)，能使二者單獨(dú)培養(yǎng)不能產(chǎn)生的莨菪胺合成，其含量顯著增加。當(dāng)農(nóng)桿菌侵染植物并將 T一 DNA整合至植物基因中，在植物細(xì)胞內(nèi)的 iaaM和iaaH基因分別表達(dá)色氨酸單加氧酶及吲哚乙酸酰胺水解酶，這 2個(gè)酶共同作用合成 IAA。 ? 迄今為止，高等植物誘導(dǎo)毛狀根生產(chǎn)次生代謝物質(zhì)已涉及到31科 100余種植物，其中包括 23科 50余種藥用植物，如黃花煙草、曼陀羅、顛茄、莨菪、長(zhǎng)春花、紫草、紅豆杉、人參、黃連等。 毛狀根培養(yǎng)技術(shù)的特點(diǎn) （ 1）毛狀根培養(yǎng)不需加外源激素和暗培養(yǎng)的情況下生長(zhǎng)迅速、分枝多 。 （ 1）生物堿合成途徑 （ 2）生物堿合成代謝調(diào)節(jié) ? 植物生物堿主要有萜類吲哚生物堿、芐基異喹啉生物堿、茛菪堿和煙堿、嘌呤生物堿等，它們均有其特定的生物合成途徑。各種萜類次生代謝物的合成在細(xì)胞內(nèi)具有明顯的分隔，其中倍半萜主要在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成，而二萜和單萜則在質(zhì)體內(nèi)合成。 ? 苯丙烷中央代謝途徑、類黃酮和異黃酮合成支路均以代謝頻道存在。 黃酮類化合物 是色原烷（ chromane）或色原酮（ chromone）的 2或 3苯基衍生物，泛指由 2個(gè)芳香環(huán) A和 B 通過中央三碳鏈相互連接而成的一系列化合物，可以將黃酮類化合物分為 14種主要類型；簡(jiǎn)單酚類 是含有一個(gè)被羥基取代的苯環(huán)化合物； 醌類 是由苯系多環(huán)烴碳?xì)浠衔铮ㄈ巛?、蒽等）衍生的芳香二氧化合物，根?jù)其環(huán)系統(tǒng)可分為苯醌、萘醌和蒽醌。 利用生物體系產(chǎn)生的酶對(duì)外源化合物進(jìn)行的酶催化反應(yīng)。 ? 自 1979年 BRODELIUS等首次利用藻酸鈣凝膠固定化培養(yǎng)毛地黃和長(zhǎng)春花生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物以來，目前已成功固定化了幾十種植物細(xì)胞。 3．毛狀根培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 ? 后述 4．固定化培養(yǎng)技術(shù) ? 該技術(shù)是將細(xì)胞固定于載體上在固定化反應(yīng)器中培養(yǎng)的方法。細(xì)胞的透性可以通過測(cè)定初生代謝過程中酶的活性來監(jiān)控，這些酶包括己糖激酶、葡萄 6 磷酸脫氫酶、異檸檬酸脫氫酶、蘋果酸和檸檬酸合成酶等。目前國(guó)外還采用一種 突變種篩選法 ，其原理是把一些細(xì)胞毒性抑制劑如 p 氟苯丙氨酸（ PFP）、 5 甲基色氨酸、草苷磷、維生素 H等加入到要篩選的細(xì)胞培養(yǎng)體系中，那些耐藥性強(qiáng)且經(jīng)過一段時(shí)間培養(yǎng)生長(zhǎng)正常的細(xì)胞系就可能是所要求的高產(chǎn)細(xì)胞系。迄今為止，全世界已經(jīng)有 1 000多種植物進(jìn)行過細(xì)胞培養(yǎng)的研究。 （ 2）可以在生物反應(yīng)器中進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)，并通過控制環(huán)境條件得到超過整株植物產(chǎn)量的代謝產(chǎn)物 。 ? 截止到 1998年底，我國(guó)正式登記注冊(cè)的植物農(nóng)藥品種達(dá)到 16種之多，生產(chǎn)廠家達(dá) 40家，品種包括煙堿、苦參堿、印楝素、魚藤酮、茴蒿素、藜蘆堿、苦皮藤素、川楝素、毒藜?jí)A、茶皂素、乙蒜素等。目前，已經(jīng)分離鑒定的檸檬素類化學(xué)物有 300多種，其它多種植物次生代謝產(chǎn)物活性成分的組分和化學(xué)結(jié)構(gòu)還在研究中。從結(jié)構(gòu)上看，這 4種活性成分主要為 三萜類物質(zhì) ，結(jié)構(gòu)與類固醇、甾類有機(jī)化合物等激素類物質(zhì)相類似。采用 CO2作超臨界萃取出的產(chǎn)物比蒸汽蒸餾高溫萃取更近似于原始材料。 2. 蒸汽萃取技術(shù) ? 使用氣態(tài)萃取技術(shù)比液態(tài)更好地穿過預(yù)處理的材料，產(chǎn)生有效的接觸面積，并且，小分子的化合物在氣態(tài)中的擴(kuò)散度比液態(tài)要高，因此，在氣態(tài)萃取過程中，次生代謝產(chǎn)物的回收率要超過液態(tài)萃取過程。 ）mg/L，優(yōu)于著名的殺蚜生物堿毒黎堿和煙堿。 ? 鬧羊花素 Ⅲ 和黃杜鵑花乙酸乙酯提取物對(duì)亞洲玉米螟 3齡幼蟲具有強(qiáng)烈的生長(zhǎng)抑制作用，其致死中濃度 LC50質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 。 ? 用乙醚、丙酮、乙醇 3種有機(jī)溶劑浸提 苦瓜葉片提取液 涂抹白菜葉飼養(yǎng)小菜蛾幼蟲。 、生殖及存活的抑制作用 ? 有些植物可以在體內(nèi)合成一些抑制昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育的次生物質(zhì)（ 苯甲酸、水楊酸、棉子酸、蕓香酸等 ），昆蟲吞噬后，生活周期延長(zhǎng)，增加了暴露給捕食生物、寄生物、病原微生物和不利氣候條件的時(shí)間，從而減少昆蟲的數(shù)量，減輕取食壓力；或者植物體內(nèi)含有各種昆蟲激素或類似物質(zhì)（如蛻皮激素、保幼激素、抗保幼激素 等），昆蟲吞噬后可干擾原來的激素調(diào)節(jié)機(jī)制，使昆蟲不能正常發(fā)育，甚至死亡。通常植物產(chǎn)生一些揮發(fā)性次生物質(zhì)，能夠引起昆蟲負(fù)趨向運(yùn)動(dòng)和無(wú)定向移動(dòng)，從而可避免或抵御昆蟲取食。 紫背金盤 辣蓼， 全草有毒，其中的天然產(chǎn)物蓼二醛具有很好的昆蟲拒食活性。 三、植物次生物質(zhì)對(duì)害蟲的防御作用 1. 植物次生物質(zhì)的拒食、驅(qū)避作用 2. 植物次生物質(zhì)對(duì)昆蟲生長(zhǎng)、生殖及存活的抑制作用 3. 植物次生物質(zhì)對(duì)昆蟲的毒殺作用 1. 植物次生物質(zhì)的拒食、驅(qū)避作用 許多害蟲有時(shí)雖能接近甚至附著在某些植物體上，但卻不能取食或者很少取食，其原因是這些植物體內(nèi)含有抗拒昆蟲取食的次生物質(zhì)。 如水稻葉片中的 P— 香豆酸 含量與水稻抑制稗草生長(zhǎng)的關(guān)系密切。 2. 防治蟲害 有些次生物質(zhì)對(duì)昆蟲表現(xiàn)為毒殺、忌避、拒食、抗產(chǎn)卵、抑制昆蟲生長(zhǎng)等作用。植物在同昆蟲為害的斗爭(zhēng)過程中產(chǎn)生了一套防御機(jī)制，其中最重要的是化學(xué)物質(zhì)，其次是形態(tài)結(jié)構(gòu)。 昆蟲是植物生態(tài)環(huán)境中的一部分，對(duì)植物次生性化合物質(zhì)的演化有直接影響；同時(shí)，植物所含的這些化合物質(zhì)也對(duì)昆蟲為害施加制約。 植物凝聚素 能防治病害，如：小麥、大豆和花生的凝聚素能抑制多種病原菌的菌絲生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)，水稻胚中的凝聚素能使稻瘟病的孢子凝聚成團(tuán)，甚至破裂。 3. 防治雜草，提高植物種間競(jìng)爭(zhēng)能力 植物能通過產(chǎn)生和釋放次生物質(zhì)，抑制鄰近的其他植物的生長(zhǎng)發(fā)育。鞣質(zhì)有毒，植食性動(dòng)物吃后明顯抑制生長(zhǎng)。紫背金盤氯仿提取物氯仿提取物的拒食效果高于甲醇提取物。 1. 植物次生物質(zhì)的拒食、驅(qū)避作用 （ 2）植物次生物質(zhì)的驅(qū)避作用 植物體內(nèi)通過次級(jí)代謝產(chǎn)生驅(qū)