植物細胞培養(yǎng)ppt課件(參考版)
2025-05-04 02:17本頁面
【正文】 培養(yǎng)基的成分包括培養(yǎng)條件要通過一定的實驗才能選擇出既有利于細胞大量生長繁殖又有利于次生代謝產(chǎn)物大量產(chǎn)生的培養(yǎng)基 。 5．細胞大規(guī)模培養(yǎng)有哪些培養(yǎng)系統(tǒng)？ 6．植物細胞規(guī)模培養(yǎng)與次生產(chǎn)物生產(chǎn)前景及需要研究解決的問題。 剪切力對植物細胞的傷害主要表現(xiàn)在機械損傷，表現(xiàn)為細胞團變小，細胞破損等，從而造成細胞內(nèi)含物釋放到培養(yǎng)基中，從而改變了培養(yǎng)系統(tǒng)的物理特性如 PH，流變特性等，進而影響整個培養(yǎng)系統(tǒng)的細胞生長和產(chǎn)物積累。但機械消泡效果常不如化學(xué)消泡迅速徹底，同時機械消泡也會增加培養(yǎng)裝置的復(fù)雜性。實際應(yīng)用中必需根據(jù)所培養(yǎng)的植物種類、次生產(chǎn)物特性具體選擇 機械消泡是靠機械裝置實現(xiàn)的。 化學(xué)消泡劑必需滿足以下條件 ： (1) 具有較低的表面張力和一定的親水性，以使消泡劑對氣 /液界面的分散系數(shù)足夠大，消泡作用迅速有效； (2) 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在水中的溶解度小，不與次生產(chǎn)物起任何化學(xué)反應(yīng)，對植物細胞無毒害； (3) 不影響氣體在營養(yǎng)液中的傳遞和溶解； (4) 來源方便，價格便宜。 4．泡沫和表面粘附性植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)中易產(chǎn)生大量的泡沫，且覆蓋有蛋白質(zhì)和粘多糖，因而粘性大，細胞極易被包埋在其中從循環(huán)的培養(yǎng)液中帶出來，形成非均相培養(yǎng)而影響培養(yǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)率。 溶氧濃度：曾在不同氧濃度下對毛地黃細胞培養(yǎng)進行培養(yǎng)，結(jié)果顯示，當(dāng)培養(yǎng)基氧濃度從 10%飽和度上升至 30%時，細胞的生長速率從 ，如果溶氧濃度繼續(xù)上升至 40%飽和度時，細胞生長速率反而下降至 CO2： 植物細胞能非光合地利用 CO2，如在通氣調(diào)節(jié)過程中，混入 2%－ 4%的 CO2即能消除高通氣速率對長春花細胞生長和產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的不利影響。 在相同物質(zhì)濃度下，大細胞團的營養(yǎng)液表觀粘度明顯大于小細胞團培養(yǎng)液的表觀粘度。 如煙草培養(yǎng)液的表觀粘度培養(yǎng)過程中主要是由培養(yǎng)細胞密度的增加引起的，當(dāng)細胞密度低于 7gL1時，培養(yǎng)液的粘度基本保持不變，而當(dāng)細胞密度高于此值時，培養(yǎng)液的粘度即增加。 為了同時滿足細胞生長和產(chǎn)物合成的需要，通常需要在不同階段使用不同的培養(yǎng)基，即兩階段培養(yǎng) 為了解決產(chǎn)物對合成的反饋抑制可以采用兩相培養(yǎng)技術(shù)， 液 液系統(tǒng)：分離相常用的有液體石蠟、烷類化合物、甘油等 液 固系統(tǒng)：常用的有活性炭、硅酸鎂載體、沸石、蠶絲、樹脂等。 A、非生物激發(fā)子，如輻射、金屬離子等 B、生物激發(fā)子，（外源激發(fā)子，多來源于微生物，內(nèi)源激發(fā)子，來源于植物本身的物質(zhì)，如降解細胞壁的酶類，細胞碎片、寡聚糖等。因此，人為合理的應(yīng)用這些誘導(dǎo)因子，就有可能提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量。 激發(fā)子的應(yīng)用 植物細胞次生代謝除了自身的遺傳或發(fā)育基礎(chǔ)外，通常還與誘導(dǎo)因子有關(guān)。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。如紫草寧的合成。如長春花屬植物中的長春花堿的合成、煙草細胞的煙堿合成、薯蕷屬植物中的薯蕷皂甙的合成等； 中間型 產(chǎn)物僅在細胞生長下降時合成，細胞處于指數(shù)生長期或停止生長產(chǎn)物都不合成。 如果采用固相培養(yǎng)方式生產(chǎn)次生產(chǎn)物，一般均需采用兩步法建立體系。 兩步法：用于目的產(chǎn)物合成在細胞生長發(fā)育到一定時期進行，細胞生長和產(chǎn)物合成需要不同的培養(yǎng)基的類型。 可以較容易地控制培養(yǎng)系統(tǒng)的理化環(huán)境，從而可以研究特定的代謝途徑，并便于調(diào)節(jié)； 植物細胞固定化培養(yǎng)時必須考慮以下幾個問題 ① 所選用的植物細胞的次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量是否很高，細胞生長速度是否較慢并能維持較長時間的生活能力； ② 所選用的固定支持物對細胞的存活是否有影響，對產(chǎn)物的合成是否有阻礙； ③ 終產(chǎn)物是否能釋放到培養(yǎng)基中，如果產(chǎn)物不釋放到培養(yǎng)基中，是否能采用物理 (電擊 )或化學(xué) (離子滲透法 )方法使其釋放而又不影響細胞生活力。這樣，下滴的營養(yǎng)液流經(jīng)大部分細胞，亦即 滴液區(qū) 比例大大提高，次生物質(zhì)的合成大為增強，同時占地面積大為減小。不過它占地面積大，累積次生代謝物較多的滴液區(qū)所占比例不高；而且在這密封的體系中氧氣的供應(yīng)時常成為限制因子，經(jīng)常還得附加提供無菌空氣的設(shè)備。無菌液罐被緊固定在培養(yǎng)床的上方，通過管道向下滴注培養(yǎng)液。本系統(tǒng)由培養(yǎng)、液罐和動泵等構(gòu)成。 固定化培養(yǎng)系統(tǒng) 細胞固定化培養(yǎng)技術(shù)按照其支持物不同可以分為兩大類： 包埋式固定化培養(yǎng)系統(tǒng)：支持物多采用瓊脂、瓊脂糖、藻酸鹽、聚丙烯酰胺等； 附著式固定化
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