【正文】 0年代以來 ， 利用植物培養(yǎng)物進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的研究迅速發(fā)展 。因此，生物轉(zhuǎn)化即不同于生物合成，也不同于生物降解。生物體系包括各種細(xì)胞、組織、器官、原生質(zhì)體、細(xì)胞器、無細(xì)胞提取物、游離酶和固定化酶。 ? 此后 ， 人參細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)人參皂苷 ， 黃連細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)小檗堿 ， 長春花細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)長春花堿 ，紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇等相繼取得成功 ， 迄今為止 ， 已經(jīng)從 400多種植物中分離出細(xì)胞 ， 并通過細(xì)胞培養(yǎng) ， 獲得 600多種化合物 。 ? 其他 氣體： O CO乙烯及其它。 除了研究細(xì)胞固定化化技術(shù)外 ， 規(guī)?；囵B(yǎng)組織器官生產(chǎn)次生產(chǎn)物也成為這一技術(shù)改進(jìn)的重要內(nèi)容 ，特別是通過發(fā)根農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 、 規(guī)?；囵B(yǎng)一些植物的發(fā)狀根生產(chǎn)次生產(chǎn)物 ， 已在人參 、 丹參 、 紫草 、顛茄 、 黃芪等植物中進(jìn)行了探索性研究 ， 并取得良好進(jìn)展 。 ?液－固系統(tǒng)是指提取相以固態(tài)形式存在于系統(tǒng)中，主要通過吸附分離目的產(chǎn)物，目前使用的主要有活性炭、硅酸鎂載體、沸石、蠶絲以及樹脂等。 根據(jù)分離相的性質(zhì)，兩相培養(yǎng)可分為液－液系統(tǒng)和液－固系統(tǒng)。 二步培養(yǎng)法 ? 先采用生長培養(yǎng)基以促進(jìn)生物量增長，再用合成培養(yǎng)基促進(jìn)次生代謝產(chǎn)物合成和積累。 5．培養(yǎng)技術(shù)的選擇 培養(yǎng)技術(shù)的選擇不僅要考慮細(xì)胞生長和產(chǎn)物積累的效率 ， 同時還應(yīng)考慮技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)成本 。 激發(fā)子 適宜濃度 （ mmolL1） 與對照比提高 產(chǎn)物效率（倍） MJA 花生四烯酸 硝酸柿胺 水楊酸 硝酸鹽 選擇有利于次生產(chǎn)物合成的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是高效生產(chǎn)目的產(chǎn)物的基本前提 。 ? 微生物誘導(dǎo)子 真菌 （ 菌絲體 、 細(xì)胞壁片段 、 培養(yǎng)液 ） 、 酵母菌提取液 （ YE） ? 寡糖 殼多糖 、 黃原膠 、 巖藻依聚糖 、 葡聚糖 ? 蛋白類 殼多糖酶 、 纖維素酶 、 果膠酶 、 糖蛋白 ? 第二信使 Ca2+、 cAMP、 茉莉酮酸及其甲氧基酯 ? 其他 有機(jī)酸 （ 花生四烯酸 ） 、 紫外線照射 、 金屬離子 、 植物細(xì)胞壁 、 除草劑 、 殺蟲劑 、 液體石蠟 、 瓊脂糖 、 纖維素等 圖 誘導(dǎo)子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)介導(dǎo)茉莉酸應(yīng)答的 ORCA 轉(zhuǎn)錄因子的基因表達(dá)的模型 激發(fā)子促進(jìn)次生產(chǎn)物積累與其種類和濃度有關(guān) 。 內(nèi)源激發(fā)子是來源于植物結(jié)構(gòu)的化合物 。 生物激發(fā)子根據(jù)其來源不同又可分為外源性激發(fā)子 （ exogenous elicitor） 和內(nèi)源性激發(fā)子（ endogenous elicitor） 。 目前使用的激發(fā)子可分為兩類： 一類是非生物激發(fā)子 （ abiotic elicitor） ，如輻射 、 金屬離子等 。一些次生代謝途徑中 ， 過量的底物反而會產(chǎn)生反饋抑制 。 多數(shù)前體物質(zhì)對細(xì)胞生長本身并不十分有利 ，因此 ， 前體物質(zhì)的添加時間也常常影響培養(yǎng)效率 。 3．前體（ precursor）的應(yīng)用 植物細(xì)胞次生代謝是一個復(fù)雜的生理生化過程 ， 對于某一目的產(chǎn)物來講可能有多種前體物質(zhì) ， 而同一種前體物質(zhì)又可能有多條代謝路徑從而形成不同的代謝產(chǎn)物 。 選擇適當(dāng)?shù)那绑w物質(zhì)是相當(dāng)重要的 。 一般來說 ， 增加培養(yǎng)基的 N、 P和 K的濃度能促進(jìn)細(xì)胞生長 ， 而適當(dāng)增加糖濃度則有利于次生產(chǎn)物的合成 。可以通過篩選、誘變等手段獲得次生代謝物合成能力穩(wěn)定的高產(chǎn)細(xì)胞系加以解決。 ? 細(xì)胞組系選擇； 培養(yǎng)細(xì)胞種群的結(jié)構(gòu)大小、核型、代謝行為不同，可能與培養(yǎng)的外植體有關(guān)，不過大部分變化是由培養(yǎng)行為產(chǎn)生的。 ?愈傷組織的培養(yǎng)具有初步分化或部分分化的結(jié)構(gòu) ，可以積累較多的產(chǎn)物 ， 但是 ， 它在形成連續(xù)生產(chǎn)方面卻極為不利 。 2． 植物細(xì)胞的特性 、 細(xì)胞系的選擇 ?次生代謝物的積累與培養(yǎng)細(xì)胞的分化程度之間存在正相關(guān) 。 ?中間型 ?非生長偶聯(lián)型 ?生長偶聯(lián)型 植物細(xì)胞生長于次生產(chǎn)物積累的相關(guān)性（ 引自 Endress R， 1994 ） I組 對數(shù)生長后期積累 單冠毛菊 花色素苷 玫瑰 酚醛 曼陀羅屬、莨菪 屬 托品類生物堿 穿心蓮屬 內(nèi)酯、倍半萜類 巴戟天屬 蒽醌類 II組 快速生長期積累 楊屬 花色素苷 胡蘿卜屬 肉桂酸 III組 與細(xì)胞生長平行積累 長春花屬 長春花堿 煙草屬 煙堿 藜屬、商陸屬 β花青苷 唐松草屬 小檗堿 薯蕷屬 薯蕷皂甙配基 白屈菜屬 血根堿 藥鼠李 蒽醌 IV組 穩(wěn)定期積累 阿米屬 visnagin Paul’s紅玫瑰 綠原酸 培養(yǎng)植物種屬 產(chǎn) 物 紫草 紫草寧 提高細(xì)胞次生產(chǎn)物產(chǎn)量的途徑 1． 選擇適宜的起始材料 ? 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)物部位的細(xì)胞，這樣的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)以后常常具有合成目的產(chǎn)物的能力，或比較容易誘導(dǎo)合成目的產(chǎn)物。蒽醌類物質(zhì)合成的植物細(xì)胞，托品類生物堿類合成的植物細(xì)胞等屬于此類型； 產(chǎn)物合成在細(xì)胞生長停止以后。 培養(yǎng)細(xì)胞的次生代謝及產(chǎn)物積累 ? 培養(yǎng)條件下的植物細(xì)胞次生產(chǎn)物積累特性 ? 提高細(xì)胞次生產(chǎn)物產(chǎn)量的途徑 ? 次生產(chǎn)物生產(chǎn)實例 培養(yǎng)條件下的植物細(xì)胞 次生產(chǎn)物積累特性 根據(jù)植物細(xì)胞生長與產(chǎn)物合成的關(guān)系可分為三大類型 : 產(chǎn)物合成與細(xì)胞生長成正比。 Okamura等曾采用此途徑使胡蘿卜懸浮細(xì)胞較好的同步化 。 流式細(xì)胞儀的使用可以大大提高分選效率和精確程度 ， 但由于儀器的昂貴和操作的復(fù)雜性的限制 ， 這一技術(shù)短期內(nèi)很難普遍使用 。 精細(xì)度較差 。 分選法： 通過細(xì)胞體積大小分級是直接將處于相同周期的細(xì)胞進(jìn)行分選 ， 然后將同一狀態(tài)的細(xì)胞繼代培養(yǎng)于同一培養(yǎng)體系中 ， 從而可能保持相同培養(yǎng)體系中的細(xì)胞具有較好的一致性 。 常 用 抑 制 主 要 有 5 － 氟 脫 氧 尿 苷 （ 5flouorodeoxyuridine ， FudR ） 和 羥 基 尿（ hydoxyurea， HU） 。 研究顯示 ， 當(dāng)細(xì)胞處于氮饑餓時 ， 通常獲得 G1期的同步化細(xì)胞 ， 當(dāng)細(xì)胞處于磷和碳饑餓時 ， 則獲得 G1和 G2期的同步化細(xì)胞 （ Chawla， 1999） 。 饑餓導(dǎo)致的細(xì)胞分裂受阻常常是使細(xì)胞不能合成 DNA， 即不能進(jìn)入 S期 ， 或細(xì)胞分裂不能進(jìn)行 ，