【正文】 植體的傷口長(zhǎng)出的細(xì)胞團(tuán)，既是組織，又是脫分化細(xì)胞 Callus ? 毛狀根 (hairy root)：受到發(fā)根農(nóng)桿菌感染后形成的根組織，易于培養(yǎng)，改變了植物的次生代謝。 ? 分化的根莖葉中仍保留少數(shù)未分化或分化程度不高的細(xì)胞（遺留的胚性細(xì)胞） ? 細(xì)胞的脫分化 （ dedifferentiation):特定條件下，分化細(xì)胞被誘導(dǎo)，基因活動(dòng)模式發(fā)生變化，改變?cè)械陌l(fā)育途徑，失去原有的分化狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)榫叻稚芰Φ呐咝约?xì)胞。 ? 一類為生理活性物質(zhì)，如 酶 、 維生素 、 植物激素 、植物殺菌素 等 三、植物細(xì)胞的生物學(xué)特性 ? 細(xì)胞的全能性 : 一個(gè)細(xì)胞所具有的產(chǎn)生完整生物個(gè)體的固有能力。 ? 植物組織（細(xì)胞）培養(yǎng)的次生代謝產(chǎn)物見表 51 一、植物細(xì)胞工程發(fā)展簡(jiǎn)史 ? 1902年，德國(guó) Haberlandt提出了 細(xì)胞全能性學(xué)說 ，并進(jìn)行了植物葉肉細(xì)胞、髓細(xì)胞、腺細(xì)胞、氣孔保衛(wèi)細(xì)胞、表皮細(xì)胞的培養(yǎng)試驗(yàn) ,奠定了細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。 第一節(jié) 概述 利用組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)藥用成分 ? 植物組織及細(xì)胞培養(yǎng)過程中，所產(chǎn)生的次生代謝物常存在于細(xì)胞內(nèi)，可以收獲細(xì)胞進(jìn)行提取，因所含色素等 雜質(zhì)較少 ，所以提取過程相對(duì)于從原植物中 提取要簡(jiǎn)單 一些。第五章 植物細(xì)胞工程制藥 ? ，采用植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù) 培養(yǎng)植物的細(xì)胞，組織，器官 以獲得有 藥用價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物 。 ? 改變植物或植物細(xì)胞的原有性狀和功能 ，獲得具有優(yōu)良性狀的植株或植物細(xì)胞，生產(chǎn)有藥用價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物 。 ? 植物培養(yǎng)細(xì)胞中 有效成分含量高 于原植物中的含量 ? 培養(yǎng)周期短 ，有利于節(jié)約成本大規(guī)模生產(chǎn) ? 與哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)相比，植物表達(dá)系統(tǒng)具有 耗費(fèi)極低 而生產(chǎn)蛋白復(fù)合物量大的潛力， ? 而且植物表達(dá)系統(tǒng)不存在來自動(dòng)物、細(xì)菌或者病毒病原體的 污染 問題。 ? 之后至 30年代，建立了基本的植物組織培養(yǎng)技術(shù) 50年代期間，組織培養(yǎng)進(jìn)入新的階段 ? 培養(yǎng)基的設(shè)計(jì) ? 生物反應(yīng)器 ? 培養(yǎng)動(dòng)力學(xué)等 ? 用于次級(jí)代謝產(chǎn)物的 調(diào)控研究 ? 80年代后，高速發(fā)展時(shí)期 ? 分子生物學(xué)技術(shù)改變植物遺傳特性 ? 植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行有藥用價(jià)值的天然產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)和直接生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物成為主流 ? 目前，我國(guó)處于此方面的領(lǐng)先 二、植物細(xì)胞的藥用成分 ? 市售中成藥的 25%來源于植物提取藥物或半合成藥物 ? 一類為植物后含物，為細(xì)胞儲(chǔ)液或廢棄物，包括生物堿 、 揮發(fā)油 和 有機(jī)酸 。 ? 植物干細(xì)胞 ：植物胚性細(xì)胞（ embryogenic cells）即合子。 ? 已分化的細(xì)胞要表現(xiàn) 全能性 ，首先要脫分化形成分生細(xì)胞，然后再分化形成胚胎發(fā)育成植株 ? 脫分化條件： 創(chuàng)傷和外源激素 。 ? 次生代謝產(chǎn)物 ：保持植物的抗逆性，抗病性和抗蟲性，及擔(dān)當(dāng)信號(hào)分子。干重恒定，細(xì)胞數(shù)、DNA和蛋白質(zhì)濃度增加，有絲分裂活性、 RNA含量和蛋白質(zhì)合成能力減少； ? 對(duì)數(shù)期： 介于最大生長(zhǎng)率和蛋白質(zhì)合成完全停止期之間。細(xì)胞高液泡化，極度脆弱，高度分化及有機(jī)化合物的高濃度。 ? （ 3）植物細(xì)胞好氣，培養(yǎng)過程中 需供氣及攪拌 ，但細(xì)胞壁脆弱，抗剪切能力小，傳統(tǒng)的攪拌式反應(yīng)器極易損傷細(xì)胞壁 二、植物細(xì)胞培養(yǎng)基 ? 植物細(xì)胞生長(zhǎng)代謝特點(diǎn)： ?（ 1）需大量無機(jī)鹽 ?（ 2）需多種維生素和植物生長(zhǎng)激素 ?（ 3）無機(jī)氮源，硝酸鹽，銨鹽為主。 ? MS培養(yǎng)基 是目前應(yīng)用最多最普遍的培養(yǎng)基。并且因?yàn)殡x子濃度高，在配制、貯存、消毒過程中，即使有些成分略有出入，也不致影響培養(yǎng)基中的離子平衡 。 ? White的無機(jī)鹽含量較低 ， 適于 生根培養(yǎng) 。 ? 凡是花藥培養(yǎng)中常用的培養(yǎng)基 ， 其成分較簡(jiǎn)單 ， 且 KN03和 (NH)2N04含高。 借生長(zhǎng)激素調(diào)控生長(zhǎng)分化，以及細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，獲得最大量的次生代謝產(chǎn)物 ? 生長(zhǎng)素 （用來誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂、愈傷組織形成和根的分化）：組織培養(yǎng)中常用的有： ? 吲哚乙酸 (IAA)：第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)和人工合成的的激素 ? 二氯本氧乙酸 (2,4D)；萘乙酸 (NAA)；吲哚 3丁酸 (IBA)；萘氧乙酸 (NOA)；對(duì)氯苯氧乙酸 (PCPA) ? NAA、 IAA、 IBA易引起生根， 2,4D有利于愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng) ? 細(xì)胞分裂素 主要促進(jìn)細(xì)胞分裂和由愈傷組織上或器官上分化不定芽。 ? 非生物誘導(dǎo)子 ：水楊酸，茉莉酸等 ,稀土及重金 屬鹽類 ? 生物誘導(dǎo)子 ：微生物類，如真菌孢子，菌絲體 真菌培養(yǎng)物濾液等 ? （四）碳源 細(xì)胞培養(yǎng)過程中不進(jìn)行光合作用，需提供糖做碳源。 三、植物細(xì)胞生物反應(yīng)器 ? 植物細(xì)胞易聚集化，比較脆弱，代謝途徑和代謝產(chǎn)物累積與細(xì)胞生長(zhǎng)關(guān)系的復(fù)雜性，選擇合適的培養(yǎng)方法和反應(yīng)器影像產(chǎn)物產(chǎn)量 ? 細(xì)胞培養(yǎng)周期長(zhǎng)，次生代謝產(chǎn)物含量相對(duì)較低，提取困難，生物反應(yīng)器技術(shù)還有待深入 各種生物反應(yīng)器性能比較 ? 不同類型的生物反應(yīng)器各有其優(yōu)缺點(diǎn)，而改進(jìn)的攪拌式生物反應(yīng)器和氣升式反應(yīng)器可能更適合植物細(xì)胞的培養(yǎng)。 ? 使用這種反應(yīng)器培養(yǎng)新疆紫草細(xì)胞，培養(yǎng)結(jié)束時(shí)細(xì)胞量達(dá)到 12gdw／ L，紫草寧含量達(dá)到了細(xì)胞干重的 10％，是天然植株含量的 2～ 8倍 四、植物細(xì)胞的獲得和擴(kuò)大培養(yǎng) （一）植物細(xì)胞的獲得 ? 法 :機(jī)械切割、組織破碎直接從植物外植體中分離 ? 法：從愈傷組織制備小細(xì)胞團(tuán)或單細(xì)胞懸液 ? 法： 纖維素和果膠酶 混合處理外植體或愈傷組織，分離原生質(zhì)體，再生培養(yǎng)基中培養(yǎng)，原生質(zhì)體細(xì)胞壁再生獲得植物細(xì)胞 （二）植物細(xì)胞的培養(yǎng)方法 ? （ 1） 看護(hù)培養(yǎng)法 （ nurse culture） ：在單細(xì)胞的生長(zhǎng)環(huán)境里加入愈傷組織同時(shí)培養(yǎng)。 ? 即愈傷組織看護(hù)單細(xì)胞 ? （ 2） 微室培養(yǎng)法 ：?jiǎn)渭?xì)胞接種到小室里，密封培養(yǎng)，觀測(cè)單細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育情況 ? （ 3） 平板培養(yǎng)法 ：?jiǎn)渭?xì)胞接種于固體培養(yǎng)基上，獲得單細(xì)胞形成的細(xì)胞系 ? （ 4） 條件培養(yǎng)法 ：接種于條件培養(yǎng)基上形成的細(xì)胞系。 （花藥培養(yǎng)）：指將植物單倍體細(xì)胞培養(yǎng)成單倍體植株或純和二倍體植株 ? 一般采取花藥作為單倍體細(xì)胞的培養(yǎng)對(duì)象 ? 用花粉在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng) ? 愈傷組織既是組織又是細(xì)胞，為脫分化細(xì)胞，具再分化的能力，可用于次生代謝物的生產(chǎn)，也可再生為植株。 ? 形態(tài)方