植物细胞工程制药.ppt

4.有机氮源植物组织和细胞培养试验中有机氮源多为蛋白质水解产物（如谷氨酰胺）或各种氨基酸，该类物质的添加对细胞的早期生长有利。5.维生素植物组织和细胞通常能合成一定的维生素，但一般自身的合成量不能满足植物细胞的需要，必须加入B族维生素和一定量的生物素和肌醇。第30页,共56页，星期六，2024年，5月三、培养方法植物细胞的主要培养方法按培养对象分可分为：原生质体培养和单细胞培养；按培养基类型可分为：固体培养和液体培养；按培养方式可分为：悬浮培养和固定化细胞培养。第31页,共56页，星期六，2024年，5月固体培养：在培养基中加入一定量的凝固剂（如琼脂），经加热溶解后，分别装入培养用的容器中，冷却后凝结成固体培养基，在该培养基上进行植物组织培养的方法称为固体培养。固体培养最常用的固化剂是琼脂，最适浓度为0.6%-1.0%，一般培养温度为（25±1）℃，需光照，以每天16h为宜。细胞培养的常规操作是固体培养和液体培养相互配合使用。第32页,共56页，星期六，2024年，5月实际生产中，要实现大规模的培养，主要采用成批培养、半连续培养和连续培养。1.成批培养法成批培养：将培养基一次性加入反应器中，接种，培养一定时间后收获细胞的操作方式。最适于植物细胞培养的生物反应器是气升式反应器。第33页,共56页，星期六，2024年，5月在植物培养过程中，次级代谢产物的大量积累一般发生在细胞生长的稳定期，为避免次级代谢产物的大量积累，常采用两步培养法。使用两个生物反应器。第一个用于细胞生物量的积累，第二个用于次级代谢产物的生产。紫草宁第34页,共56页，星期六，2024年，5月2.半连续培养法在反应器中投料和接种培养一段时间后，将部分培养液和新鲜培养液进行交换的培养方法称为半连续培养法。每隔一天或两天收获一部分培养物（最多可达50%），然后补充等量新鲜培养基。第35页,共56页，星期六，2024年，5月3.连续培养连续培养是在投料和接种培养一段时间后，以一定速度连续采集细胞和培养液，并以同样速度供给新鲜培养基以使细胞生长环境长期维持恒定的方法。连续培养法要维持系统的无菌状态，技术条件比较苛刻。第36页,共56页，星期六，2024年，5月4.固定化培养法采用的固定化反应器有网状多孔板、尼龙网套和中孔纤维膜等多种类型。优点：（1）细胞位置固定，易于获得高密度细胞群体；（2）易于维持细胞间物理化学梯度；（3）有利于细胞组织化；（4）易于控制培养条件及获得较高含量的次级代谢产物。第37页,共56页，星期六，2024年，5月固定化培养常采用固体培养，优点是操作简便易行、培养所占空间小。缺点是：（1）培养基中营养物质的浓度差导致愈伤组织生长不平衡；（2）气体交换不畅，阻碍了组织呼吸作用的正常进行，堆积有害物质；（3）静止状态下，由于重力作用和向光性导致细胞群体不均匀；（4）培养时需测定一些生理生化指标，此时需转入液体中，会改变组织的形态和生理状态。第38页,共56页，星期六，2024年，5月第五节影响植物次级代谢产物积累的因素在植物组织培养过程中，影响植物次级代谢产物产生和累计的因素有：（1）生物条件：如外植体、季节、休眠等（2）物理条件：如温度、光、通气等（3）化学条件：如无机盐、碳源、维生素等（4）工业培养条件：如培养罐类型、通气等第39页,共56页，星期六，2024年，5月一、外植体选择不同外植体的悬浮细胞培养物，它们的最大次级代谢产物的积累时间各异，同一化合物可以在不同的外植体的不同生长阶段中积累，无论是延迟期、加速期、对数期还是稳定期都能够大量积累次级代谢产物。第40页,共56页，星期六，2024年，5月二、培养条件的影响培养条件的影响可分为培养环境的内在因素（营养、元素、pH、通气、混合程度、接种等）和培养环境的外部因素（剪切力、搅拌频率、温度、光等）的影响。1.培养环境的内在因素（1）接种和诱导:次级代谢产物的产率与外植体大小、细胞密度及营养成分密切相关。大小适中；细胞生长率增加，次级代谢产物产量降低；营养充足，次级代谢产物产量高。第41页,共56页，星期六，2024年，5月（2）基本培养基的组成基本培养基是植物组织和细胞生长的物质基础。