植物细胞工程课件第六章植物细胞次生产物生产.pptVIP

木聚素广泛分布于各种植物中，超过200种木聚素已被记录，其中30种表现出抗肿瘤活性。盾叶鬼臼树脂根茎中已知含有好几种木聚素。其对人类好几种癌症有疗效，包括对舌小细胞癌，睾丸癌,霍专金氏病和淋巴瘤组织扩散。盾叶鬼臼根茎中获取盾叶鬼臼树脂植物种质的保存人工种子的制备杀虫剂的生产6.4.3在现代农业领域的应用种质资源低温保存（Cryopreservation）是将植物的细胞或组织经过防冻处理后，在0180℃以下的超低温下保存的方法。026.4.3.1植物种质的保存极端低温温度下，活细胞内的物质代谢和生长活动几乎完全停止。因此，细胞、组织和器官在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丢失形态发生的潜能。同时，由于超低温条件下，生物的代谢和衰老过程大大减慢，甚至完全停止，因此可以长期保存植物材料。?植物细胞生长于次生产物积累的相关性（引自EndressR，1994）?I组?对数生长后期积累?单冠毛菊花色素苷?玫瑰酚醛?曼陀罗属、莨菪属托品类生物碱?穿心莲属内酯、倍半萜类?巴戟天属蒽醌类II组?快速生长期积累?杨属花色素苷?胡萝卜属肉桂酸III组?与细胞生长平行积累?长春花属长春花碱?烟草属烟碱?藜属、商陆属β-花青苷?唐松草属小檗碱?薯蓣属薯蓣皂甙配基?白屈菜属血根碱?药鼠李蒽醌IV组?稳定期积累?阿米属visnagin?Paul’s红玫瑰绿原酸培养植物种属产物?紫草紫草宁6.3.2提高细胞次生产物产量的途径1．选择适宜的起始材料起始培养材料还应考虑器官和组织特异性，通常选取自然状态下能够积累次生产物部位的细胞，这样的细胞经过培养以后常常具有合成目的产物的能力，或比较容易诱导合成目的产物。首先必须选择能够高效合成目的产物的植物种类。植物细胞的特性、细胞系的选择次生代谢物的积累与培养细胞的分化程度之间存在正相关。而在生长迅速、高度分散的细胞悬浮培养系统中，细胞所处的环境既无极性也无梯度，虽然可以获得迅速增长的生物量，但只有在细胞生长的相对静止期才能积累较多产物。愈伤组织的培养具有初步分化或部分分化的结构，可以积累较多的产物，但是，它在形成连续生产方面却极为不利。这些现象说明，慢速生长、分化或部分分化的组织或组织团块，才能积累较多的次生产物。细胞组系选择；培养细胞种群的结构大小、核型、代谢行为不同，可能与培养的外植体有关，不过大部分变化是由培养行为产生的。实现植物细胞次生代谢的大规模工业化生产，首要条件是提高次生代谢物质在细胞中的含量。可以通过筛选、诱变等手段获得次生代谢物合成能力稳定的高产细胞系加以解决。培养基的营养成分一方面要满足植物细胞的生物量增长，另一方面要使细胞能合成和积累次生产物。一般来说，增加培养基的N、P和K的浓度能促进细胞生长，而适当增加糖浓度则有利于次生产物的合成。培养基成分的影响培养基中加入外源前体物质，将会使目的产物产量提高。选择适当的前体物质是相当重要的。Fett-neto等在紫杉细胞培养生产紫杉醇的研究中，证明向培养基中添加有效前体物质能促进紫杉醇及紫杉醇烷类物质的合成和分泌。前体（precursor）的应用12植物细胞次生代谢是一个复杂的生理生化过程，对于某一目的产物来讲可能有多种前体物质，而同一种前体物质又可能有多条代谢路径从而形成不同的代谢产物。因此，添加前体物质必须在充分了解目的产物的代谢途径的前体下，针对其合成的关键生化过程进行前体物质添加。多数前体物质对细胞生长本身并不十分有利，因此，前体物质的添加时间也常常影响培养效率。前体的浓度对产物合成速率也会有一定影响。一些次生代谢途径中，过量的底物反而会产生反馈抑制。0102激发子也称诱导子，是指能够诱导植物细胞中一个反应，并形成细胞特征性自身防御反应的分子。目前使用的激发子可分为两类：一类是非生物激发子（abioticelicitor），如辐射、金属离子等。另一类是生物激发子（bioticelicitor）。4．激发子（elicitor）的应用生物激发子根据其来源不同又可分为外源性激发子（exogenouselicitor）和内源性激发子（endogenouselicitor）。外源性激发子多来源于微生物，包括经处理的有机体如菌丝，或微生物机体浸提物以及由微生物产生的多糖类、蛋白质类以及脂肪酸类等。内源激发子是来源于植物结构的化合物。如降解细胞壁的酶类、细胞壁碎片、寡聚糖以及其它有机分子（Akimoto等，1999）。壳多糖、黄原