第五章 植物细胞培养及次生代谢产物生产

第五章植物细胞培养及次生代谢产物生产

第一节悬浮培养

愈伤组织的诱导和悬浮细胞系的建立Cellsuspensionculture:将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术。愈伤组织诱导和培养条件优化1、愈伤诱导（紫草为例）先获得无菌苗外植体诱导愈伤注意：2，4－D的合理使用2、培养条件优化在系列单因子比较试验基础上，获得最合适的培养条件组合。悬浮细胞系的建立成功的悬浮细胞系：1、悬浮培养物分散性良好，细胞团较小。2、均一性好：细胞形状和细胞团大小大致相同。3、生长迅速几个重要的生长、生产衡量指标绝对生长速率：Ra=(w2-w1)/(t·v),w2、w1分别为培养物的最终和起始干重(g)，t为培养时间(d),v为培养基体积(L)。产物含量％干重表示：产物占愈伤组织干重的百分比。产物产量：每升培养基生产的产物量（mg)。悬浮培养细胞的同步化1、分选法梯度离心；Ficoll；流式细胞仪2、饥饿法3、抑制剂法FdU，HU4、低温处理低温处理抑制细胞分裂，再把温度提高到正常的培养温度，也可达到部分同步化。第二节单细胞培养1、平板培养（platingculture)：将一定密度悬浮细胞接种到一薄层固体培养基中进行培养的技术。2、看护培养（nurseculture)3、微室培养（micro-chamberculture)4、其它：饲养层培养技术、双层滤纸植板培养技术第三节植物细胞的规模培养20%左右的药物由植物衍生已有30多种化合物在培养物中积累接近或超过原植物含量日本三井石油化学公司产业化生产紫草宁植物细胞规模化培养需满足的条件1、培养的细胞遗传上稳定，得到产量恒定的产物；2、细胞生长及生物合成的速度快，短时间内得到较高产量的终产物；3、代谢产物要在细胞内积累而不被迅速分解，最好释放到培养基中。植物细胞规模化培养体系的建立1、种子细胞的选择单细胞克隆结合诱变和压力筛选2、种子细胞系的增殖与放大培养3、大规模培养体系的建立成批培养（batchculture)、饲喂批量培养；连续培养（continuousculture）；半连续培养

利用生物反应器进行细胞大量培养1、搅拌式：可直接借用微生物培养的经验。但剪切力高。2、气动式：反应器内传热、传质良好。但驱除了CO2C2H4等有利气体，能量利用率低。3、固定化细胞反应器：优点：⑴固定化细胞易回收⑵固定化细胞有一定程度分化，利于次生代谢⑶环境条件易控制，细胞稳定⑷适于进行生物转化缺陷：代谢产物必须是分泌到胞外的第四节培养细胞的次生代谢及产物积累初生代谢产物：淀粉、糖类、脂肪、蛋白质、氨基酸、维生素等次生代谢产物：由初生代谢产物经过一些独特的代谢途径派生出来的小分子化合物，种类繁多，结构各异，包括酚类、黄酮类、香豆素、木质素、生物碱、有机酸、糖苷、萜类等。不是植物有机体最主要的成分，但在保持植物抗逆性、抗病性和抗虫性及担当信号分子方面起重要作用。植物次生代谢产物一直是药物和工业原料的重要来源。植物细胞培养生产次生代谢物的意义Plantcellculture:在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增