植物次生代谢产物生产.ppt

提高植物细胞培养中次生代谢产物产量的方法初生代谢(primarymetabolism)是指能使营养物质转换成细胞结构物质、维持细胞正常的生命活动或能量的代谢，初生代谢的产物称为初生代谢产物(primarymetabolites)，如糖、蛋白质、脂类、核酸等。它们是维持细胞生命活动所必需的。

次生代谢产物(secondarymetabolites)是指植物体内的一大类细胞生命活动或植物生长发育正常运行非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常具有种属、器官、组织和生长发育期的特异性，次生产物在植物中的合成与分解过程称为次生代谢(secondarymetabolism)。

.1.外植体选择
2.高产细胞系选择
3.物理因素：光照、pH、通气、接种量
4.化学因素：培养基种类及激素
诱导剂
前提物质添加
抑制剂添加1.外植体选择解决植物细胞培养生产次生代谢物含量低的最有效的手段之一是筛选高产细胞株。用来筛选的细胞来源可以是有足够生理和形态异质性的细胞群，也可以是通过物理或化学因子诱变处理产生的突变体群。
筛选方法:目测法,放射免疫法、酶联免疫法、流动细胞测定法、琼脂小块法等。光照：对次生代谢产物的合成有重要影响.不同植物细胞生产次生代谢产物时,对光质和光量的要求是不同的,如玫瑰茄悬浮细胞合成花青素时,蓝光是促进玫瑰茄细胞产生花青素的最有效单色光,产量为416mg/L,和全色光差不多,红光和橙光无效,其他单色光随其波长接近蓝光,正效应增强。
pH值：植物细胞培养的最适宜pH值在5-6之间,但也存在差异。研究表明,南方红豆杉(Taxuschinensis)的愈伤组织生长及紫杉醇的含量受pH值的影响较大,pH5.5对愈伤组织生最为有利,达接种量的3.84倍,但紫杉醇的含量较低,pH7.0时,愈伤组织的生长量仅为接种量2.80倍,而紫杉醇含量却达pH5.5时的2倍多。
温度：不同种类的植物细胞培养对温度的要求是不同的,最适的温度为25℃左右,超过30℃,对生长有明显的抑制作用.较低的温度有利于生物碱的合成,而高温则会导致次生代谢产物的合成基本停止。

通气状况：国外学者研究发现:利用生物反应器培养长春花细胞生产阿玛碱时,溶解氧在29%-43%时,溶解氧与阿玛碱的产量显著相关。

接种量：接种量影响次生代谢产物的有效积累,接种时必须满足一定的接种量。

4.化学因素4.2添加诱导子
诱导子能增强细胞的呼吸作用,提供产生次生代谢产物的能量,使细胞结构发生变化,利于代谢物的形成、运输和积累。
目前应用最广、研究最多的是真菌诱导子,如张长平等在红豆杉细胞悬浮培养体系中加入真菌诱导子,结果发现,紫杉醇的合成被加强,产量得到了显著提高。
除真菌诱导子外,目前在提高植物次生代谢产物方面研究得较多的还包括寡糖素、茉莉酸类、金属离子和紫外光等.金属离子作为诱导子主要有Cu2+、Ca2+、Mg2+等。
孙彬贤等以南方红豆杉悬浮细胞为材料,在悬浮细胞中加入茉莉酸甲酯,紫杉醇含量提高了10倍。
4.3前体饲喂4.4抑制剂的使用