植物細(xì)胞培養(yǎng)與次級(jí)代謝產(chǎn)物制備

1、植物細(xì)胞培養(yǎng)與次級(jí)代謝產(chǎn)物制備Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程plant cells culture：指在離體條件下，將分指在離體條件下，將分離的植物細(xì)胞通過繼代培養(yǎng)增殖獲得大量細(xì)離的植物細(xì)胞通過繼代培養(yǎng)增殖獲得大量細(xì)胞群體的一種技術(shù)。胞群體的一種技術(shù)。 植物細(xì)胞培養(yǎng)是在植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上植物細(xì)胞培養(yǎng)是在植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是生產(chǎn)植物次生代謝產(chǎn)物的一發(fā)展起來的，是生產(chǎn)植物次生代謝產(chǎn)物的一種技術(shù)。種技術(shù)。 5.1 5.1 植物細(xì)胞培養(yǎng)及其特點(diǎn)植物細(xì)胞培養(yǎng)及其特點(diǎn)Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程與微生物細(xì)胞相比，植物細(xì)胞：與微生物細(xì)胞相比，植物細(xì)胞： 平均直徑平均直徑 Large

2、r in 30-100 times Tend to occur in aggregates形成細(xì)胞團(tuán)形成細(xì)胞團(tuán) Shear-sensitive易被剪切力損傷易被剪切力損傷 Slow growing生長(zhǎng)慢，周期長(zhǎng)生長(zhǎng)慢，周期長(zhǎng) Easily contaminated易受微生物污染易受微生物污染 Light, oxygen, CO2 demandCharacteristics of plant cells cultureChapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程Copyright 2011 Wang Weidong, All rights reserved.1、植物細(xì)胞培養(yǎng)基植物細(xì)胞培養(yǎng)基 無(wú)機(jī)鹽（大量、

3、微量）無(wú)機(jī)鹽（大量、微量） 碳源（蔗糖）碳源（蔗糖） 有機(jī)氮源（水解酪蛋白）有機(jī)氮源（水解酪蛋白） 有機(jī)酸、維生素有機(jī)酸、維生素 植物生長(zhǎng)激素植物生長(zhǎng)激素等等5.2 5.2 植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)29Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程2.1 Single cell separation酶解方法：纖維素酶和果膠酸酶 水解掉細(xì)胞壁愈傷組織誘導(dǎo)法：(常用)2、植物單細(xì)胞分離與小規(guī)模培養(yǎng)、植物單細(xì)胞分離與小規(guī)模培養(yǎng)Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程由愈傷組織分離單細(xì)胞步驟步驟： 莖段1） 誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織；2） 愈傷組織反復(fù)繼代，使組織不斷增殖，提高愈傷組織松散性；Chapter 5細(xì)胞工程

4、細(xì)胞工程Copyright 2011 Wang Weidong, All rights reserved.由愈傷組織分離單細(xì)胞步驟3）將愈傷組織在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，建立懸浮培養(yǎng)物 優(yōu)點(diǎn)：細(xì)胞團(tuán)成小細(xì)胞團(tuán)或單細(xì)胞；在培養(yǎng)基中均勻分布；有空氣交流。優(yōu)點(diǎn)：細(xì)胞團(tuán)成小細(xì)胞團(tuán)或單細(xì)胞；在培養(yǎng)基中均勻分布；有空氣交流。懸浮振蕩培養(yǎng) 4）振動(dòng)或酶解處理，獲得單細(xì)胞。Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程:用一塊活躍生長(zhǎng)用一塊活躍生長(zhǎng)的愈傷組織來看護(hù)單個(gè)的愈傷組織來看護(hù)單個(gè)細(xì)胞，并使其持續(xù)分裂細(xì)胞，并使其持續(xù)分裂和增殖的培養(yǎng)方法。這和增殖的培養(yǎng)方法。這個(gè)愈傷組織塊稱為看護(hù)個(gè)愈傷組織塊稱為看護(hù) 愈傷組織。愈傷組織。

5、方法：接種于濾紙上培養(yǎng)方法：接種于濾紙上培養(yǎng)(1) Nursing culture2.2 植物單細(xì)胞小規(guī)模培養(yǎng)植物單細(xì)胞小規(guī)模培養(yǎng)注：注：離體單細(xì)胞在直接培養(yǎng)技術(shù)下不分裂，看護(hù)培離體單細(xì)胞在直接培養(yǎng)技術(shù)下不分裂，看護(hù)培養(yǎng)下則分裂養(yǎng)下則分裂 Nurse callus provides nutrition and other substances that enhances cell division.細(xì)胞工程細(xì)胞工程（在兩層細(xì)胞之間放置兩層濾紙）(2) 飼養(yǎng)層培養(yǎng)飼養(yǎng)層培養(yǎng)飼養(yǎng)層培養(yǎng)：指用飼養(yǎng)層培養(yǎng)：指用X射線等處理過的無(wú)活性或分裂很慢的細(xì)胞來飼養(yǎng)射線等處理過的無(wú)活性或分裂很慢的細(xì)胞來飼養(yǎng)需要培

6、養(yǎng)的植物細(xì)胞。具體方法：需要培養(yǎng)的植物細(xì)胞。具體方法：Chapter 5Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 將飼養(yǎng)細(xì)胞與需要培養(yǎng)細(xì)胞共混合于培養(yǎng)基中將飼養(yǎng)細(xì)胞與需要培養(yǎng)細(xì)胞共混合于培養(yǎng)基中培養(yǎng)培養(yǎng)將飼養(yǎng)細(xì)胞放于下層，培養(yǎng)細(xì)胞置于上層培養(yǎng)將飼養(yǎng)細(xì)胞放于下層，培養(yǎng)細(xì)胞置于上層培養(yǎng)二者細(xì)胞共培養(yǎng)于液體培養(yǎng)基中二者細(xì)胞共培養(yǎng)于液體培養(yǎng)基中（2）飼養(yǎng)層培養(yǎng)）飼養(yǎng)層培養(yǎng)（3）液體淺層靜置培養(yǎng)）液體淺層靜置培養(yǎng) 將一定密度的懸浮細(xì)胞接種在三角瓶中封口靜置將一定密度的懸浮細(xì)胞接種在三角瓶中封口靜置培養(yǎng)。培養(yǎng)。Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程體積選擇法：體積選擇法：用大、小孔徑篩網(wǎng)過濾、收集單用大、小孔徑篩網(wǎng)

7、過濾、收集單 細(xì)細(xì)胞。胞。冷處理法冷處理法：4低溫下處理幾天使細(xì)胞同步化后，低溫下處理幾天使細(xì)胞同步化后，再添加新的培養(yǎng)液培養(yǎng)。再添加新的培養(yǎng)液培養(yǎng)。饑餓法：饑餓法：控制營(yíng)養(yǎng)液濃度，通過饑餓使細(xì)胞達(dá)到同步控制營(yíng)養(yǎng)液濃度，通過饑餓使細(xì)胞達(dá)到同步化，再添加營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)。化，再添加營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)。抑制法：抑制法：使用抑制劑如尿苷、使用抑制劑如尿苷、5-5-氟脫氧尿苷、秋水仙氟脫氧尿苷、秋水仙素等使細(xì)胞達(dá)到同步化。素等使細(xì)胞達(dá)到同步化。（4）細(xì)胞同步化培養(yǎng)）細(xì)胞同步化培養(yǎng)細(xì)胞系細(xì)胞系(Cell line)：是由原：是由原代培養(yǎng)經(jīng)傳代培養(yǎng)純化，獲代培養(yǎng)經(jīng)傳代培養(yǎng)純化，獲得的以一種細(xì)胞為主的、能在體外長(zhǎng)期生存的

8、不得的以一種細(xì)胞為主的、能在體外長(zhǎng)期生存的不均一的細(xì)胞群體。均一的細(xì)胞群體。細(xì)胞株細(xì)胞株(Cell strain)：是指從：是指從一個(gè)經(jīng)過生物學(xué)鑒定的細(xì)一個(gè)經(jīng)過生物學(xué)鑒定的細(xì)胞系用單細(xì)胞分離培養(yǎng)或通過篩選的方法，由單胞系用單細(xì)胞分離培養(yǎng)或通過篩選的方法，由單細(xì)胞增殖形成的細(xì)胞群。再由原細(xì)胞株進(jìn)一步分細(xì)胞增殖形成的細(xì)胞群。再由原細(xì)胞株進(jìn)一步分離培養(yǎng)出與原株性狀不同的細(xì)胞群，亦可稱之為離培養(yǎng)出與原株性狀不同的細(xì)胞群，亦可稱之為亞株亞株(Substrain)。2.3 細(xì)胞系與細(xì)胞株細(xì)胞系與細(xì)胞株 細(xì)胞株工業(yè)化生產(chǎn)需滿足條件細(xì)胞株工業(yè)化生產(chǎn)需滿足條件（1）分散性好，適合大規(guī)模懸浮培養(yǎng)。分散性好，適合大

9、規(guī)模懸浮培養(yǎng)。（2）均一性好，細(xì)胞大小、生理狀態(tài)一致。均一性好，細(xì)胞大小、生理狀態(tài)一致。（3）生長(zhǎng)速度快，培養(yǎng)周期短，不易染菌。）生長(zhǎng)速度快，培養(yǎng)周期短，不易染菌。（4）目標(biāo)產(chǎn)物含量高，容易分離提取。）目標(biāo)產(chǎn)物含量高，容易分離提取。（5）細(xì)胞遺傳穩(wěn)定。）細(xì)胞遺傳穩(wěn)定。3.1 細(xì)胞株篩選細(xì)胞株篩選1.愈傷組織的誘導(dǎo)與培養(yǎng)：選用植物的目標(biāo)化合物高產(chǎn)部位作為外植體誘導(dǎo)愈傷組織。愈傷組織形成后，進(jìn)行繼代培養(yǎng)。2.單細(xì)胞分離：選取生長(zhǎng)快速而疏松的愈傷組織，通過固體培養(yǎng)基繼代培養(yǎng)，挑選生長(zhǎng)快速的細(xì)胞。3.細(xì)胞無(wú)性系的分離：轉(zhuǎn)移到液體培養(yǎng)基中進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，從中選擇分散性好、生長(zhǎng)速度快的細(xì)胞。4.細(xì)胞株篩選：

10、檢測(cè)目標(biāo)產(chǎn)物含量，從（3）中選擇目標(biāo)產(chǎn)物含量高的細(xì)胞株。5.性能評(píng)價(jià)：進(jìn)行較大規(guī)模培養(yǎng)，考察細(xì)胞生長(zhǎng)與目標(biāo)產(chǎn)物合成的穩(wěn)定性。6.細(xì)胞株獲得：得到適合工業(yè)化生產(chǎn)的細(xì)胞株，保種。（1）一般步驟：）一般步驟：（2）細(xì)胞株定向富集馴化）細(xì)胞株定向富集馴化激素自養(yǎng)型細(xì)胞株的篩選馴化：激素自養(yǎng)型細(xì)胞株的篩選馴化： 將愈傷組織或分離到的細(xì)胞接種在將愈傷組織或分離到的細(xì)胞接種在不含生長(zhǎng)素、不含生長(zhǎng)素、分裂素的繼代培養(yǎng)基中進(jìn)行傳代培養(yǎng)，挑選生長(zhǎng)分裂素的繼代培養(yǎng)基中進(jìn)行傳代培養(yǎng)，挑選生長(zhǎng)好的細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)繼代培養(yǎng)馴化，可以獲得激素好的細(xì)胞進(jìn)行反復(fù)繼代培養(yǎng)馴化，可以獲得激素自養(yǎng)型細(xì)胞。自養(yǎng)型細(xì)胞。耐受高劑量有毒物質(zhì)細(xì)

11、胞株的篩選馴化：耐受高劑量有毒物質(zhì)細(xì)胞株的篩選馴化： 將愈傷組織或分離到的細(xì)胞接種在將愈傷組織或分離到的細(xì)胞接種在含高濃度的乙酸鹽、含高濃度的乙酸鹽、苯甲酸鈉等可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害的化合物的培養(yǎng)基中反復(fù)繼代培苯甲酸鈉等可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害的化合物的培養(yǎng)基中反復(fù)繼代培養(yǎng)訓(xùn)化，不斷提高這些成分含量，可以獲得耐受高劑量有毒物質(zhì)養(yǎng)訓(xùn)化，不斷提高這些成分含量，可以獲得耐受高劑量有毒物質(zhì)細(xì)胞株。細(xì)胞株。（3）人工誘變篩選細(xì)胞株）人工誘變篩選細(xì)胞株懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)：懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)： 誘變劑處理后，根據(jù)懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)中細(xì)胞生長(zhǎng)較快、細(xì)誘變劑處理后，根據(jù)懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)中細(xì)胞生長(zhǎng)較快、細(xì)胞群體比較均勻的特點(diǎn)進(jìn)行篩選胞群體比較均

12、勻的特點(diǎn)進(jìn)行篩選。愈傷組織系統(tǒng)：愈傷組織系統(tǒng)：在前面篩選的基礎(chǔ)上，用誘變劑篩選，系統(tǒng)包括在前面篩選的基礎(chǔ)上，用誘變劑篩選，系統(tǒng)包括： 對(duì)愈傷組織誘變處理后，再通過選擇壓進(jìn)行篩選。對(duì)愈傷組織誘變處理后，再通過選擇壓進(jìn)行篩選。原生質(zhì)體系統(tǒng)：原生質(zhì)體系統(tǒng)： 裸露的原生體容易進(jìn)行誘變和篩選。裸露的原生體容易進(jìn)行誘變和篩選。繼代培養(yǎng)保存法：繼代培養(yǎng)保存法： 將懸浮培養(yǎng)細(xì)胞每隔將懸浮培養(yǎng)細(xì)胞每隔1-2周進(jìn)行繼代培養(yǎng)保存周進(jìn)行繼代培養(yǎng)保存。低溫保存法：低溫保存法： 5-10下培養(yǎng)，但每隔下培養(yǎng)，但每隔1010天左右更換一次培養(yǎng)液天左右更換一次培養(yǎng)液。冰凍保存法：冰凍保存法： -20 或液氮下保存。或液氮下保

13、存。3.2 細(xì)胞株保存細(xì)胞株保存Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程Copyright 2011 Wang Weidong, All rights reserved. 懸浮培養(yǎng)：懸浮培養(yǎng)：將離體的植物細(xì)胞接種在液體培養(yǎng)基將離體的植物細(xì)胞接種在液體培養(yǎng)基中，保持良好分散狀態(tài)下的培養(yǎng)。中，保持良好分散狀態(tài)下的培養(yǎng)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1）增加細(xì)胞與培養(yǎng)液的接觸，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收和氣體）增加細(xì)胞與培養(yǎng)液的接觸，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收和氣體的良好傳遞；的良好傳遞；2）細(xì)胞生長(zhǎng)快，能大量提供比較均勻的細(xì)胞；）細(xì)胞生長(zhǎng)快，能大量提供比較均勻的細(xì)胞； 3）容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化培養(yǎng)。）容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化培養(yǎng)。2.4 植物細(xì)胞大規(guī)

14、模懸浮培養(yǎng)植物細(xì)胞大規(guī)模懸浮培養(yǎng) Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程Copyright 2011 Wang Weidong, All rights reserved.Steps of cell suspension cultureChapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程1延遲期延遲期3直線期直線期 延遲期：適應(yīng)新培養(yǎng)基環(huán)境延遲期：適應(yīng)新培養(yǎng)基環(huán)境，很少分裂；，很少分裂； 對(duì)數(shù)期：細(xì)胞開始分裂，數(shù)對(duì)數(shù)期：細(xì)胞開始分裂，數(shù)目緩慢增加；目緩慢增加； 直線期：細(xì)胞分裂旺盛，數(shù)目快直線期：細(xì)胞分裂旺盛，數(shù)目快速增加；速增加； 減緩期：細(xì)胞因營(yíng)養(yǎng)消耗、減緩期：細(xì)胞因營(yíng)養(yǎng)消耗、老化，分裂速度減慢；老化，分裂速度減

15、慢； 平臺(tái)期：死亡與生成細(xì)胞數(shù)平臺(tái)期：死亡與生成細(xì)胞數(shù)目平衡，凈增長(zhǎng)為零；目平衡，凈增長(zhǎng)為零； 衰亡期：細(xì)胞死亡速度加快衰亡期：細(xì)胞死亡速度加快，細(xì)胞自溶、死亡。，細(xì)胞自溶、死亡。Growth patterns in suspension cell culture2對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期4 減緩期減緩期6 衰亡期衰亡期5 平臺(tái)期平臺(tái)期Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程Copyright 2011 Wang Weidong, All rights reserved. 懸浮培養(yǎng)生物反應(yīng)器要求：懸浮培養(yǎng)生物反應(yīng)器要求： 良好的良好的O O2 2傳遞、液體流動(dòng)性和低的剪切力。傳遞、液體流動(dòng)性和低的剪切力

16、。 按攪拌方式分為：機(jī)械式和氣動(dòng)式按攪拌方式分為：機(jī)械式和氣動(dòng)式（1）機(jī)械攪拌式機(jī)械攪拌式生物反應(yīng)器：生物反應(yīng)器： 動(dòng)力：利用攪拌器使懸液產(chǎn)生徑向和軸向流動(dòng)；動(dòng)力：利用攪拌器使懸液產(chǎn)生徑向和軸向流動(dòng)； 擋板擋板: :將渦流由徑向改為軸向流動(dòng)，增加將渦流由徑向改為軸向流動(dòng)，增加O O2 2溶解。溶解。 優(yōu)點(diǎn)：攪拌充分，供優(yōu)點(diǎn)：攪拌充分，供O O2 2、混合效果好；、混合效果好； 缺點(diǎn)：剪切力對(duì)細(xì)胞損傷大。缺點(diǎn)：剪切力對(duì)細(xì)胞損傷大。2.4.1 植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的生物反應(yīng)器植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的生物反應(yīng)器Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程氣升式反應(yīng)器氣升式反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：剪切力小對(duì)細(xì)胞損傷少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗能

17、低。優(yōu)點(diǎn)：剪切力小對(duì)細(xì)胞損傷少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耗能低。缺點(diǎn)：在低氣速和后期細(xì)胞密度高時(shí)，混合效果不良。缺點(diǎn)：在低氣速和后期細(xì)胞密度高時(shí)，混合效果不良。 包括：包括：（2）氣升式生物反應(yīng)器氣升式生物反應(yīng)器： 動(dòng)力：氣量差在底部產(chǎn)生的壓力；動(dòng)力：氣量差在底部產(chǎn)生的壓力； 類型類型: :內(nèi)環(huán)流與外環(huán)流。特點(diǎn)：混合較均一內(nèi)環(huán)流與外環(huán)流。特點(diǎn)：混合較均一（3）鼓泡式生物反應(yīng)器：）鼓泡式生物反應(yīng)器： 動(dòng)力：底部噴出的氣體沖力，液體呈無(wú)序湍流；動(dòng)力：底部噴出的氣體沖力，液體呈無(wú)序湍流；特點(diǎn)特點(diǎn): :適合剪切力敏感的細(xì)胞；缺點(diǎn)：混合效率低。適合剪切力敏感的細(xì)胞；缺點(diǎn)：混合效率低。2.4.1 植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的生物

18、反應(yīng)器植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的生物反應(yīng)器Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程Airlift systemsChapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程2.4.2 植物細(xì)胞培養(yǎng)方式植物細(xì)胞培養(yǎng)方式（1 1）分批培養(yǎng)（）分批培養(yǎng)（Batch culture） 特點(diǎn)：一次性添加和收獲培養(yǎng)液體，期間不更換。特點(diǎn)：一次性添加和收獲培養(yǎng)液體，期間不更換。 缺點(diǎn)：培養(yǎng)后期營(yíng)養(yǎng)不足，產(chǎn)率降低；缺點(diǎn)：培養(yǎng)后期營(yíng)養(yǎng)不足，產(chǎn)率降低；（2 2）流加式培養(yǎng)：）流加式培養(yǎng)： 特點(diǎn)：間歇或連續(xù)補(bǔ)加一種或多種營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)：間歇或連續(xù)補(bǔ)加一種或多種營(yíng)養(yǎng)（細(xì)胞初始接種細(xì)胞初始接種的培養(yǎng)液體積一般為終體積的的培養(yǎng)液體積一般為終體積的1/21/3） ；

19、整個(gè)培養(yǎng)過程沒有培養(yǎng)液流出或細(xì)胞產(chǎn)品的收集整個(gè)培養(yǎng)過程沒有培養(yǎng)液流出或細(xì)胞產(chǎn)品的收集。Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程Copyright 2011 Wang Weidong, All rights reserved.（3）半連續(xù)式培養(yǎng)半連續(xù)式培養(yǎng) 半連續(xù)式培養(yǎng)（半連續(xù)式培養(yǎng)（Semi-continuous culture）又稱）又稱為重復(fù)分批式培養(yǎng)或換液培養(yǎng)。在細(xì)胞增長(zhǎng)和產(chǎn)為重復(fù)分批式培養(yǎng)或換液培養(yǎng)。在細(xì)胞增長(zhǎng)和產(chǎn)物形成過程中，每間隔一段時(shí)間從中取出部分培物形成過程中，每間隔一段時(shí)間從中取出部分培養(yǎng)液或者細(xì)胞，剩余的細(xì)胞作為種子，再用新的養(yǎng)液或者細(xì)胞，剩余的細(xì)胞作為種子，再用新的培養(yǎng)液補(bǔ)足到

20、原有體積，使生物反應(yīng)器內(nèi)的總體培養(yǎng)液補(bǔ)足到原有體積，使生物反應(yīng)器內(nèi)的總體積不變積不變。 每次稀釋培養(yǎng)體積的每次稀釋培養(yǎng)體積的1/2-3/4，以維持細(xì)胞的指數(shù)，以維持細(xì)胞的指數(shù)生長(zhǎng)狀態(tài)。生長(zhǎng)狀態(tài)。Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程（4）連續(xù)培養(yǎng)（）連續(xù)培養(yǎng)（Continuous culture）含義：含義：指在培養(yǎng)過程中，指在培養(yǎng)過程中，以一定速度不斷添加營(yíng)養(yǎng)液，同以一定速度不斷添加營(yíng)養(yǎng)液，同時(shí)以同樣速度排出時(shí)以同樣速度排出培養(yǎng)物，維持恒定體積的培養(yǎng)。培養(yǎng)物，維持恒定體積的培養(yǎng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）新鮮培養(yǎng)基不）新鮮培養(yǎng)基不斷加入，保證斷加入，保證了養(yǎng)分的充分供應(yīng)；了養(yǎng)分的充分供應(yīng)；（2）可使細(xì)胞

21、保持在增殖）可使細(xì)胞保持在增殖旺盛的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中；旺盛的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期中；（3）適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)）適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)加入培養(yǎng)基加入培養(yǎng)基排出培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物排出培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程2.5 植物細(xì)胞固定化培養(yǎng)植物細(xì)胞固定化培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）細(xì)胞生長(zhǎng)較為緩慢，利于次級(jí)代謝產(chǎn)物的細(xì)胞生長(zhǎng)較為緩慢，利于次級(jí)代謝產(chǎn)物的 積累。積累。 （2 2）利于保持培養(yǎng)液液體性質(zhì)，利于傳質(zhì)；利于保持培養(yǎng)液液體性質(zhì)，利于傳質(zhì)；（3 3）細(xì)胞經(jīng)包埋后使所受的剪切力損傷減小細(xì)胞經(jīng)包埋后使所受的剪切力損傷減小；（4 4）利于進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)和生物轉(zhuǎn)化（利于進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)和生物轉(zhuǎn)化（細(xì)胞生長(zhǎng)與

22、產(chǎn)物合成分成細(xì)胞生長(zhǎng)與產(chǎn)物合成分成兩個(gè)階段，次級(jí)代謝產(chǎn)物合成在生長(zhǎng)停止后才大量合成兩個(gè)階段，次級(jí)代謝產(chǎn)物合成在生長(zhǎng)停止后才大量合成）。Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 植物細(xì)胞固定化需要采用固定劑，是一些多糖和多聚類化合物，常用的植物細(xì)胞固定化需要采用固定劑，是一些多糖和多聚類化合物，常用的包括海藻酸鹽、瓊脂糖、卡拉膠等。包括海藻酸鹽、瓊脂糖、卡拉膠等。1、海藻酸鹽、海藻酸鹽固定化固定化在在Ca2+離子等多離子等多價(jià)陽(yáng)離子的存在下價(jià)陽(yáng)離子的存在下，海藻酸鹽的羧基和，海藻酸鹽的羧基和Ca2+之間以離之間以離子鍵形成不溶于水的海藻酸鈣，從子鍵形成不溶于水的海藻酸鈣，從而在細(xì)胞而在細(xì)胞表面形成凝膠

23、。表面形成凝膠。如果采用磷酸、檸檬酸、如果采用磷酸、檸檬酸、EDTA等等螯合劑處理將螯合劑處理將Ca2+離子除去，又能離子除去，又能使膠體使膠體溶解釋放出細(xì)胞。溶解釋放出細(xì)胞。無(wú)菌空氣入口無(wú)菌空氣入口玻璃瓶玻璃瓶細(xì)胞和褐藻酸鈉混合液細(xì)胞和褐藻酸鈉混合液空氣出口空氣出口形成膠體顆粒的噴射口形成膠體顆粒的噴射口隔濾板隔濾板裝有裝有CaCl2溶液溶液的燒瓶的燒瓶2.5.1 植物細(xì)胞固定化方法海藻酸鹽固定化細(xì)胞步驟海藻酸鹽固定化細(xì)胞步驟Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 常用方法：常用方法：（1 1）滴入法：）滴入法：將細(xì)胞懸浮液與滅菌的含將細(xì)胞懸浮液與滅菌的含NaClNaCl的卡拉膠溶液混勻，然后滴

24、的卡拉膠溶液混勻，然后滴入含中入含中KClKCl的培養(yǎng)基中，使其分散成小顆粒。過濾、清洗顆粒后轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)牡呐囵B(yǎng)基中，使其分散成小顆粒。過濾、清洗顆粒后轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。（2 2）模鑄法：）模鑄法：將細(xì)胞將細(xì)胞- -卡拉膠溶液注入柱形鑄模中形成顆粒?？ɡz溶液注入柱形鑄模中形成顆粒。（3 3）兩相法：）兩相法：將細(xì)胞將細(xì)胞- -卡拉膠溶液與無(wú)菌豆油或石蠟油攪拌混勻，形成液滴卡拉膠溶液與無(wú)菌豆油或石蠟油攪拌混勻，形成液滴置于冰浴中不斷攪拌，凝固成均勻顆粒，再離心除去油相和大部分溶液。置于冰浴中不斷攪拌，凝固成均勻顆粒，再離心除去油相和大部分溶液。2 2、卡拉膠固定化、卡

25、拉膠固定化Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 瓊脂糖瓊脂糖(Agarose)固定化：固定化：（1 1）凝塊法：）凝塊法：將細(xì)胞懸浮于滅菌的瓊脂糖中，攪拌待凝結(jié)包埋細(xì)將細(xì)胞懸浮于滅菌的瓊脂糖中，攪拌待凝結(jié)包埋細(xì)胞后，將凝塊擠進(jìn)無(wú)菌金屬網(wǎng)中，使其分散成小顆粒。清洗顆粒胞后，將凝塊擠進(jìn)無(wú)菌金屬網(wǎng)中，使其分散成小顆粒。清洗顆粒后轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。后轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。（2 2）模鑄法：同卡拉膠法）模鑄法：同卡拉膠法（3 3）兩相法：同卡拉膠法）兩相法：同卡拉膠法 優(yōu)點(diǎn)：與海藻酸鹽、優(yōu)點(diǎn)：與海藻酸鹽、卡拉卡拉膠等固定化方法相比，不需要其膠等固定化方法相比，不需要其它離它離 子來保證膠的

26、穩(wěn)定性。子來保證膠的穩(wěn)定性。 不足：制得的顆粒較大、形狀不規(guī)則。不足：制得的顆粒較大、形狀不規(guī)則。3 3、瓊脂糖、瓊脂糖(Agarose)固定化固定化Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 固定化后需要測(cè)定細(xì)胞存活率大小，方法有：固定化后需要測(cè)定細(xì)胞存活率大小，方法有：（1 1）熒光染色觀察法：）熒光染色觀察法：根據(jù)活細(xì)胞對(duì)根據(jù)活細(xì)胞對(duì)FDAFDA（二乙酸熒光素）（二乙酸熒光素）黃綠色黃綠色熒光染料能被吸收，而死細(xì)胞無(wú)法吸收原理鑒定。熒光染料能被吸收，而死細(xì)胞無(wú)法吸收原理鑒定。（2 2）呼吸強(qiáng)度測(cè)定：）呼吸強(qiáng)度測(cè)定： 用氧電極法測(cè)定固定化細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度判斷存活率。用氧電極法測(cè)定固定化細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度

27、判斷存活率。（3 3）細(xì)胞分解和生長(zhǎng)速率的測(cè)定：）細(xì)胞分解和生長(zhǎng)速率的測(cè)定： 通過測(cè)定細(xì)胞的濕重或干重增加率反映細(xì)胞活性大小。通過測(cè)定細(xì)胞的濕重或干重增加率反映細(xì)胞活性大小。2.5.2 2.5.2 固定化細(xì)胞活力測(cè)定固定化細(xì)胞活力測(cè)定Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程常用的反應(yīng)系統(tǒng)有常用的反應(yīng)系統(tǒng)有2 2種：種： 流化床生物反應(yīng)器流化床生物反應(yīng)器(Fluid-bed bioreactor)：通過通入液體或通過通入液體或氣體使固定化細(xì)胞懸浮于反應(yīng)器中；氣體使固定化細(xì)胞懸浮于反應(yīng)器中；優(yōu)點(diǎn)：細(xì)胞包埋顆粒小，傳質(zhì)效率高；缺點(diǎn)：剪切力或碰撞會(huì)優(yōu)點(diǎn)：細(xì)胞包埋顆粒小，傳質(zhì)效率高；缺點(diǎn)：剪切力或碰撞會(huì)破壞固

28、定化細(xì)胞。破壞固定化細(xì)胞。2.5.3 植物細(xì)胞固定化生物反應(yīng)器植物細(xì)胞固定化生物反應(yīng)器細(xì)胞固定在支持物（如篩網(wǎng)）的內(nèi)部或表細(xì)胞固定在支持物（如篩網(wǎng)）的內(nèi)部或表面，細(xì)胞固定不動(dòng)，培養(yǎng)物流體按一定方面，細(xì)胞固定不動(dòng)，培養(yǎng)物流體按一定方向（從下向上）從反應(yīng)器中流過實(shí)現(xiàn)混合向（從下向上）從反應(yīng)器中流過實(shí)現(xiàn)混合和傳質(zhì)。和傳質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積細(xì)胞的容量大。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積細(xì)胞的容量大。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：混合效率低、細(xì)胞顆粒大，易混合效率低、細(xì)胞顆粒大，易造成傳質(zhì)困難；造成傳質(zhì)困難；固定床顆?；蛑С治锕潭ù差w粒或支持物碎片會(huì)阻塞液體的流動(dòng)；碎片會(huì)阻塞液體的流動(dòng)；固定材料易固定材料易變形，阻塞篩網(wǎng)。變形，阻塞篩網(wǎng)。細(xì)

29、胞固定化生物反應(yīng)器 填充床生物反應(yīng)器填充床生物反應(yīng)器(Pipe-conebio-filter reactor)兩相培養(yǎng)技術(shù)：指在細(xì)胞培養(yǎng)體系中加入有機(jī)溶劑（如豆油兩相培養(yǎng)技術(shù)：指在細(xì)胞培養(yǎng)體系中加入有機(jī)溶劑（如豆油、石蠟油）或吸附性的多聚化合物，而細(xì)胞在水相生長(zhǎng)，合、石蠟油）或吸附性的多聚化合物，而細(xì)胞在水相生長(zhǎng)，合成的次級(jí)代謝產(chǎn)物立即轉(zhuǎn)移到有機(jī)相，減少了對(duì)產(chǎn)物的反饋成的次級(jí)代謝產(chǎn)物立即轉(zhuǎn)移到有機(jī)相，減少了對(duì)產(chǎn)物的反饋抑制作用，提高了產(chǎn)量，再通過對(duì)有機(jī)相的不斷回收與循環(huán)抑制作用，提高了產(chǎn)量，再通過對(duì)有機(jī)相的不斷回收與循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)。利用，實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)。要求：要求：有機(jī)相對(duì)細(xì)胞無(wú)毒，不影

30、響細(xì)胞生產(chǎn)與產(chǎn)物合成；有機(jī)相對(duì)細(xì)胞無(wú)毒，不影響細(xì)胞生產(chǎn)與產(chǎn)物合成；產(chǎn)物易溶于有機(jī)相中；產(chǎn)物易溶于有機(jī)相中； 水相與有機(jī)相易分離；水相與有機(jī)相易分離；有機(jī)相或多聚化合物不能吸附培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成份。有機(jī)相或多聚化合物不能吸附培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成份。2.6 植物細(xì)胞兩相培養(yǎng)植物細(xì)胞兩相培養(yǎng)植物天然產(chǎn)物包括初級(jí)和次級(jí)代謝產(chǎn)物：植物天然產(chǎn)物包括初級(jí)和次級(jí)代謝產(chǎn)物： 初級(jí)代謝產(chǎn)物（初級(jí)代謝產(chǎn)物（Primary metabolites） 是通過初級(jí)代謝是通過初級(jí)代謝產(chǎn)生的維持細(xì)胞生命活動(dòng)必需的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂產(chǎn)生的維持細(xì)胞生命活動(dòng)必需的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素等。在不同種類的細(xì)胞中，初

31、級(jí)代謝產(chǎn)物的種類基本相同類、維生素等。在不同種類的細(xì)胞中，初級(jí)代謝產(chǎn)物的種類基本相同。任何一種初級(jí)產(chǎn)物的合成發(fā)生障礙都會(huì)影響細(xì)胞正常的生命活動(dòng)，。任何一種初級(jí)產(chǎn)物的合成發(fā)生障礙都會(huì)影響細(xì)胞正常的生命活動(dòng)，甚至導(dǎo)致死亡。甚至導(dǎo)致死亡。 次級(jí)代謝產(chǎn)物（次級(jí)代謝產(chǎn)物（Secondary metabolites） 是通過次級(jí)代是通過次級(jí)代謝合成的產(chǎn)物，大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的小分子化合物，例謝合成的產(chǎn)物，大多是分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的小分子化合物，例如抗生素、激素、生物堿、毒素等。由于次級(jí)代謝產(chǎn)物大多具如抗生素、激素、生物堿、毒素等。由于次級(jí)代謝產(chǎn)物大多具有生物活性，因此是植物代謝產(chǎn)物研究的重點(diǎn)。有生物活性

32、，因此是植物代謝產(chǎn)物研究的重點(diǎn)。5.3 植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)次級(jí)代謝產(chǎn)物植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)次級(jí)代謝產(chǎn)物優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 減少耕地占用，不受季節(jié)、地域限制；減少耕地占用，不受季節(jié)、地域限制； 可以排除病菌和害蟲的影響可以排除病菌和害蟲的影響( (密閉無(wú)菌操作密閉無(wú)菌操作) )；可通過選擇優(yōu)良株系和優(yōu)化培養(yǎng)條件提高代謝物產(chǎn)可通過選擇優(yōu)良株系和優(yōu)化培養(yǎng)條件提高代謝物產(chǎn)量；量；能通過改造生物合成途徑獲得新有用物質(zhì)。能通過改造生物合成途徑獲得新有用物質(zhì)。 由于資源短缺和需求量增加，依靠從栽培植物由于資源短缺和需求量增加，依靠從栽培植物提取天然的次級(jí)代謝產(chǎn)物途徑很難滿足人類需求提取天然的次級(jí)代謝產(chǎn)物途徑很難滿足人類

33、需求，而利用植物細(xì)胞生物反應(yīng)器大量培養(yǎng)次生代謝，而利用植物細(xì)胞生物反應(yīng)器大量培養(yǎng)次生代謝產(chǎn)物成為最有效途徑。產(chǎn)物成為最有效途徑。Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程1 1、藥用代謝產(chǎn)物、藥用代謝產(chǎn)物 這是重要應(yīng)用領(lǐng)域，包括生物堿、萜類、苷類、酮類等。這是重要應(yīng)用領(lǐng)域，包括生物堿、萜類、苷類、酮類等。 例如，紫杉醇（例如，紫杉醇（TaxolTaxol）是從紅豆杉屬植物中分離得到的一種二）是從紅豆杉屬植物中分離得到的一種二萜烯類化合物，治療乳腺癌、肺癌、卵巢癌等的藥物。萜烯類化合物，治療乳腺癌、肺癌、卵巢癌等的藥物。通過植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)有價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物通過植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)有價(jià)值的次生代謝

34、產(chǎn)物需求：僅美國(guó)每年就有需求：僅美國(guó)每年就有50 000名婦女患卵巢癌，名婦女患卵巢癌，每年需約每年需約24kg紫杉醇；還有約紫杉醇；還有約40 000名婦女死于乳名婦女死于乳腺癌，年需求量將增至腺癌，年需求量將增至100kg。全世界每年需要。全世界每年需要500kg紫杉醇才能滿足廣大癌癥患者需求。紫杉醇才能滿足廣大癌癥患者需求。 生產(chǎn)生產(chǎn)1 kg紫杉醇需要砍伐紫杉醇需要砍伐60年生大樹年生大樹3000-4000棵。紫杉醇在樹皮、嫩芽中含量最高。若光從樹棵。紫杉醇在樹皮、嫩芽中含量最高。若光從樹皮中提取紫杉，每年需砍伐皮中提取紫杉，每年需砍伐150-200萬(wàn)棵左右的萬(wàn)棵左右的大樹。大樹。2 2

35、、天然食品和食品添加劑、天然食品和食品添加劑 如胡蘿卜素、葉黃素、甜菊苷、辣椒素等，因?yàn)榛瘜W(xué)合成色素如胡蘿卜素、葉黃素、甜菊苷、辣椒素等，因?yàn)榛瘜W(xué)合成色素和甜味劑越來越受到擔(dān)心和嚴(yán)格限制。和甜味劑越來越受到擔(dān)心和嚴(yán)格限制。3 3、殺蟲劑和殺菌劑、殺蟲劑和殺菌劑 如利用萬(wàn)壽菊細(xì)胞生產(chǎn)噻吩烷，香草生產(chǎn)魚藤酮?dú)⑾x劑。如利用萬(wàn)壽菊細(xì)胞生產(chǎn)噻吩烷，香草生產(chǎn)魚藤酮?dú)⑾x劑。4 4、飼料、精細(xì)化工等產(chǎn)品、飼料、精細(xì)化工等產(chǎn)品 如用培養(yǎng)的槡、榆等細(xì)胞，再加入大豆粉、糖、淀粉等可充足供如用培養(yǎng)的槡、榆等細(xì)胞，再加入大豆粉、糖、淀粉等可充足供應(yīng)蠶養(yǎng)殖業(yè)的飼料。應(yīng)蠶養(yǎng)殖業(yè)的飼料。 精細(xì)化工產(chǎn)品種類繁多（精細(xì)化工產(chǎn)品種

36、類繁多（3636類），附加值高，具有功能性或最終使用類），附加值高，具有功能性或最終使用性。除上述醫(yī)藥、農(nóng)藥、添加劑外，還包括染料、涂料、香精、洗滌劑、化性。除上述醫(yī)藥、農(nóng)藥、添加劑外，還包括染料、涂料、香精、洗滌劑、化妝品、妝品、金屬表面處理劑、芳香消臭劑等產(chǎn)品。金屬表面處理劑、芳香消臭劑等產(chǎn)品。通過植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)有價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物通過植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)有價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物 聚酮途徑：聚酮類化聚酮途徑：聚酮類化合物包括抗生素、免疫合物包括抗生素、免疫抑制劑、抗腫瘤藥物等抑制劑、抗腫瘤藥物等。 莽草酸途徑：類黃酮，莽草酸途徑：類黃酮，生物堿包括喹啉類、異喹啉生物堿包括喹啉類、異喹啉類

37、、吡咯啶類、烏頭類、吲類、吡咯啶類、烏頭類、吲哚類、大環(huán)類等。哚類、大環(huán)類等。 甲瓦龍（戊二羥）酸甲瓦龍（戊二羥）酸途徑途徑：主要是萜類：主要是萜類、甾體、甾體類化合物。類化合物。3.1 植物次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成途徑植物次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成途徑Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程（1）細(xì)胞株）細(xì)胞株 植物不同部位的細(xì)胞產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的能力是不同的植物不同部位的細(xì)胞產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的能力是不同的，所以，所以在進(jìn)行植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)有價(jià)值的代謝產(chǎn)物時(shí)在進(jìn)行植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)有價(jià)值的代謝產(chǎn)物時(shí)，必須弄清楚產(chǎn)物的合成部位必須弄清楚產(chǎn)物的合成部位，也就是應(yīng)該考慮到不同，也就是應(yīng)該考慮到不同部位來源細(xì)胞的特性。部

38、位來源細(xì)胞的特性。 篩選出篩選出穩(wěn)定、高產(chǎn)、穩(wěn)定、高產(chǎn)、生長(zhǎng)速度快生長(zhǎng)速度快的細(xì)胞株是細(xì)胞的細(xì)胞株是細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)次生代謝產(chǎn)物的前提。缺乏適合的細(xì)胞株是目大規(guī)模培養(yǎng)次生代謝產(chǎn)物的前提。缺乏適合的細(xì)胞株是目前許多代謝產(chǎn)物無(wú)法利用細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的主要限制之一。前許多代謝產(chǎn)物無(wú)法利用細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的主要限制之一。1、細(xì)胞遺傳特性、細(xì)胞遺傳特性3.2 植物次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的影響因素植物次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的影響因素Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成涉及多基因參與（基因簇），機(jī)次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成涉及多基因參與（基因簇），機(jī)制非常復(fù)雜，不同于蛋白質(zhì)合成，影響因素非常多。制非常復(fù)雜，不同

39、于蛋白質(zhì)合成，影響因素非常多。 結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行生物合成機(jī)制研究，揭示代謝結(jié)合目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行生物合成機(jī)制研究，揭示代謝途徑及誘導(dǎo)合成機(jī)制是細(xì)胞培養(yǎng)的重要生物學(xué)問途徑及誘導(dǎo)合成機(jī)制是細(xì)胞培養(yǎng)的重要生物學(xué)問題，有利于指導(dǎo)建立優(yōu)化的培養(yǎng)工藝與技術(shù)。題，有利于指導(dǎo)建立優(yōu)化的培養(yǎng)工藝與技術(shù)。（2 2）生物合成機(jī)制）生物合成機(jī)制植物次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的影響因素植物次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的影響因素Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 化學(xué)因素：化學(xué)因素： 主要包括培養(yǎng)基、前體和調(diào)節(jié)因子等。主要包括培養(yǎng)基、前體和調(diào)節(jié)因子等。（1）培養(yǎng)基：）培養(yǎng)基：一方面是保證植物細(xì)胞生物量的增長(zhǎng)；另外一一方面是保證植物細(xì)胞生物量的增長(zhǎng)；

40、另外一方面是要保證細(xì)胞能合成和積累次級(jí)代謝產(chǎn)物。方面是要保證細(xì)胞能合成和積累次級(jí)代謝產(chǎn)物。 普通的培養(yǎng)基一般僅能滿足第一方面的需要，對(duì)于第二普通的培養(yǎng)基一般僅能滿足第一方面的需要，對(duì)于第二方面的需求，必須針對(duì)具體的培養(yǎng)對(duì)象和目的，對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行方面的需求，必須針對(duì)具體的培養(yǎng)對(duì)象和目的，對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，從而保證最大限度地優(yōu)化，從而保證最大限度地積聚目標(biāo)產(chǎn)物。積聚目標(biāo)產(chǎn)物。2、培養(yǎng)條件的影響、培養(yǎng)條件的影響Chapter 5細(xì)胞工程細(xì)胞工程 前體前體指在生物合成反應(yīng)的中間過程中某一階段前的物質(zhì)，都指在生物合成反應(yīng)的中間過程中某一階段前的物質(zhì)，都可以說是該階段物質(zhì)的前體物質(zhì)?？梢哉f是該階段物質(zhì)的前體

41、物質(zhì)。 如果在培養(yǎng)基中加入外源前體將會(huì)有助于合成該代謝產(chǎn)物或如果在培養(yǎng)基中加入外源前體將會(huì)有助于合成該代謝產(chǎn)物或使其產(chǎn)量增加。但同一前體物，在細(xì)胞不同生長(zhǎng)時(shí)期加入，對(duì)次使其產(chǎn)量增加。但同一前體物，在細(xì)胞不同生長(zhǎng)時(shí)期加入，對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物合成所起作用也不同，甚至起抑制作用。例如見級(jí)代謝產(chǎn)物合成所起作用也不同，甚至起抑制作用。例如見P59P59（2 2）前體（）前體（precursor precursor ）（3 3）調(diào)節(jié)因子：是指那些通過細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用于細(xì)胞次）調(diào)節(jié)因子：是指那些通過細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用于細(xì)胞次生代謝相關(guān)的基因表達(dá)，改變細(xì)胞次生代謝相關(guān)酶活力，最生代謝相關(guān)的基因表達(dá)，改變細(xì)胞次生代謝相關(guān)酶活力，最終使細(xì)胞次生代謝水平發(fā)生改變的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)終使細(xì)胞