細胞工程及其應用

細胞工程及其應用第1頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)細胞工程的基本概念與技術第二節(jié)動物細胞工程及其在食品工業(yè)中的應用第三節(jié)植物細胞工程及其在食品工業(yè)中的應用第四節(jié)微生物細胞工程及其在食品工業(yè)中的應用(略)本章主要內容第2頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二一、細胞工程（Cellengineering）定義是指以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養(yǎng)、繁殖，或人為地使細胞某些生物學特性按人們的意愿發(fā)生改變，從而達到改良生物品種和創(chuàng)造新品種，加速繁育動、植物個體，以獲得某種有用的物質的過程。第一節(jié)細胞工程的基本概念與技術第3頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二所涉及的主要技術有：細胞與組織培養(yǎng)技術細胞融合技術細胞拆分技術染色體工程胚胎工程等等二、細胞工程的基本技術第4頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二1、細胞培養(yǎng)技術細胞培養(yǎng)技術：是指使動物、植物在體外無菌、適溫和豐富的營養(yǎng)條件下分裂、生長的一門技術。一般是將有機體內的某一組織取出，經處理使其分散成單個細胞，并接種到培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，使細胞生長、分裂。第5頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二植物細胞培養(yǎng)第6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二2、細胞融合技術細胞融合技術（cellfusiontechnology）：是指通過人工方法使遺傳性狀不同的原生質體（除去細胞壁的細胞）相互接觸后發(fā)生融合，導致染色體等遺傳物質重組并形成新物種或新品種的技術，又稱體細胞雜交。第7頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二細胞融合的優(yōu)點:克服種屬間雜交的“不育性”，可進行遠緣雜交基因重組頻率高，重組類型多?？蓪⒂善渌N方法獲得的優(yōu)良性狀，經原生質體融合而組合到一個細胞中可以是兩個以上親株同時參與融合，可形成多種性狀的融合子第8頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二生物學法：仙臺病毒（HVJ）法?；瘜W融合劑法：聚乙二醇（PEG）法。電處理融合法：利用細胞融合儀。促進細胞融合的方法:第9頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二細胞融合的基本過程:主要過程包括三方面:1、制備原生質體原生質體：指那些已去除細胞壁的細胞，細胞外僅由細胞膜包裹，呈圓形，要在高滲液中才能維持細胞的相對穩(wěn)定。2、誘導細胞融合3、篩選融合子（來自兩親代的遺傳物質經過交換并發(fā)生重組而形成的融合重組子）第10頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第11頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第12頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第13頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二Zimmermann教授的燕麥原生質體的融合圖像

第14頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)動物細胞工程及其應用一、動物細胞培養(yǎng)是將動物細胞或組織從機體取出，分散成單個細胞，并給予必要的生長條件，模擬體內生長環(huán)境，在無菌、適溫和豐富的營養(yǎng)條件下，使細胞在體外繼續(xù)生長和增殖的過程。在整個過程中細胞不出現(xiàn)分化，不再形成組織。第15頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二動物細胞工程概述動物細胞工程動物細胞培養(yǎng)

動物細胞融合單克隆抗體制備應用胚胎移植核移植第16頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二動物細胞培養(yǎng)基本概念培養(yǎng)液的成分：葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清等原代培養(yǎng)：單個細胞傳至十代左右傳代培養(yǎng)：經原代培養(yǎng)的細胞可傳40到50代。細胞株：10到40、50代的細胞，遺傳物質沒發(fā)生改變。細胞系：超過50代的細胞，遺傳物質發(fā)生改變，可無限增殖。第17頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二二、動物細胞培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基：直接采用動物體液或從動物組織中提取成分作為培養(yǎng)液，主要有血清、組織提取液、雞胚汁等。合成培養(yǎng)基：主要是氨基酸、維生素、碳水化合物、無機鹽等，一般都加入一定量的血清。無血清細胞培養(yǎng)基:成分有基礎培養(yǎng)基和替代血清的補充因子（胰島素、轉鐵蛋白、生長因子和激素等）。第18頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第19頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第20頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二動物細胞培養(yǎng)過程胚胎成幼齡動物的組織器官（細胞來源）單個細胞原代細胞細胞株細胞系剪碎胰蛋白酶分離細胞洗滌、稀釋、分離原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)（遺傳物質沒有發(fā)生改變）（遺傳物質發(fā)生改變）第21頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二動物細胞培養(yǎng)應用生產有價值的蛋白質制品，（如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體、動物激素）檢測有毒物質用于某些器官移植第22頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二動物細胞融合仙臺病毒喪失感染活性（不感染細胞）保留融合活性（誘導細胞融合）紫外線物理法化學法生物法第23頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二融合過程示意圖第24頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二單克隆抗體的概念單:單個細胞克隆:無性繁殖抗體:化學性質單一、特異性強第25頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二實驗目的:制備單克隆抗體.實驗原理：B淋巴細胞能產生抗體，骨髓瘤細胞能無限增殖，雜交瘤細胞既能產生抗體又能無限增殖。實驗材料：小白鼠實驗器材：培養(yǎng)皿、針筒等等。實驗過程：如下頁根據(jù)阿根廷科學家米爾斯坦和德國科學家柯勒設計的。其實驗方案:第26頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二單克隆抗體制備過程第27頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二簡要介紹單克隆抗體的制備過程

1、免疫動物

免疫動物是用目的抗原免疫小鼠，使小鼠產生致敏B淋巴細胞的過程。一般選用6-8周齡雌性Balb/c小鼠，按照預先制定的免疫方案進行免疫注射?？乖ㄟ^血液循環(huán)或淋巴循環(huán)進入外周免疫器官，刺激相應B淋巴細胞克隆，使其活化、增殖，并分化成為致敏B淋巴細胞。第28頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二2、細胞融合采用眼球摘除放血法處死小鼠，無菌操作取出脾臟，在平皿內擠壓研磨，制備脾細胞懸液。將準備好的同系骨髓瘤細胞與小鼠脾細胞按一定比例混合，并加入促融合劑聚乙二醇。在聚乙二醇作用下，各種淋巴細胞可與骨髓瘤細胞發(fā)生融合，形成雜交瘤細胞。簡要介紹單克隆抗體的制備過程

第29頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二3、選擇性培養(yǎng)選擇性培養(yǎng)的目的是篩選融合的雜交瘤細胞，一般采用HAT選擇性培養(yǎng)基。在HAT培養(yǎng)基中，未融合的骨髓瘤細胞因缺乏次黃嘌呤-鳥嘌呤-磷酸核糖轉移酶，不能利用補救途徑合成DNA而死亡。未融合的淋巴細胞雖具有次黃嘌呤-鳥嘌呤-磷酸核糖轉移酶，但其本身不能在體外長期存活也逐漸死亡。只有融合的雜交瘤細胞由于從脾細胞獲得了次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶，并具有骨髓瘤細胞能無限增殖的特性，因此能在HAT培養(yǎng)基中存活和增殖。簡要介紹單克隆抗體的制備過程

第30頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二4、雜交瘤陽性克隆的篩選與克隆化在HAT培養(yǎng)基中生長的雜交瘤細胞，只有少數(shù)是分泌預定特異性單克隆抗體的細胞，因此，必須進行篩選和克隆化。通常采用有限稀釋法進行雜交瘤細胞的克隆化培養(yǎng)。采用靈敏、快速、特異的免疫學方法，篩選出能產生所需單克隆抗體的陽性雜交瘤細胞，并進行克隆擴增。經過全面鑒定其所分泌單克隆抗體的免疫球蛋白類型、亞類、特異性、親和力、識別抗原的表位及其分子量后，及時進行凍存。簡要介紹單克隆抗體的制備過程

第31頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二5、單克隆抗體的大量制備單克隆抗體的大量制備重要采用動物體內誘生法和體外培養(yǎng)法。(1)體內誘生法取Balb/c小鼠，首先腹腔注射0.5ml液體石臘或降植烷進行預處理。1-2周后，腹腔內接種雜交瘤細胞。雜交瘤細胞在小鼠腹腔內增殖，并產生和分泌單克隆抗體。約1-2周，可見小鼠腹部膨大。用注射器抽取腹水，即可獲得大量單克隆抗體。簡要介紹單克隆抗體的制備過程

第32頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二(2)體外培養(yǎng)法將雜交瘤細胞置于培養(yǎng)瓶中進行培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，雜交瘤細胞產生并分泌單克隆抗體，收集培養(yǎng)上清液，離心去除細胞及其碎片，即可獲得所需要的單克隆抗體。但這種方法產生的抗體量有限。近年來，各種新型培養(yǎng)技術和裝置不斷出現(xiàn)，大大提高了抗體的生產量。簡要介紹單克隆抗體的制備過程

第33頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二簡要介紹單克隆抗體的制備過程雜交瘤細胞融合后，要進行篩選后才能使用。雜交瘤細胞分為兩次：一、篩選出雜交瘤細胞;二、在初選的雜交瘤細胞中篩選出能產生特異性抗體的雜家瘤細胞，這兩次篩選的方法和原理各不相同。第34頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二第35頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二大規(guī)模生產單克隆抗體流程第36頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二單克隆抗體的應用主要用于疾病的診斷、治療和預防。與常規(guī)抗體相比，具有特異性強、靈敏度高的優(yōu)點。如；各種癌癥、肝炎病毒、SARS病毒、細菌及血吸蟲等數(shù)百種疾病的診斷；在疾病治療方面，單克隆抗體猶如人體衛(wèi)士，能識別“自己”與“異己”，一旦發(fā)現(xiàn)致病因素便與之結合將其殺死。若在單抗上帶上抗癌藥物制成“生物導彈”，將藥物定向帶到癌細胞所在部位，既消滅了癌細胞又不會傷害健康細胞。第37頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二因無細胞壁，大多數(shù)動物細胞需附著在固體或半固體表面才能生長對營養(yǎng)要求較苛刻，除了需要與微生物、植物細胞一樣的培養(yǎng)基成分外，一般需要血清或動物激素對環(huán)境更敏感，培養(yǎng)條件的控制更嚴格生長緩慢，培養(yǎng)時間較長，對反應器要求要長時間適應無菌狀態(tài)培養(yǎng)。動物細胞培養(yǎng)的特點：第38頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二三、動物細胞培養(yǎng)方法1、懸浮培養(yǎng)法2、貼壁細胞培養(yǎng)法3、固定化細胞培養(yǎng)貼壁細胞培養(yǎng)法－微載體培養(yǎng)第39頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二生產疫苗生產生物活性物質動物干擾素、人體干擾素、人的單克隆抗體、免疫球蛋白、生長激素等的生產。基因工程細胞培養(yǎng)食品：美國和荷蘭科學家成功培養(yǎng)出人造肉四、動物細胞大量培養(yǎng)的應用第40頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二附：動物細胞培養(yǎng)的產物

疫苗人小兒麻痹癥疫苗、狂犬疫苗、風疹疫苗、腦炎疫苗、皰疹疫苗等

動物牛病毒性腹瀉疫苗、牛痢疾疫苗、犬傳染性肝炎疫苗、雞痘病疫苗、豬霍亂疫苗、牛疫狂犬疫苗、草魚出血熱疫苗單克隆抗體IgG、IgM、IgA等免疫調節(jié)劑β-細胞生長因子、干擾素、白細胞活化因子、血清胸腺因子、白細胞介素、胸腺素、巨噬細胞毒力因子等酶尿激酶、天門冬氨酰胺酶、膠原酶、細胞色素P、450、纖維蛋白溶酶原激活劑、胃蛋白酶、胰蛋白酶、酷氨酸脫羥酶等激素絨膜促性腺激素、促紅細胞生成素、促濾泡激素、生長激素、促間質細胞激素、促黃體激素等第41頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二思考與探究：如何用細胞培養(yǎng)技術，為燒傷病人植皮？

取該患者的皮膚進行細胞培養(yǎng),獲得足量的細胞后再移植第42頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二一、植物細胞培養(yǎng)的理論依據(jù)及研究進展1、理論依據(jù)：細胞學說:認為植物和動物都是由細胞構成的，細胞進行分裂而增多，并組建成生物體。并指出如果所具備的條件能同在活體內的一樣，每個細胞都應能獨立生存和發(fā)展。植物細胞具有全能性的學說:認為每個植物細胞具有該植物的全部遺傳信息和發(fā)育成完整植株的能力。第三節(jié)植物細胞工程及其應用第43頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二2、進展（與食品有關部分）：二十世紀80年代，利用植物細胞培養(yǎng)技術工業(yè)化生產各種生物制品已陸續(xù)投放市場。目前，全世界已對近千種植物進行過細胞培養(yǎng)研究，并且采用大規(guī)模植物細胞培養(yǎng)生產其代謝產物，包括藥品、香料、色素、食品和化妝品等共500多種。第44頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二培養(yǎng)基中的物質可以概括為五類：（1）無機營養(yǎng)：各種鹽類（大量元素和微量元素）。（2）有機營養(yǎng)：主要有糖類、氨基酸和維生素。（3）植物生長激素：生長素類和細胞分裂素兩類。（4）天然附加物：植物的天然汁液、瓊脂糖等。（5）水（一）植物細胞培養(yǎng)基二、植物細胞培養(yǎng)的技術和方法第45頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二植物細胞工程的發(fā)展歷史植物細胞工程技術的研究始于1902年德國植物學Haberlandt,至今已有近百年歷史。它的發(fā)展分為如下幾個階段：探索階段(1902-1929年)技術建立階段(1930-1940年)器官形成和個體發(fā)生階段(1941-1959年)技術迅速發(fā)展階段(1960-現(xiàn)在)第46頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二探索階段（1902—1929年）1902年，Haberlandt根據(jù)細胞理論大膽地提出：高等植物的體細胞，可以不斷分割，直至單個細胞的理論。預言體細胞在適宜條件下，具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。為了論證這一觀點，他在加入了蔗糖的Knop溶液中培養(yǎng)單個離體細胞，所選用的材料是小野芝麻和風眼蘭的表皮細胞、葉柵欄組織、表皮細胞、毛、刺細胞等。遺憾的是，雖然在柵欄細胞中他明顯看到了細胞的生長、細胞壁的加厚和淀粉的形成等，但沒有一個細胞在培養(yǎng)中能夠發(fā)生分裂。

第47頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二1904年，Hannig在添加有無機鹽和有機成分的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)蘿卜和辣根的幼胚，得到了充分發(fā)育的胚并提前萌發(fā)成小苗。這是離體培養(yǎng)的第一個成功例子。1922年，Kotte和Robbins離體培養(yǎng)根尖獲得成功，并在含有無機鹽，葡萄糖或果糖、瓊脂的培養(yǎng)基上使1.45-3.75cm的豌豆、玉米、棉花莖尖、根尖培養(yǎng)成苗。1925年，Laibach培養(yǎng)亞麻種間雜交幼胚獲得成功并得到雜種（近年在遠緣雜交或不能形成種子的植物上用得最多，熟稱胚挽救）。第48頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二探索階段取得的成果自Haberlandt的實驗之后，直到1934年White培養(yǎng)番茄離體根尖的成功，在其間的32年時間里，植物離體培養(yǎng)技術幾乎沒有什么進展，只是在以下兩個方面進行了一些初步的探索：一個方面是胚培養(yǎng)的實驗，1904年Hannig在無機鹽和蔗糖溶液中培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的胚，并使這些胚在離體條件下長到成熱。后來，Laibach(1925，1929)把由亞麻種間雜交形成的不能成活的種子中的胚剖出，在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)至成熟，從而證明了胚培養(yǎng)在植物遠緣雜交中利用的可能性；另—方面是根培養(yǎng)的實驗，1922年，美國的Robbins和德國的Kotte分別報道培養(yǎng)離體根尖獲得某些成功，這是有關根培養(yǎng)的最早的實驗。第49頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二技術建立階段（1930—1940）1933年，李繼侗將3mm以上的銀杏胚培養(yǎng)成功。同時發(fā)現(xiàn)加入胚乳汁可以促進離體胚的生長。1934年，Gautberet培養(yǎng)三毛柳、黑楊的形成層，成功地得到愈傷組織。培養(yǎng)基是Knop液加葡萄糖、酵母提取物、水解酪蛋白的固體培養(yǎng)基。同年（1934年），White將番茄根尖細胞離體培養(yǎng)，得到一個活躍分裂的單細胞無性系。這個無性系一直培養(yǎng)到20世紀60年代（共30多年）。1937年，White發(fā)現(xiàn)B族維生素、吲哚乙酸對植物生長的促進作用。發(fā)明了第一個人工合成培養(yǎng)基。1937-1938年，Nabecourt使胡蘿卜根組織經培養(yǎng)而獲得愈傷組織并繼代培養(yǎng)了幾十年。1939年，White培養(yǎng)煙草的形成層獲得愈傷組織。同時使愈傷組織繼代培養(yǎng)獲得成功。這一階段，人們對培養(yǎng)細胞的分裂和不分裂的原因尚不能解釋，但在李繼侗銀杏幼胚培養(yǎng)中，由于加入胚乳汁而促進了幼胚發(fā)育的啟迪下，人們開始注意到離體培養(yǎng)條件下的營養(yǎng)需要。第50頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二器官形成和個體發(fā)生階段（1941—1959）1941年，Overbeek等以椰子乳汁作為培養(yǎng)基補加物，使曼陀羅心形期幼胚培養(yǎng)成功。1946年，羅士韋將菟絲子莖尖培養(yǎng)成功并在試管內開花。從此給人們以啟迪，離體培養(yǎng)技術可以控制花芽的形成。1948年，Skoog和崔徵在煙草莖切段和髓培養(yǎng)以及器官發(fā)生的研究中，發(fā)現(xiàn)腺嘌嶺和腺苷可以解除培養(yǎng)基中生長素(IAA)對芽形成的抑制作用而誘導芽形成。生長素和腺嘌嶺的比例是控制芽或根形成的重要條件。1951年，Nitsch將果實、子房、未受精的胚珠、以及花器官的各個部分培養(yǎng)成功。第51頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二1953年，Muir將萬壽菊和煙草的愈傷組織，轉移到液體培養(yǎng)基中，放在往復式搖床上振蕩，獲得由單細胞或細胞聚集體組成的細胞懸浮液，而且可以繼代繁殖。這是培養(yǎng)方式的突破。1956年，Miller為了尋找細胞分裂物質，發(fā)現(xiàn)了激動素(6-糠基氨基瞟嶺)。同時發(fā)現(xiàn)激動素代替腺嘌呤促進生芽，其效果增加3萬倍。1958年，Steward和Shantz用胡蘿卜根韌皮部細胞懸浮培養(yǎng)，從中誘導出胚狀體并使其發(fā)育成完整小植株。第一次證實Haberlandt提出的細胞全能性學說。第52頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二技術迅速發(fā)展階段（1960—現(xiàn)在）1960年，Cocking用纖維索酶和果膠酶溶解了番茄根尖的細胞壁，得到了原生質體。繼續(xù)培養(yǎng)原生質體，可重新長壁、分裂、分化形成根和芽，最終形成植物體。1960年，Kanata、RanganWamy和Mahshwari培養(yǎng)罌粟未受精的胚珠并在試管內撒播花粉，成功地獲得能正常發(fā)芽的種子。1964-1966年，Guha和Maheshwan培養(yǎng)毛葉曼陀羅的花藥，得到由花粉發(fā)育來的單倍體植株。第53頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二1972年，Carlson在培養(yǎng)兩個不同種的粉藍煙草(Nicotianaglanca)和郎氏煙草(N.langsdorfii)原生質體時，加入誘導劑(甘露醇、鹽類)，使兩種原生質體發(fā)生融合，得到了細胞雜種，而且該細胞雜種經細胞分裂、分化形成完整的雜種植物。隨后由加籍華人高國楠在聚乙二醇(PEG)的誘導下，使大豆和粉藍煙草(科間)融合成功，而且得到3％的異核體。單離培養(yǎng)異核體2—3個月，可分裂出幾百萬個細胞。1974年，Bonne和Eriksson成功地完成了細胞器(葉綠體)的攝入。將具有葉綠體的海藻和不具有葉綠體的胡蘿卜根原生質體，在聚乙二醇誘導下融合成功。觀察到16％的活胡蘿卜原生質體中，含1至多個葉綠體。試驗證明原生質體是引入外源遺傳物質的極好材料，為基因工程奠定良好基礎。第54頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二（二）、植物細胞培養(yǎng)方法按培養(yǎng)對象分：單細胞培養(yǎng)、單倍體細胞培養(yǎng)和原生質體培養(yǎng)按培養(yǎng)基分：固體培養(yǎng)和液體培養(yǎng)按培養(yǎng)系統(tǒng)分：懸浮培養(yǎng)和固定化細胞培養(yǎng)第55頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二1、

植物細胞懸浮培養(yǎng)技術

懸浮細胞培養(yǎng)是指把游離的單細胞或小細胞團懸浮在液體培養(yǎng)基中進行的增殖培養(yǎng)。在懸浮培養(yǎng)中，應使細胞增殖速度快、有效成分含量高、分散程度大，游離細胞盡可能的多，利于細胞增殖和產物的生成。需要進行植物懸浮細胞系的建立。

第56頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二

①優(yōu)良的愈傷組織的獲得

（1）、

植物懸浮細胞系的建立是植物懸浮細胞體系建立的關鍵。愈傷組織：是指由外植體（離體植物材料如芽等）組織的增生細胞產生的一團不定型的疏松排列的薄壁細胞。（可傳代的未分化的細胞團）。胡蘿卜的愈傷組織菠蘿的愈傷組織從草坪草愈傷組織再生出新的植株。

第57頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二獲得愈傷組織的過程：選擇合適的植物材料表面消毒無菌條件下切取外植體固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)長出愈傷組織分割愈傷組織固體培養(yǎng)基上進行繼代培養(yǎng)優(yōu)良的愈傷組織：顆粒細小、疏松易碎、細胞生長快、有效成分含量高。第58頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二植物細胞脫分化、再分化圖成熟細胞分生細胞多細胞團(愈傷組織)胚胎發(fā)生器官分化完整植株RedifferentiationDedifferentiation第59頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二愈傷組織葉基葉基在脫分化菠蘿的脫分化第60頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二愈傷組織不定芽再生菠蘿的再分化第61頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二生根菠蘿的再分化第62頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二菠蘿再生植株葉的培養(yǎng)第63頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二影響植物細胞脫分化和再分化因子影響因子滲透壓酸堿度溫度濕度光照無機鹽類有機物類植物激素天然復合物環(huán)境條件培養(yǎng)基的組成（營養(yǎng)條件）內因外因遺傳特性生理狀態(tài)第64頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二完整植株的形成外植體脫分化體細胞胚愈傷組織再分化再分化器官發(fā)生完整植株第65頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二②、懸浮細胞培養(yǎng)體系應滿足的基本條件懸浮培養(yǎng)物分散性良好，細胞團?。?0~50細胞以下）。細胞形狀和細胞團大小大致相同，均一性好。細胞生長速度快。第66頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二分批培養(yǎng)法：生產周期一般需6天以上。半連續(xù)培養(yǎng)法：生產周期近１個月。連續(xù)培養(yǎng)法：生產周期可達2~3個月。（２）、

植物細胞懸浮培養(yǎng)方法第67頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二

光照有的需要需要植物細胞培養(yǎng)與微生物細胞培養(yǎng)的比較第68頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二三、植物細胞培養(yǎng)在食品工業(yè)中的應用1983年，日本三井石化公司首先利用紫草細胞培養(yǎng)商業(yè)化生產紫草寧。目前，全世界已對近千種植物進行過細胞培養(yǎng)研究，并采用大規(guī)模植物細胞培養(yǎng)生產其代謝產物，包括藥品、香料、色素、油料、甜味劑、抗氧化劑等，其中許多產物已在醫(yī)藥、食品、化工、農業(yè)及林業(yè)中得到廣泛的應用。第69頁，共74頁，2023年，2月20日，星期二

生產實例：西洋參細胞培養(yǎng)

1、植物細胞的生產西洋參原產于北美洲，屬五加科人參屬植物，為名貴的中藥材，具有降血脂、鎮(zhèn)靜、造血及健胃作用，所含主要有效成分為人參皂苷，目前尚不能人工合成。西洋參生長緩慢，一般需4~6年才能收獲入藥，且西洋參種子資源稀少，價格昂貴，因此利用西洋參細胞懸浮培養(yǎng)的方法生產西洋參細胞和人參皂甙，具有十分重要的意義。第70頁，共74頁