植物细胞培养生产次生代谢产物的研究进展论文

植物细胞培养生产次生代谢产物的研究进展论文【摘要】 利用植物细胞培养生产代谢产物具有十分广阔的前景。文章就植物细胞培养生产次生代谢产物过程中各种理化条件优化以及植物细胞培养过程相关模型建立的研究进行了

植物细胞培养生产次生代谢产物的研究进 展论文 【摘要】利用植物细胞培养生产代谢产物具有十分广阔的前景。文 章就植物细胞培养生产次生代谢产物过程中各种理化条件优化以及 植物细胞培养过程相关模型建立的研究进行了综述。 【关键词】植物细胞培养条件优化模型 植物细胞培养始于本世纪初，并不可争议地具有工业化潜力。目前 植物细胞培养生产的化合物很多，包括糖类、酚类、脂类、蛋白质、 核酸以及帖类和生物碱等初生和次生代谢产物，植物细胞培养的应 3 用主要包括以下个方面：有用物质（次生代谢产物）的生产；植 物无性系的快速繁殖和遗传突变体的筛选；植物细胞遗传、生理、 生化和病毒方面的深入研究。但是由于植物细胞大规模培养技术的 局限性使得植物细胞仍难以实现大规模工业化生产，迫切需要进一 步研究和发展细胞培养条件的优化控制及其工艺。目前，世界上众 多研究工作集中在优化细胞培养环境、改变细胞特性、提高目标产 物的产率并保证其生产稳定性上。 1 植物细胞悬浮培养条件的优化 1.1 植物细胞培养过程中物理因素的优化控制对于植物细胞培养来 说，环境中的许多物理因素对细胞的生长以及目标次生代谢产物的 合成具有很大的影响。如通过温度、光照、电场、磁场电磁辐射、 机械力以及超声波等对于植物细胞培养过程都有着十分重要的作用。 植物细胞的生长、繁殖和次生代谢物的生产需要一定的温度条件， 在一定的温度范围内细胞才能正常生长、繁殖和维持正常的新陈代 .freelLeudeking-piret 谢模型及其模型等，这些类型的模型通常都只 能够考虑一些单组分的变化情况，而不能够考虑到植物细胞组分的 多样性和细胞在培养过程及其代谢过程中变化的复杂性，如次生代 谢产物的生成和细胞生长以及细胞在代谢过程中其它中间物质之间 的相互转化的复杂关系等。因此这类模型不能够预测植物细胞培养 过程中的很多行为，对于植物细胞的放大培养的指导性也十分有限。 2.2 植物细胞培养结构化动力学模型随着对植物细胞培养过程的 研究深入进行以及对植物细胞代谢过程的明朗，植物细胞培养的多 —— 样性也有了较多的认识，从而开始运用复杂的数学模型结构化 —— 数学模型来描述植物细胞的培养过程。由于结构化数学模型考 虑了培养细胞组分的多样性及其之间以及细胞与环境之间的生理生 长关系，因此能够较精确地描述植物细胞的培养过程。这类模型对 于分析细胞内的代谢调控很有价值，能够为培养过程提供更加清晰、 更加定量的依据，其分析结果对于进行细胞培养过程的优化具有较