第一節(jié) 植物細胞（組織）培養(yǎng)反應器 植物細胞（組織）培養(yǎng) 植物細胞培養(yǎng)反應器 植物組織培養(yǎng)反應器 植物細胞培養(yǎng)技術包括植物器官（根、枝葉、發(fā)根、胚和冠癭組織等）、組織、細胞以及原生質體培養(yǎng)，并以此發(fā)展起來的各種植物細胞培養(yǎng)技術。植物細胞培養(yǎng) Gottleib Haberlandt 1902年德國植物學家Haberlandt在營養(yǎng)液中成功地培育了單個植物細胞，盡管未能使其分裂生長，但為植物細胞培養(yǎng)翻開了新的一頁。 Haberlandt提出植物細胞的“全能性”學說，植物細胞的全能性：植物的體細胞具有母體植株全部遺傳信息并發(fā)育成為完整個體的潛力，因而每一個植物細胞可以像胚胎細胞那樣，經離體培養(yǎng)再生成植株。 一般采用植物的體細胞(二倍體細胞)， 先經纖維素酶處理去掉細胞壁(原生質體)。將原生質體放在合適的培養(yǎng)基上，經過誘導分化可以重新長成植株。原生質體也可用于植物細胞融合， 然后誘導形成新的植株。 原生質體培養(yǎng) 植物原生質體培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)(plant tissue culture)植物組織培養(yǎng)：愈傷組織：是一種能迅速增殖的無特定結構和功能的薄壁細胞團。離體的植物器官、組織、細胞植物體愈傷組織脫分化根芽再分化脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產生愈傷組織的過程，稱為植物細胞的脫分化。再分化： 脫分化產生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng)又可以重新分化成根或芽等器官，這一過程稱為植物細胞的再分化。植物組織培養(yǎng) (1)(1) (3)植物體細胞雜交(5)植物A細胞植物B細胞去壁原生質體A原生質體B原生質體融合融合體再生壁雜種細胞細胞分裂愈傷組織雜種植株(2) (4) 植物細胞培養(yǎng)與微生物的區(qū)別： 細胞的大小 細胞塊的形狀 培養(yǎng)液的黏度 需氧量 Kla 值比微生物培養(yǎng)的Kla值小得多 對剪切力敏感 需CO 2和光照 植物細胞培養(yǎng)(plant cell culture) 植物細胞培養(yǎng)具有的優(yōu)點：（1）代謝產物的生產完全在人工控制條件下進行，可以通過改變培養(yǎng)條件和選擇優(yōu)良培養(yǎng)體系得到超整株植物產量的代謝產物；（2）培養(yǎng)在無菌條件下進行，可排除病菌和蟲害侵擾；（3） 可以進行特定的生物轉化反應；（4）可以探索新的合成路線和獲得新的有用物質等。植物細胞培養(yǎng)(plant cell culture) 固定化細胞培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)植物細胞培養(yǎng)光生物反應器組合式反應器非機械攪拌反應器機械攪拌反應器懸浮培養(yǎng)反應器膜反應器流化床反應器填充床反應器固定化細胞培養(yǎng)反應器植物細胞培養(yǎng)反應器 Stirred Tank Bioreactors 植物細胞培養(yǎng)反應器 機械攪拌式反應器優(yōu)點：混合性能好傳氧效率高操作彈性大可用于細胞高密度培養(yǎng)；缺點：剪切力大。 懸 浮 培 養(yǎng) 生 物 反 應 器 植物細胞培養(yǎng)反應器 機械攪拌式反應器 非攪拌式反應器所產生的剪切力較小，結構簡單。其主要類型有鼓泡式反應器、氣升式反應器等氣體攪拌式反應器 植物細胞培養(yǎng)反應器 非機械攪拌式反應器Air inletG as outletCulture mediumSieve plateBubble Column Bioreactor 植物細胞培養(yǎng)反應器 非機械攪拌式反應器 Air-lift Bioreactor 植物細胞培養(yǎng)反應器 紫草細胞培養(yǎng)紫草種子無菌幼根LS培養(yǎng)基愈傷組織誘導培養(yǎng)懸浮細胞懸浮培養(yǎng)細胞增殖培養(yǎng)一級培養(yǎng) 利用“ 優(yōu)勢互補”原則，將兩種反應器結合起來研究出組合式反應器。帶有低速攪拌的氣升式發(fā)酵罐可彌補低氣速時混合性差的弱點。植物細胞培養(yǎng)反應器 組合式反應器 光生物反應器 植物細胞培養(yǎng)反應器 固 定 化 細 胞 生 物 反 應 器 填充床反應器 流化床反應器進口出口 植物細胞培養(yǎng)反應器 流化床反應器 植物細胞培養(yǎng)反應器 流化床反應器 植物細胞培養(yǎng)反應器 固定化細胞膜反應器 中空纖維螺旋卷繞反應器 植物組織培養(yǎng)反應器 發(fā) 狀 根 大 規(guī) 模 培 養(yǎng)105 4 12 8 76 93 植物組織培養(yǎng)反應器 小 植 物 的 大 規(guī) 模 快 速 繁 殖 淺層循環(huán)式植株快速繁殖器 雙層板徑向流生物反應器 植物組織培養(yǎng)反應器 小 植 物 的 大 規(guī) 模 快 速 繁 殖 內環(huán)噴霧生物反應器進氣排氣 植物細胞培養(yǎng)的應用 西洋參細胞培養(yǎng)無菌根愈傷組織懸浮細胞發(fā)酵液乙醇消毒誘導培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)大量培養(yǎng)西洋參根細胞過濾西洋參細胞干粉成品干燥 植 物 細 胞 的 生 產 藥 物 的 生 產植物細胞產物產物作用 紫草細胞紫草寧抗炎劑、食用色素苦瓜細胞類胰島素治療糖尿病長春花細胞長春花堿治療白血病藥紅豆杉細胞紫杉醇抗癌藥物毛地黃細胞毛地黃毒素強心劑 紫草種子無菌幼根愈傷組織懸浮細胞細胞增殖培養(yǎng)LS培養(yǎng)基誘導培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)一級培養(yǎng)產物培養(yǎng)二級培養(yǎng)發(fā)酵液細胞收集過濾產物提取分離成品干燥 紫草細胞培養(yǎng)生產紫草寧(Shikonin)植物細胞培養(yǎng)的應用 代 謝 產 物 的 生 產 植物細胞培養(yǎng)的應用 植 物 細 胞 培 養(yǎng) 工 業(yè) 化 生 產 需 解 決 的 難 題 縮短生產周期、降低生產成本 提高培養(yǎng)細胞中的有效成分含量 防止細胞集聚成塊 防止細胞株的種性退化和變異 研制更能適合植物細胞生長的生物反應器