植物细胞培养方法及应用-食品生物技术

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：植物细胞培养根据不同的方法可分为不同的类型。目前，原生质体培养在药用植物细胞系的筛选、体细胞杂交和基因工程方面已取得很大进展。（五）植物细胞的悬浮培养这是一种使组织培养物分离成单细胞并不断扩增的方法。它是植物细胞培养技术的应用和发展，中国已建立了紫草、石斛、三叶、青人参、青蒿、红豆杉、西洋参等药用植物细胞悬浮培养体系，其有效成分已达到甚至超过原植株。

植物细胞培养根据不同的方法可分为不同的类型。按培养对象可分为单倍体细胞培养和原生质体培养；按培养基可分为固体培养和液体培养；按培养方式又可分为悬浮培养和固定化细胞培养。

（一）单倍体细胞培养

主要用花药在人工培养基上进行培养，花药中的小孢子（雄性生殖细胞）可以直接发育成胚状体，然后长成单倍体植株；或是通过组织诱导分化出芽和根，最终长成植株。

（二）原生质体培养

植物的体细胞（二倍体）经过纤维素酶或果胶酶处理后可去掉细胞壁，获得的除去细胞壁的细胞称为原生质体。该原生质体在良好的无菌培养基中可以生长、分裂，最终可以长成植株。实际过程中，也可以用不同植物的原生质体进行融合与体细胞杂交，由此可获得细胞杂交的植株。1971年，Takebe等首次报道烟草叶肉原生质体培养成功获得再生植株，自此原生质体研究开始获得成功。目前，原生质体培养在药用植物细胞系的筛选、体细胞杂交和基因工程方面已取得很大进展。原生质体培养具有许多优势，表现为：原生质体能够克服性细胞的不亲和障碍，进行远缘的体细胞杂交；原生质体可以直接摄取外源的DNA、细胞器、病毒、质粒等，是进行遗传转化研究的理想受体。因此植物原生质体在改变植物遗传性、改良作物品种的应用研究以及生物学的基础理论研究中有着广泛的用途。

（三）固体培养

固体培养是在微生物培养的基础上发展起来的植物细胞培养方法。固体培养基的凝固剂除去特殊研究外，几乎都使用琼脂，浓度一般为2%～3%，细胞在培养基表面生长。原生质体固体培养则需混入培养基内进行嵌合培养，或使原生质体在固体—液体之间进行双相培养。(www.chuimin.cn)

（四）液体培养

液体培养也是在微生物培养的基础上发展起来的植物细胞培养方法。液体培养可分为静止培养和振荡培养两类。静止培养不需要任何设备，适合于某些原生质体的培养。振荡培养需要摇床使培养物和培养基保持充分混合以利于气体交换。

（五）植物细胞的悬浮培养

这是一种使组织培养物分离成单细胞并不断扩增的方法。它是植物细胞培养技术的应用和发展，中国已建立了紫草、石斛、三叶、青人参、青蒿、红豆杉、西洋参等药用植物细胞悬浮培养体系，其有效成分已达到甚至超过原植株。在进行细胞培养时，需要提供容易破裂的愈伤组织进行液体振荡培养，愈伤组织经过悬浮培养可以产生比较纯一的单细胞。用于悬浮培养的愈伤组织应该是易碎的，这样在液体培养条件下能获得分散的单细胞，而紧密不易碎的愈伤组织就不能达到上述目的。和固体培养相比，这种培养技术一般可以获得更高的细胞生长速率、比生长速率和比合成速率。

（六）固定化培养

固定化培养是在微生物和酶的固定化培养基础上发展起来的植物细胞培养技术。在提高次级代谢物产量的研究中，固定化培养逐渐显示出其优势。该法与固定化酶或微生物细胞类似，其中应用最广泛、能够保持细胞活性的固定化方法是将细胞包埋于海藻酸盐或卡拉胶中。除此以外，还可以以聚氨酯泡沫颗粒作为载体进行细胞固定化技术。万晓琦等利用海藻酸钠凝胶包埋法构建了雷公藤细胞固定化培养体系。海藻酸盐水凝胶在药物释放和组织工程领域有很多优势，但是其自身的凝胶溶蚀现象和力学性能缺陷限制了它的使用。目前，用壳聚糖包裹海藻酸钠制备胶囊，可以改善凝胶的溶蚀现象。这也是目前固定化培养的一个研究热点。

植物细胞培养方法及应用-食品生物技术

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