Haberlandt(1902，德国著名植物学家)首次提出细胞培养的概念，也是第一个用人工培养基对分离的植物细胞进行培养的人

1943年，White正式提出植物全能性理论；1954能，Muir首次成功地进行了植物细胞的悬浮培养。所谓全能性细胞就是指具有完整的膜系统和细胞核的生活细胞，在适宜的条件下可通过细胞分裂与分化，再生出一个完整植株。

一、植物细胞培养产酶种类

植物来源物质的生产方法有两种：

1、提取分离法：原料有限

2、细胞培养法：在人工控制条件的植物细胞反应器中进行优质细胞培养，从而获得各种所需产物。

二、植物细胞的主要特点

体积较大：比动物细胞和微生物细胞都大

细胞生长速率和代谢速率低于微生物细胞，生长周期长

营养要求较动物细胞简单

细胞生长及合成次级代谢产物需要光照条件；对剪切力较敏感

主要用于产天然产物、色素、香精等有机物（次级代谢物）

三、植物细胞培养的优势

提高目标物的产率 缩短生产周期——木瓜蛋白酶：木瓜生长期8个月，木瓜细胞培养约1个月 易于管理，不受自然因素控制 可以提高产物质量——通过严格的培养条件控制，减少植株病虫害和污染

四、缺点

培养条件要求高 —— 光照、剪切力影响显著 植物细胞生长缓慢 —— 相对于微生物

五、工艺条件及控制

<aside> 🎯 过程：外植体——获取细胞——细胞培养——分离纯化——酶

• 外植体：

• 愈伤组织：

• [ ] 外植体选择和处理

  选择：无病虫害、生长旺盛、生长有规则

  切片：0.5～1 cm

  消毒：70% 乙醇、5% 次氯酸钠 / 10% 漂白粉、0.01～0.1% HgCl2

• [ ] 获取植物细胞：

  • 直接分离法【直接从外植体中分离】
  • 愈伤组织诱导法
  • 原生质体再生法

• [ ] 细胞培养

  • 悬浮培养【获得次级代谢产物】
  • 固体培养
  • 液体浅层培养

• [ ] 产物分离纯化

  收集培养液，从中获得所需的产物

</aside>

<aside> 🎯 培养基的特点

• 需大量无机盐
• 需维生素和生长激素：硫胺素、吡哆素、盐酸、肌醇、 生长素、分裂素等
• 一般为无机氮源：硝酸盐和铵盐
• 一般以蔗糖为碳源 </aside>

<aside> 🎯 工艺条件及其控制

• 温度：室温范围（25 C左右）、最适产酶温度和最适生长温度不同
• pH：微酸性（pH 5～6）、细胞培养时，pH一般变化不大
• 溶解氧：植物细胞需氧量不高，供氧不宜过量；对剪切力敏感，通风搅拌不宜太剧烈
• 光照：光照对植物细胞的生长和产物合成具有重要影响（植物特色）；有时也抑制产物合成
• 添加前体：前体（处于目的代谢物代谢途径上游的物质）- -相对于添加了反应的底物
• 刺激剂（elector）：引导物质朝特定的代谢方向进行，强化次级代谢产物的生物合成——常用微生物细胞壁碎片和果胶酶、纤维素酶等胞外酶 </aside>

六、产酶实例 —— 大蒜细胞培养产 SOD

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD，EC 1.15.1.1）

生物体内清除超氧化物阴离子自由基（O2·-）的重要金属酶类

SOD 和过氧化氢酶 (catalase)、过氧化物酶 (peroxidase， POD) 一起构成了生物体内重要的酶促反应防御体系，从而维护生物体内细胞正常的生理代谢和生化反应

• 大蒜细胞培养产 SOD

七、现状：

1、产率低 2、周期长，易染菌 3、光照难控制，放大难 4、成本高，生产高价值产品