含义：将愈伤组织培养在一定容积 的密闭容器中进行培养。它是进行 细胞生 长和细胞分裂的生理生化研 究常用的培养方法。 但要进行下一批培养，则生长一定 时间后，需要继代转移。
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悬浮培养特点
培养基体积固定 • 培养过程中，细胞生长，其数 目不断发生变化，呈S型增长。 • 必须适当搅拌
•
• 最后，分离纯化、提取
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二） 植物细胞培养的培养基
植物组织培养营养条件-培养基 (Culture Medium)
培养基是植物组织培养的重要基质。 培养基的成分主要可以分水、无机盐、 有机物、天然复合物、培养体的支持材 料等五大类。
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二）植物细胞培养的培养基
• 培养基
• 2、植物细胞培养
在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置 于液体培养基中，进行振荡培养，得到分散成游离 的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得 大量细胞群体的一种技术。
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提取分离法
植物来源的物质的生产
采集植物
各种生化技术
有用的物质提取 分离纯化得所需物质
特点：提取分离法设备简单，但受到原料来源的限制
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外植体和愈伤组织
外植体：由活体（in vivo)植物体上提取下 来的，接种在培养基 上的无菌细胞、组织、 器官等。 愈伤组织：在人工培 养基上由外植体上形 成的一团无序生长状 态的薄壁细胞。
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1.外植体的选取、处理，及愈伤组织的 获取： 外植体剪取部位，消毒方法 愈伤组织的生长部位 愈伤组织的挑取
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3. 植物细胞培养基的配制
配置方法： 先配母液，按比例稀释、混合 常见母液：不同稀释倍数 大量元素母液 微量元素母液 铁盐母液 维生素母液：维生素和某些氨基酸 植物激素母液：吲哚乙酸、萘乙酸、苄基腺嘌呤
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三） 培养温度和pH等条件
• 温度：适宜温度20-25℃，酶合成温度因植物种类而异 • pH: 植物细胞培养要求稳定pH，一般pH5.8-6.1最好 • 植物细胞培养过程中pH变化不大 • 溶氧、通气搅拌: 细胞比较大，较脆弱，对剪切力敏 感，且耗氧速率较慢，所以通气和搅拌不要太强烈 • • • • 光照：对一些植物酶有诱导作用或抑制作用。 刺激物：在酶合成时期，适当添加。 前体的添加：对一些植物酶有诱导作用。如苯丙氨酸 刺激物：在酶合成时期，适当添加。微生物细胞碎片 细胞壁碎片、酵母葡聚糖、果胶酶、纤维素酶、
项目 大小（μm） 微生物 1-10 动物细胞 10-100 植物细胞 20-300
悬浮生长
营养要求 生长速率
可以
简单 快，0.5-5h
大部分附着
非常复杂 慢，15-100h
可以，易成团
较复杂 慢，24-74h
代谢调节
环境敏感
内部
忍受范围广
内部、激素
无细胞壁非常敏感
内部、激素
能忍受广泛范围
细胞分化
剪切力敏感 传统变异、筛选
第三章 动植物细胞培 养产酶 之植物
Plant Tissue Culture
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植物体、细胞来源酶的生产方式： 1、从天然植物材料中直接提取
2、从大规模培养的植物细胞中提取
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• 1、从现成植物材料中提取酶的一般步骤
取材→预处理→加提取液捣碎→离心或过滤除去固
体物，收集粗酶液→适当浓缩→纯化→成品加工
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植物细胞培养在产酶方面的应用
☆应用植物细胞培养可生产下列产酶：
木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶、菠萝蛋白
酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶
糖苷酶、β-半乳糖苷酶、糖化酶、酸性转 化酶等
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例：植物细胞培养获得的产物
名称 长春新碱 长春化碱 辅酶Q-10 吗啡 当归根油 茉莉 春黄菊油 苦橙花油 可特因
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2.植物细胞的获取
有直接分离法、愈伤组织诱导法和原生 质体再生法 1）直接分离法 直接从外植体中分离得到细胞，有机械 法和酶解法这两种。
A。机械法：只有薄壁组织排列松散，细胞 间结触点很少时用机械法分离叶肉细胞才能 取得成功。
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B。酶解法
酶解法：Takebe等（1968）最早报道：用 果胶酶处理可以分离大量的叶肉细胞
酶解法
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2）由愈伤组织诱导分离细胞
茎段
步骤1、2：
1 诱导产生愈伤组织； 2 愈伤组织反复继代，使 组织不断增殖，提高愈 伤组织的松散性；
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继代
悬浮
ension culture) 将愈伤组织在液体培养 优点：细胞团成小 基中培养，建立悬浮培 细胞团或单细胞； 在培养基中均匀分 养物
N6培养基、KM-8P培养基
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植物细胞培养基
常用培养基简介— 1）MS培养基
1962 年由 Murashige 和 Skoog 为培养烟草细胞而 设计的。特点是无机盐和离子浓度较高，为较稳定 的平衡溶液。其养分的数量和比例较合适，可满足 植物的营养和生理需要。它的硝酸盐含量较其他培 养基为高，广泛地用于植物的器官、花药、细胞和 原生质体培养，效果良好。有些培养基是由它演变 而来的。
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补充：细胞悬浮培养 Suspension culture
特点 1. 细胞可以不断增殖，形成高密度的细胞 群体，适于大规模培养； 2. 能够提供大量较为均匀的细胞，为研究 细胞的生长、分化创造方法和条件。 必须指出 悬浮培养中既有单细胞，也有细胞团。
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1、起始悬浮液的制备
无
低 广泛使用
有
非常高 不常使用
有
高 有时使用
细胞或产物浓度
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较高
低
低
总结：植物细胞突出特点
• 生产周期长、 • 生长和代谢需要一定 的光照 • 对剪切力敏感、
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二、植物细胞培养的特点 相比从植物原材料中提取 1）提高产率 • 2）缩短周期 • 3）易于管理、减轻劳动强度 • 4）提高产品质量 • 5）其他，如不受季节、生物资 源限制
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三、植物细胞培养的工艺条件及控制
一）植物细胞培养的工艺流程 • 外植体的选择和处理→愈伤组织 的诱导→细胞的获取→细胞培养 →分离纯化→产物 • 选择外植体、切取片段、消毒处 理，诱导培养生成愈伤组织，分 离细胞后过滤、离心得到能迅速 增殖、无特定结构功能的薄壁细 胞团，振荡培养分离得到单细胞 后悬浮培养，最后再大规模培养
苄基腺嘌呤 有 0.1 mg. l-1
More balanced development of roots and shoots. However, undifferentiated callus is developing at the edges of the explant
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激素的影响2
不同营养条件对植物组织培养的影响
No MS salts
No sign of regeneration from explant at all.
MS salts reduced to 0.47 g. l-1
Some root growth but reduced development of shoots
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价格（美元/kg） 1000000 3500000 600 600 800 500-2000 500 1125 650
用途 抗肿瘤药物 抗肿瘤药物 强心碱 麻醉剂、镇痛剂 香料、中药 香料 香料、药物 香料 麻醉剂、镇痛剂
除酶外，各种色素、药物、香精从植物或培养的细胞中提取
一、植物细胞的特性 动、植物细胞培养和微生物细胞培养比较
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常用植物细胞培养基
2）B5培养基
是 1968 年由 Galmborg 等为培养大豆根细胞而设 计的。其主要特点是含有较低的铵，这可能对不少 培养物的生长有抑制作用。从实践得知有些植物在 B5 培养基上生长更适宜，如双子叶植物特别是木本 植物。
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常用植物细胞培养基
3）White培养基
是 1943 年由 White 为培养番茄根尖而设计的。 1963年又作了改良，称作White改良培养基，提高了 MgSO4的浓度和增加了硼素。其特点是无机机盐数量 较低，适于生根培养。
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常用植物细胞培养基
4）N6培养基
是 1974 年朱至清等为水稻等禾谷类作物花药培 养而设计的。其特点是成分较简单，KNO3和（NH4） 2SO4 含量高。在国内已广泛应用于小麦、水稻及其 他植物的花药培养和其他组织培养。
加果胶酶
过滤、离心
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注意：大麦，小麦和玉米，很难通过酶解
法使细胞分离。（叶肉细胞伸长，并在许 多地方收缩，细胞间链状互锁结构）
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两种细胞分离方法 机械法和酶解法比较 机械法
1. 细胞不受到酶的伤害； 2. 不用质壁分离； 3. 细胞产量低； 4. 细胞易破。
1. 细胞受到酶的伤害； 2. 要质壁分离； 3. 细胞产量高； 4. 细胞不易破。
（1）植物细胞的生长和代谢需要大量无机盐； （2）植物细胞需要多种维生素和植物生长激素； （3）植物细胞需求的氮源一般为无机氮源； （4）植物细胞一般以蔗糖为碳源、浓度为2-5%。
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植物细胞培养基
国际上流行的培养基有几十种，常用的 培养基有：