次生代谢产物
初生代谢产物和次生代谢产物的概念
初生代谢产物和次生代谢产物的概念初生代谢产物和次生代谢产物的概念1. 初生代谢产物和次生代谢产物的定义初生代谢产物和次生代谢产物是生物体内产生的两种不同类型的化合物。
初生代谢产物是在生物体内发育的早期阶段产生的化合物，主要用于维持生命和促进生长的基本代谢功能。
而次生代谢产物是在生物体内发育的后期阶段产生的化合物，不参与生物体的基本代谢，但具有一定的生理活性和适应性。
2. 初生代谢产物和次生代谢产物的生物功能初生代谢产物主要包括碳水化合物、蛋白质和脂类等生物大分子，以及氨基酸、酶、激素等生物小分子。
它们是维持生物体正常生长发育和代谢活动所必需的物质，是构成细胞、组织和器官的基本组成部分。
而次生代谢产物则包括生物碱、鞣质、挥发油、色素等化合物，具有抗菌、抗虫、抗氧化、防御等生理活性，在植物的适应环境和保护自身方面发挥着重要作用。
3. 初生代谢产物和次生代谢产物在生物体中的制备和调控初生代谢产物一般是通过生物体内的基础代谢途径合成的，如糖酵解、蛋白质合成、脂质代谢等。
它们的合成受到生物体内外环境的调控，如营养物质的供应、激素的调节等。
而次生代谢产物的合成一般是在特定的生物发育阶段或环境刺激下进行的，受到内在遗传和外部环境因素的影响，通常在生物体受到外界胁迫时产生。
4. 个人观点和理解在我看来，初生代谢产物和次生代谢产物在生物体内发挥着各自独特的作用。
初生代谢产物是维持生命的基础物质，是生物体正常生长和代谢活动不可或缺的。
而次生代谢产物则是植物为了适应环境和防御外界威胁而产生的重要物质，对于保护植物自身和与外界的相互作用至关重要。
总结回顾初生代谢产物和次生代谢产物作为生物体内重要的化合物，分别在维持生命和适应环境方面发挥着重要作用。
初生代谢产物是生物的基础代谢产物，次生代谢产物则是在特定条件下产生的具有生理活性的化合物。
这两种代谢产物相辅相成，共同维护着生物体的正常功能和适应性。
在撰写文章时，我尽力按照所提供的要求，以简单到复杂的方式全面评估了初生代谢产物和次生代谢产物的概念，希望这篇文章对您有所帮助。
植物次生代谢产物对生物体功能的调控研究
植物次生代谢产物对生物体功能的调控研究随着生命科学的发展，人们对生物体的了解越来越深入。
生物体内有着许多复杂而神奇的生化反应以及生物分子交互作用。
其中，植物次生代谢产物作为一种特殊的生化物质，对调节生物体内的许多生理功能起着至关重要的作用。
1.植物次生代谢产物的定义和分类植物次生代谢产物是指植物为了适应环境而不同于其生长发育的代谢产物，它们不同于植物生长所需的基本代谢产物（如碳水化合物、蛋白质和脂类），而是在植物细胞内或细胞外大量合成的物质。
根据其分子结构和作用方式，植物次生代谢产物可以分为多种类型，如生物碱、鞣质、多糖等。
2.植物次生代谢产物的调节作用植物次生代谢产物对生物体有着复杂而广泛的调节作用，包括抗氧化、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、调节免疫力等。
例如，植物生长素（Auxin）是一种生长调节物质，它可以促进植物的生长发育，调节细胞的分裂和伸展。
大量的实验证明，植物次生代谢产物还可以调节人体的多种生理功能，如心血管系统的功能和代谢水平。
3.植物次生代谢产物在药物研究中的作用植物次生代谢产物在药物研究中也有着重要的作用。
许多药物和草药都是从植物中提取的，如双花藤碱、广陈皮以及某些人工合成的植物次生代谢产物。
在天然植物中，有许多具有生物活性的次生代谢产物，它们通过作用于人体细胞的不同部位，调节生理功能。
举例而言，一些具有抗肿瘤活性的次生代谢产物，如紫杉醇和金黄色葡萄球菌素（Staphylococcus aureus），可以与癌细胞的微管蛋白相互作用，从而抑制癌细胞的生长。
许多草药也具有调节生理功能的作用，如柴胡、绿茶等。
4.结论植物次生代谢产物对生物体的生理和功能的调节作用非常多样而复杂。
未来的研究应该重点关注植物次生代谢产物的生物学特性以及新型药物的发展。
次生代谢产物特点概述
次生代谢产物特点概述次生代谢产物是指生物体在生长过程中产生的非必需代谢产物。
与主代谢产物不同，次生代谢产物在生物体的生存和生长中并不起直接关键作用，但却具有多种生物活性和功能。
本文将概述次生代谢产物的特点。
一、多样性和广泛性次生代谢产物的种类非常多样，可以包括植物中的次生代谢产物如生物碱、黄酮类物质等，以及微生物合成的天然产物如抗生素、降解物质等。
这些产物在结构、功能和活性上都表现出了极大的多样性。
这种多样性使得次生代谢产物在药物研究、农业和食品工业等领域具有广泛的应用前景。
二、生物活性和功能多样性次生代谢产物具有多种多样的生物活性和功能。
它们可以具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤、调节免疫功能等多种药理活性。
一些次生代谢产物也具有植物的防御功能，可以对抗外界的压力和损伤，提高植物的适应能力。
次生代谢产物还可以参与植物的交流和信号传递，或者作为植物与其他生物的互利共生关系中的介质。
三、结构复杂性和多样性次生代谢产物的结构通常比较复杂，具有分子量高、不规则和多环结构等特点。
这些复杂结构使得次生代谢产物在药物合成和化学合成方面具有挑战性。
然而，正是因为这些复杂结构的存在，次生代谢产物才能表现出多样的生物活性和药理功能。
四、生态适应性和调控机制次生代谢产物的生成通常受到生物体的环境和生理状态的影响。
生物体可以通过调控代谢途径和信号通路来合成适应环境的次生代谢产物。
植物在受到外界压力（如病原菌、干旱等）时会产生一些具有防御功能的次生代谢产物。
微生物也可以通过调控次生代谢途径来合成对抗竞争和损伤的产物。
这种生态适应性和调控机制使得次生代谢产物在生物界的生存和竞争中起到重要的作用。
次生代谢产物具有多样性和广泛性、生物活性和功能多样性、结构复杂性和多样性，以及生态适应性和调控机制等特点。
对于研究和应用次生代谢产物，我们需要深入理解其特点和合成机理，以利用其广泛的应用潜力。
一、次生代谢产物的多样性及其生物活性次生代谢产物是生物体在生长发育过程中产生的一类化合物，具有多样性和广泛性的特点。
微生物次生代谢产物研究方法
标准化流程
建立标准化的分离纯化流 程，确保每次实验的结果 具有可比性和可重复性。
安全性评估
对分离纯化的次生代谢产 物进行安全性评估，确保 产物的无毒或低毒性质。
03
微生物次生代谢产物的 结构鉴定
化学结构鉴定
化学结构鉴定是确定微生物次生代谢 产物结构的关键步骤，通过核磁共振 （NMR）和质谱（MS）等分析手段， 可以获得化合物的详细化学结构信息。
利用次生代谢产物在不同溶剂中的溶解度不同， 进行萃取分离。
色谱技术
利用色谱技术如薄层色谱、柱色谱、高效液相 色谱等对次生代谢产物进行分离纯化。
结晶
对于具有较高纯度的次生代谢产物，可以采用结晶的方法进行纯化。
分离纯化过程中的质量控制
检测和鉴定
采用光谱、质谱等技术对 分离纯化的次生代谢产物 进行检测和鉴定，确保产 物的纯度和质量。
初级代谢
微生物通过初级代谢合成生长所必需的物质，如氨基 酸、核苷酸等。
次级代谢
在次级代谢中，微生物合成次生代谢产物，这些产物 通常不是微生物生长所必需的。
生物合成途径
次生代谢产物的生物合成途径通常涉及多个酶促反应， 这些反应在特定的细胞器或细胞结构中进行。
02
的预处理
神经保护活性研究
03
利用神经细胞模型和神经功能检测，对次生代谢产物的神经保
护活性进行研究。
05
微生物次生代谢产物的 应用与开发
次生代谢产物在医药领域的应用
抗生素
次生代谢产物中的抗生素是医药领域的重要药物来源，如青霉素、 头孢菌素等。
抗癌药物
一些次生代谢产物具有抗癌活性，可用于癌症治疗药物的研发。
挑战
次生代谢产物的发掘和开发需要克服分离纯化难度大、生物合成机制不明确等问题，同时还需要加强知识产权保 护和国际合作，促进次生代谢产物的可持续发展。
植物次生代谢产物与应用
植物次生代谢产物与应用植物次生代谢产物是植物在生长和发育过程中产生的非必需化合物，它们不仅具有植物自身的生理功能，还具有广泛的应用价值。
本文将介绍植物次生代谢产物的种类、功能以及在医药、食品和化妆品等领域的应用。
植物次生代谢产物的种类多样，包括生物碱、酚类化合物、黄酮类、类胡萝卜素、萜类化合物等。
它们在植物的生长发育过程中起到调节生长、抗逆性和防御机制等重要作用。
这些化合物通常具有强烈的草药香气和色彩，因此被广泛应用于医药、食品和化妆品等领域。
在医药领域，植物次生代谢产物具有广泛的应用价值。
许多植物次生代谢产物具有抗氧化、抗炎、抗菌和抗肿瘤等药理活性，被用于制备药物。
例如，黄酮类化合物具有抗肿瘤和抗氧化活性，被广泛用于抗癌药物的研发；生物碱类化合物具有抗菌和抗寄生虫活性，被用于制备抗生素和抗寄生虫药物。
此外，一些植物次生代谢产物还具有镇痛、降血压和抗抑郁等药理活性，被用于治疗多种疾病。
在食品领域，植物次生代谢产物也被广泛应用。
许多植物次生代谢产物具有丰富的营养价值和独特的风味，被用于增加食品的口感和营养价值。
例如，类胡萝卜素是一种天然色素，具有丰富的维生素A活性，可以用于食品的着色和营养强化；酚类化合物具有抗氧化活性，可以用于保护食品的品质和延长食品的保质期。
此外，一些植物次生代谢产物还具有抑制食品中的微生物生长和改善食品口感的作用，被用于食品的防腐和调味。
在化妆品领域，植物次生代谢产物也得到了广泛的应用。
许多植物次生代谢产物具有保湿、抗衰老和美白等功效，被用于制备化妆品。
例如，黄酮类化合物具有抗氧化和抗衰老活性，被用于制备抗衰老化妆品；酚类化合物具有抗炎和美白活性，被用于制备美白化妆品。
此外，一些植物次生代谢产物还具有促进皮肤修复和改善毛发质量的作用，被用于制备护肤品和洗发水。
植物次生代谢产物具有丰富的种类和多样的功能，在医药、食品和化妆品等领域具有广泛的应用价值。
通过研究和开发植物次生代谢产物，不仅可以开发出新型药物、食品和化妆品，还可以促进植物资源的合理利用和保护。
植物次生代谢产物的生物合成
植物次生代谢产物的生物合成植物次生代谢产物是指植物在非必需生理过程中生成的化合物，不同于植物的主要代谢产物。
它们具有丰富的化学结构和多样的生物活性，包括抗菌、抗氧化、抗肿瘤、消炎等多种药理活性，因此对于医药、农业和食品工业具有重要的应用价值。
植物次生代谢产物的生物合成是一个复杂而精密的过程，涉及多个酶、基因和调控网络的参与。
植物次生代谢产物的生物合成通常可分为三个主要步骤：底物合成、酶催化和调控。
首先，植物通过基本代谢途径合成底物（例如香豆素、异黄酮和萜类化合物等）。
底物合成途径多样，包括植物对外界环境的响应和信号传导。
接下来，底物通过特定的酶催化转化为次生代谢产物。
酶的作用是提高反应速率和选择性，并在产物合成过程中起到关键的催化作用。
最后，植物对次生代谢产物生物合成进行调控，以使其在正确的时间和空间表达，以满足植物的特定生理和生态需求。
底物合成是植物次生代谢产物生物合成的第一个关键步骤。
植物通过特定的酶和调控因子，将主要代谢途径产生的底物（例如糖、氨基酸和有机酸等）转化为次生代谢步骤所需的底物。
底物合成途径的多样性使得植物能够在不同环境条件下产生不同类型的次生代谢产物。
例如，植物受到外界捕食性昆虫的侵袭时，可以通过合成特定的化合物来抵御捕食者。
此外，植物还可以通过合成挥发性化合物来吸引传粉媒介，以促进花粉传播和繁殖。
酶催化是植物次生代谢产物生物合成的第二个关键步骤。
酶在植物次生代谢产物的生物合成中发挥着至关重要的作用。
酶能够加速底物到产物的转化速率，并保证特定的反应路径和产物结构。
植物次生代谢产物的酶通常属于多酶家族，具有复杂的结构和功能。
这些酶受到多种因素的调控，包括底物浓度、pH值、温度和环境胁迫等。
通过调节酶的活性和表达水平，植物能够实现对次生代谢产物合成的控制。
调控是植物次生代谢产物生物合成的第三个关键步骤。
植物通过调控基因表达和底物通路的调节，实现对次生代谢产物生物合成的控制。
调控机制主要包括转录因子、RNA干扰、DNA甲基化和组蛋白修饰等。
植物代谢和次生代谢产物的研究
植物代谢和次生代谢产物的研究植物代谢可以分为一次代谢和次生代谢两个部分。
一次代谢是指植物通过光合作用、呼吸作用等基本生命过程获得的能量和物质转化，包括蛋白质、碳水化合物、脂肪和核酸等。
而次生代谢是指植物细胞中不同于生命基本过程所需的代谢物，比如植物色素、萜类、生物碱和鞣花酸等，这些物质在植物的生理生态环境中发挥了十分重要的作用。
植物次生代谢产物是生物多样性和设备的主要来源，对人类生产和生活也有着巨大的经济价值。
物种多样性和生物多样性的研究得以充分地依赖于这些次生代谢产物。
近些年来，生命科学技术的飞速发展使得对植物代谢和次生代谢产物的研究变得越来越深入和全面。
这种趋势将会正向地解决许多全球性问题，比如空气污染和全球气候变化等。
一、植物次生代谢产物的种类1.生物鹼生物鹼分子结构上含有氮原子，包括吗啡、吡啶等。
一些生物碱具有毒性、药用性和防御性等作用，比如黄樟素、拟南芥等。
2.植物色素植物通过吸收太阳能来合成叶绿素，用于实现光合作用。
其中叶绿素a、叶绿素b是植物体内最常见的叶绿素，而类胡萝卜素则是一种与之相关的植物色素。
3.鞣花酸和鞣花酸植物通过鞣花酸和鞣花酸防止氧化和腐烂。
一些植物也含有一部分这些物质，它们能够通过防御性提高植物对环境的适应能力。
4.萜类萜类是一类有机化合物，其中包括单萜、倍半萜和防卫性化合物。
它们的分子量大多在300到1000之间，虽然酯肽类物质不属于萜类，但它们在结构上与萜类有很多相同之处。
二、植物次生代谢产物的功能1.植物三维结构的形成植物的三维结构对于其在大气环境中存在具有重要作用，比如根系对于水分吸收的功能就与植物的三维结构有关，而被毛和叶片的形态对于阳光的吸收也有着不可忽视的作用。
2.促进花的形成和吸引昆虫植物通过独特的香味和颜色对昆虫产生吸引作用，这对于植物的授粉和果实生长非常重要。
3.参与免疫和抗氧化反应植物次生代谢产物中一部分物质具有防御功能，比如鞣花酸、生物碱和多酚等可以防止细菌、真菌和病毒在植物体内滋生。
植物次生代谢产物的功能研究方法
植物次生代谢产物的功能研究方法植物次生代谢产物是植物细胞在生长过程中产生的一类化学物质，除了不参与植物的生长和发育之外，还具有许多重要的生物学功能，如酶抑制、抗氧化、抗菌、抗病毒等。
近年来，在发掘植物的次生代谢产物中，许多新的植物物质被发现，经过精细的研究，发现它们具有一些特殊的药理学活性。
因此，植物次生代谢产物被研究的范围越来越广，包括医学、化学、食品、农业等领域。
本文将从植物次生代谢产物的来源、提取、分离、结构鉴定和检测等方面介绍植物次生代谢产物的功能研究方法。
一、植物次生代谢产物的来源植物次生代谢产物是指生长过程中植物本身合成，但不是生命所必需的化合物。
植物次生代谢产物是反映植物适应环境能力的表现，在植物进化过程中发挥了重要的作用。
植物次生代谢产物包括生物碱、黄酮、多酚、萜类化合物、二萜、龙胆苷等。
这些化合物在植物细胞的不同部位中形成，如根部、茎部、叶片、花等。
二、植物次生代谢产物提取和分离植物次生代谢产物的生物活性差异非常大，因此，针对不同的活性成分，可以采用不同的提取和分离方法。
对于生物碱类、二萜等脂溶性物质，可以采用常规的有机溶剂提取法；黄酮、多酚等水溶性物质，则可以采用水溶液提取法。
在提取过程中，为了防止化合物丢失和破坏，需要在低温下进行，并避免光照。
分离和纯化过程中，可以采用色谱法、薄层层析法、逆流色谱法、保留时间指数法等技术进行。
三、植物次生代谢产物的结构鉴定目前，植物次生代谢产物的结构鉴定已经成为研究人员的主要任务。
主要的结构鉴定方法包括物质的物理化学性质、波谱技术、X射线结晶学等。
其中，核磁共振(NMR)、质谱(MS)、红外光谱(IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)等波谱技术是常用的手段，能够确定化合物的分子结构，并获取有关物质的信息。
四、植物次生代谢产物的生物活性研究植物次生代谢产物是天然药物中广泛应用的一种。
其生物活性的研究方法包括体外和体内实验。
体外实验主要用于对活性成分的初步筛选，包括酶抑制试验、抗氧化试验、抗菌试验和抗病毒试验等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1～2
植物细胞培养
3周
14
Examples of enhancement in natural product yield in selected cell lines compare with parent plant material. (After Fowler, 1983)
Chemical product plant Cell yield (% DW) Whole Ratio cell plant yield / yield (% DW) whole plant 0.1 2.1 2.2 3.0 0.3 0.5 2.0 10 2 8 9 7 3 2
外植体的选择
不同外植体的愈伤组织诱导能力和诱导 的愈伤组织合成次级代谢产物能力均不 同 ,所以 ,在利用植物细胞悬浮培养生 产次生代谢产物时 ,选择能诱导出疏松 易碎 ,生长快速且具有较高次生代谢产 物合成能力的愈伤组织的外植体是非常 重要的。 如在茜草愈伤组织培养过程中 ,来源于 叶柄和茎的愈伤组织蒽醌累积量比来源 于茎尖和叶的愈伤组织高。
然而
随着人们对植物资源尤其是药用植物的利 用度日益增加，使不少植物资源处于濒危 状态。面对着植物有限的蕴藏量，如何进 行合理有效地开发利用是我们亟待解决的 问题。 自从20世纪50年代提出用植物细胞大量培 养作为工业化生产植物次生代谢产物的一 条途径以来，实践表明，采用植物细胞培 养技术生产次生代谢产物是解决资源问题 的较为有效的途径。
Glutathione Nicotine Anthraquinones Rosmarinic acid Ajmalicine SErpentine Diosgenin
N. tabacum N. tabacum M.citrifolia C. blumei C.roseus C. roseus D.deltoidea
化学因素： 合理的培养基组分：培养基中的碳源、氮 源及其一些微量的金属离子以及一些有机 物质不仅是细胞生长以及合成的物质基础， 而且很多都能够促进细胞生长或者是有利 于产物的形成。 一般情况下，增加N、P、K的含量会使细胞 的生长加快，增加蔗糖含量可以增加细胞 培养物的次生代谢产物的量。 还有生长调节物质也是次生代谢产物积累 的关键因素。不同种类及不同浓度的生长 素和细胞分裂素以及二类激素的不同比例 显著的影响着细胞的生长和目的产物的合 成。 2，4-D，细胞分裂素，KT，GA，脱 落酸等。
因此充分利用基因工程的手段，筛选高 产细胞系，深入研究特定代谢产物的生 物合成途径，对培养条件进行优化，研 究和开发适合植物细胞培养的生物反应 器是解决这些问题的根本途径。
提高次生代谢产物生产效 率的途径和方法：
选择合适的外植体 筛选得到高产细胞系（株）
寻求合适的培养条件和培养技术
植物次生产物种类繁多（据保守估计已超过2万 种），根据分子结构不同大致分为：
酚类化合物－黄酮类 单酚类 醌 类（苯醌、萘醌、蒽醌） 萜类化合物－三萜皂甙 甾体皂甙 单萜、倍半萜、二萜 含氮化合物－生物碱（真生物碱、伪生物碱、 原生物碱） 胺类（伯、仲、叔、季胺） 非蛋白质氨基酸 生氰甙 多炔类、有机酸等
研究现状
迄今为止，人们已从培养的植物细胞中 分离出六百多种次生代谢产物，已使包 括紫草、毛地黄、黄连、彩叶紫苏和人 参在内的多种植物细胞培养达到工业化 生产的规模，并且有的已经生产成商品 投入市场。
来自于植物体和细胞培养的紫 草宁含量比较
生产方式 生产周期 紫草宁含量（％干重）
完整植株
2～3年
植物细胞培养 之次生代谢产物生产
植物次生代谢产物的概述
研究现状
植物细胞大规模培养生产次生代谢
产物的基本程序 提高次生代谢物生产效率的途径一大类并 非植物生长发育所必需的小分子有机化 合物，其产生和分布通常有种属、器官 组织和生长发育期的特异性。 次生产物在植物中的合成与分解过程称 为次生代谢。
应用实例
紫杉醇(taxol)是红豆杉科红豆杉属(Taxus sp.)植物的树皮、针叶等组织中含有的一种 四环、二萜酰胺类化合物, 具有独特的抗癌 作用, 高效、低毒，被称为过去几十年中出 现的最好的抗癌药。
植物细胞培养进行有效成分的生产发展 到现在,已经取得令人瞩目的成就。 然而在植物细胞培养过程中普遍存在的 细胞系不稳定、细胞生长缓慢、不耐剪 切力及代谢物产量低等问题又成为其实 现规模化生产的瓶颈。在目前已经研究 过的植物中，仅有 1/5左右种类的培养 物中目的产物的含量接近或超过原植物， 多数情况下培养细胞合成某些次生代谢 物的能力下降甚至消失。
毛状根培养技术：毛状根是双子叶植物各 器官受发根土壤杆菌感染后产生的病态组 织。感染过程中 ,发根农杆菌 Ti质粒 T - DNA 转移并整合到植物基因组中。毛状 根具有激素自养 ,增殖速度快 ,次级代谢 产物含量高且稳定等特点。 冠瘿培养技术：通过根瘤农杆菌感染植物 可以将其 Ti 质粒的 T - DNA 片段 (含 tms基因、tmr基因) 整合进入植物细胞的 基因组 ,诱导冠瘿组织的发生。冠瘿组织 离体培养时也具有激素自主性、增殖速率 较常规细胞培养快等特点 ,其次生代谢产 物合成稳定性与能力较强 ,用来生产有用 次生代谢产物有着良好的开发前景。
外源性诱导子：如病原菌、病菌菌丝体、微生物诱导 产生的多糖、蛋白质等。 内源性诱导子：来源于植物细胞本身的物质，如降解 细胞壁的酶类，细胞壁片段及组分等。
目前应用最多的真菌诱导子。如张长平等在
红豆杉细胞悬浮培养体系中加入真菌诱导子，结果发 现紫杉醇的合成被加强。
非生物诱导子
化学伤害胁迫：重金属盐类、去污剂、乙烯、氯 仿、杀菌剂等 物理伤害胁迫：紫外线、辐射、冻触等
反义技术：植物次生代谢是多途径的 , 是植物体内一系列酶促反应的结果。反 义技术是根据碱基互补原理 ,通过人工 合成或者是生物体合成的特定互补的 DNA或RNA片段 (或者是具化学修饰产物), 抑制或封闭某些基因表达的技术。通过 此技术,可以将反义DNA或RNA片段导入植 物,使催化某一分支代谢中的关键酶的活 性受到抑制或增强。这样,目的化合物的 含量可以提高,而其它化合物的合成途径 则受到抑制。
筛选得到高产细胞系（株）
获得高产株系从选择富含目的产物的植 物品种开始，通过其愈伤组织的诱导， 异质种群的筛选，即从不同的无性繁殖 系中筛选出富含目的产物的品系做种子 细胞。
筛选植物高产细胞系常用的方法有目视 法、放射免疫法(RIA)、酶联免疫法 (ELISA)、高效液相色谱法(HPLC)等。 目前国外还采用一种突变种筛选法，其 原理是把一些细胞毒性抑制剂如P-氟苯 丙氨酸(PFP)、5-甲基色氨酸、草苷磷、 维生素H等加入到要筛选的细胞培养体 系中，那些耐药性强且经过一段时间培 养生长正常的细胞系就可能是所要求的 高产细胞系。
规模化细胞培养是生产植物次生 产物的理想途径：
保护生态环境
提高生产效率
发展新型生物技术产业
植物细胞大规模培养生产次 生代谢产物的基本程序：
诱导植物产生旺盛生长的愈伤组织
和悬浮细胞系 筛选高产细胞系 在生物反应器中进行大规模培养 次生代谢产物的提取、纯化和测定
Stages in the development and operation of a plant cell biotechnology process
pH：培养基的pH值与细胞生长繁殖以及次 生代谢产物的生产关系密切，与培养温度相 似，细胞的生长繁殖与次生代谢产物合成时 所需的pH值通常并不一致，需要在不同的阶 段控制不同的pH值。 电场：膜周电泳学说认为对细胞施加稳定 的电场能够导致膜中带电物质的重新分配， 最终导致原生质体生长和分化效应。 磁场：加速了细胞内的氧化磷酸化过程， 从而促进ATP的合成，最终使得有丝分裂指 数增高。 超声波：有利于细胞次生代谢物向细胞外 释放。
1.0 5.0 18.0 27.0 2.2 1.8 3.5
植物次生代谢产品的市场潜能
产品成分 长春花碱 阿吗灵 奎宁 致热素 毛地黄 用途 治疗白血病 循环系统障碍药 治疗疟疾 杀虫剂 心脏病药 年销售额（亿美元） 18～20（美国） 5～25（全世界） 5～10（美国） 20（全世界） 20～55（美国）
次生代谢过程被认为是植物在长期进化 中对生态环境适应的结果，它在处理植 物与生态环境的关系中充当着重要的角 色。许多植物在受到病原微生物的侵染 后，产生并大量积累次生代谢产物，以 增强自身的免疫力和抵抗力。 植物次生代谢途径是高度分支的途径， 这些途径在植物体内或细胞中并不全部 开放，而是定位于某一器官、组织、细 胞或细胞器中并受到独立的调控。
诱导子的应用
植物生产次生代谢产物实际是对外界病 原体侵袭的一种防御反应，所产生的次 生代谢产物统称为植保素。当被类似于 病原体的诱导子侵染时植物也会作出相 同的反应。诱导子是触发次生代谢物合 成的一种信号，为了回应这种外界压力 次生代谢途径被启动。
在植物细胞培养中应用的诱导子包括 生物诱导子（指来源于生物体的化合物， 包括侵染植物的微生物和植物在防御过 程中为对抗微生物侵染而产生的物质）
次生代谢产物的提取、纯化与测定
细胞培养结束后，根据次生代谢产物分 布的情况，分别收集细胞和培养液，选 用相应的生化分离技术对次生代谢产物 进行分离、纯化，并对所得的次生代谢 产物的含量进行测定，对其活性进行鉴 定。 如果次生代谢产物存在于细胞内，则要 经过细胞破碎，然后再进行提取和分离 纯化。
植物次生代谢产物在医药、食品、轻化工业等 领域具有重要意义：
李时珍（1593）在《本草纲目》中所开 列的1892种药物绝大多数是植物药物， 目前仍有约25％的法定药品来自植物。 其药物的有效成分均为次生产物。 许多植物次生代谢产物是优良的食品添 加剂和名贵化妆品原料。有些是生物毒 素的主要来源，可以用于杀虫、杀菌， 而对环境和人畜无害，是理想的环保产 品。