植物細胞培養工程
植物細胞培養工程
《植物細胞培養工程》是2004年5月出版的一本書籍，頁數為320頁。
本書重點在於闡明如下工程問題：①培養細胞生產天然產物能否實現工業化的關鍵是提高培養細胞生長速度和次生代謝產物的產量，因此如何促進植物細胞高效表達次生代謝產物是目前的研究熱點之一，如通過採用高產細胞株的篩選、環境條件的調節、添加前體、誘導子的應用、產物釋放技術、兩相培養以及固定化培養等策略來促進產物產量；②從工程角度出發，探討了放大過程中培養體系的流變學特性、混合和傳質以及流體的剪切力對懸浮培養的植物細胞生長與生產的影響；③重點介紹了植物細胞攪拌式反應器、氣升式反應器和固定化細胞反應器的操作策略以及反應器設計過程中應考慮的問題。本書以現代細胞培養技術和工程原理為基礎，緊緊圍繞植物細胞培養過程中的關鍵工程技術和生物學需要，論述了現代植物細胞培養工程的發展方向和前沿技術領域。對讀者熟悉並系統掌握現代植物細胞培養工程的基本原理、理論和技術方法，運用這些知識進行工程的創新和開發研究將起到積極的指導作用。
第一章概述1
第一節植物細胞培養工程的概念2
一、植物細胞培養工程的定義2
二、植物細胞培養工程的特點2
三、植物細胞培養工程需解決的問題3
第二節植物細胞培養工程的歷史與展望8
一、植物細胞培養工程的歷史和現狀8
二、植物細胞培養工程的展望12
第三節植物細胞培養工程的任務和已有的成果14
一、任務14
二、已有的成果15
參考文獻16
第二章植物細胞培養基本技術19
第一節植物細胞培養實驗室的設施21
一、洗滌設備的要求和選擇21
三、培養設備的要求和選擇22
四、其他設備的選擇23
第二節植物細胞培養的基本技術程序24
一、培養基的組成、配製和滅菌24
二、植物組織的選取與消毒滅菌處理33
三、接種和愈傷組織的誘導35
四、愈傷組織的維持和繼代培養40
五、植物細胞培養中的注意事項41
一、毛狀根的誘導和培養43
二、冠癭組織培養49
三、器官培養50
參考文獻52
第三章具有工業價值的植物細胞株的篩選53
第一節植物株、細胞株以及活性成分的篩選54
一、植株篩選與細胞株篩選的相似性及不同點54
二、天然活性成分的篩選55
第二節植物細胞株篩選的方法56
一、篩選原則56
二、篩選途徑57
三、篩選方法與篩選過程59
四、篩選培養基的優化66
第三節篩選過程中可用的檢測手段67
一、質譜分析法68
二、放射免疫測定技術68
三、酶聯免疫吸附測定技術68
四、流式細胞儀69
第四節植物細胞的誘變與篩選70
一、培養細胞中誘變劑的使用與突變頻率的關係71
二、遺傳的變異與外遺傳的變異71
三、突變體的篩選方法71
四、細胞突變體的鑒定73
五、誘變與篩選過程中存在的問題74
第五節紅豆杉細胞的篩選馴化75
一、技術路線及實施方案76
二、紅豆杉愈傷組織系的建立及細胞系的篩選76
三、細胞株的定向富集篩選馴化77
參考文獻78
第四章植物細胞培養過程中的幾個生物學問題79
第一節培養細胞的分裂與分化79
一、培養細胞的分裂79
二、細胞的遺傳穩定性85
三、植物細胞的分化86
四、植物細胞的脫分化93
第二節植物細胞的全能性與再分化94
一、全能性的概念94
二、全能性的研究95
三、全能性的實現途徑和形式96
四、植物細胞的再分化97
第三節植物細胞的凋亡100
一、動植物細胞凋亡的異同點102
二、植物生長發育中的凋亡現象103
三、植物細胞凋亡的特徵104
四、植物細胞凋亡的調控105
五、凋亡與次生代謝的關係106
參考文獻106
第五章誘導子在植物細胞培養生產次生代謝產物中的
作用109
第一節誘導子的概念與分類109
一、概念109
二、分類109
三、誘導子的選擇原則110
四、誘導作用機制的研究層次與研究方法110
第二節非生物誘導子及其應用111
一、水楊酸112
二、茉莉酮酸114
三、稀土118
四、誘導子與前體共同作用119
第三節生物誘導子及其應用120
一、真菌誘導子120
二、內生誘導子122
三、微生物酶誘導子122
四、微生物誘導子的作用方式123
五、生物誘導的方法123
第四節誘導體系中各因素對產物合成的影響124
一、誘導子的專一性124
二、誘導子濃度124
三、誘導子接觸的時間段125
四、細胞品系125
五、誘導的時間進程126
六、細胞培養體系中細胞的生長階段126
七、生長調節因子的影響126
八、培養條件和營養組分127
第五節誘導子的作用機制127
一、信號受體127
二、信號識別階段129
三、信號轉導階段129
四、細胞效應階段131
五、植物細胞內參與信號轉導的分子及其作用132
參考文獻136
第六章植物細胞培養過程技術需求139
第一節培養體系的流變學特性140
一、流體流變學分類140
二、培養液的流變學特性142
三、研究培養液流變學特性的常用方法146
四、培養液流變學特性的研究實例148
第二節植物細胞培養體系的混合154
一、營養物傳遞方式154
二、反應器內的混合155
三、氧需求和供應157
第三節剪切力對懸浮培養細胞的影響161
一、攪拌式反應器中剪切力的產生162
二、剪切力對植物細胞的影響163
三、剪切力對細胞影響的可能機制164
四、研究植物細胞剪切敏感性的方法166
五、作為反應器設計的指標168
六、植物細胞剪切敏感性研究實例168
參考文獻174
第七章植物細胞反應器與操作策略177
第一節植物細胞培養動力學177
一、生長動力學177
二、產物生產動力學183
第二節植物細胞培養反應器185
一、用於植物細胞培養的反應器185
二、反應器的比較與選擇196
三、反應器的設計與放大197
第三節反應器操作策略208
一、間歇培養209
二、流加操作210
三、連續培養211
四、兩段培養212
參考文獻212
第八章攪拌式反應器設計中應考慮的問題213
第一節攪拌的積極作用和不利影響214
一、積極作用214
二、不利影響219
第二節攪拌式反應器設計需要考慮的因素221
一、葉輪轉速222
二、葉輪類型222
三、通氣速率223
四、表面通氣貢獻224
五、氣泡聚合（融合）作用224
六、細胞團的形成225
七、鮮重/乾重225
第三節植物根培養反應器及氧傳遞方式226
一、反應器內的根培養227
二、根培養反應器的設計原則229
三、通氣式氧傳遞模式230
四、對流流動式氧傳遞231
五、滴流式氧傳遞233
參考文獻236
第九章植物細胞固定化與固定化細胞反應器237
第一節細胞固定化的優點與方法238
一、固定化的優點238
二、固定化的方法240
第二節固定化細胞的培養策略和影響機制255
一、培養策略255
二、影響機制256
第三節植物細胞固定化反應器259
一、膠粒固定反應器260
二、膜反應器261
三、一般的流程及操作方式266
四、膜反應器存在的問題267
第四節固定化細胞的產物合成與釋放能力268
一、產物合成能力提高268
二、促進產物的釋放270
三、促進目的產物釋放的措施270
參考文獻272
第十章植物細胞培養規模的放大275
第一節規模放大的潛力275
一、規模放大的基本原則276
二、不同細胞體系的規模效應278
第二節規模放大后的細胞生長280
一、規模放大后影響細胞生長的因素280
二、生長動力學和數學模型285
第三節規模放大后的產物生產288
一、生產階段的影響因素288
二、產物生成動力學和數學模型291
參考文獻292
第十一章植物細胞培養技術的應用領域295
第一節代謝產物的生產296
一、藥物296
二、植物性殺蟲劑298
三、色素和化妝品299
第二節生物轉化300
一、植物細胞轉化特性300
二、提高轉化率的方法301
三、生物轉化的產物305
第三節人工種子307
一、人工種子的優點307
二、人工種子的製作與貯藏308
參考文獻310