紫草素是紫草细胞的代谢产物,可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
(1)在生产前,需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术,将紫草叶肉细胞经过________________________而获得的。这项技术的理论基础是_______________________。
(2)从图中可以看出:反应器中紫草细胞的生长呈现______________________________规律;影响紫草素产量的因素是__________________和_________________。
(3)在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_________和______ 。
在线课程(1)脱分化(或脱分化形成愈伤组织) 细胞的全能性
(2)S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期
(3)保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
因为紫草素是从大量培养的紫草愈伤组织细胞中提取的,所以生产以前必须要加入离体的紫草细胞进行脱分化,以获得大量的紫草愈伤组织细胞,这一过程利用了植物细胞的全能性。从图中可以看出反应器中紫草细胞的数量增长呈“S”型增长,原因是开始生长较慢,要经过适应期,然后进入稳定期,细胞的数目才能相对稳定。在这个时期紫草细胞要产生大量的次级代谢产物——紫草素,所以说紫草素产量的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关。获得细胞产物是植物组织培养的重要应用。