植物细胞培养次生代谢产物生产不稳定性的两种新机制

植物细胞培养过程中普遍存在次生代谢产物生产的不稳定性导致继代培养过程中产率逐渐降低，这是制约其产业化的一个瓶颈。我们已在细胞水平上证明植物细胞培养物是由不同生产能力的细胞亚群组成的不均一体系。本项目从分子水平提出不稳定性发生的两种新机制：不均一的细胞亚群具有不同的生长和生物合成特征，其次生代谢物生物合成关键基因的表达模式不同；不稳定性受细胞亚群组成和培养条件自然和人为波动的驱动。长期培养不稳定性是细胞亚群组成、培养条件及它们的波动的非线性函数。实验以葡萄细胞培养生产花青素为模式体系，以不同细胞亚群为实验材料，建立定量RT-PCR研究生物合成途径关键基因的表达动力学；运用"敏感性分析"考察不稳定性的驱动因子及其相对贡献；运用不同细胞亚群的"人为混合物" 模拟培养物的变异，研究细胞亚群组成对不稳定性的贡献，验证提出的假说。从而为研发调控不稳定性的技术、实现植物细胞培养产业化奠定理论基础。