《细胞工程》PPT课件 (2).ppt

第三章 细胞工程与食品产业,第三章 细胞工程与食品产业,一、细胞工程的基本原理 二、细胞培养技术 三、细胞融合技术 四、动物细胞工程及其在食品中的应用 五、植物细胞工程及其在食品中的应用 六、固定化细胞及其在食品中的应用,一、细胞工程的基本原理,1.1 细胞工程的概念及研究范畴 1.2 细胞工程的基础知识 1.3 细胞工程的理论核心,1.1 细胞工程的概念及研究范畴,概念：应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。 研究范畴：广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术，狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。根据研究对象不同，细胞工程可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程。,1.2 细胞工程的基础知识,生物界有两大类细胞：原核细胞与真核细胞。 原核细胞：DNA裸露于细胞质中，不与蛋白质结合，易于人们的遗传操作；生长迅速；胞内无膜系构造细胞器；生长迅速；是细胞改造的良好材料。 真核细胞：胞内有细胞核和众多膜系构造细胞器；一般都有明显的细胞周期，处于有丝分裂时期的染色包体呈现高度螺旋紧缩状态，既不利于基因外钓，也不利于外源基因的插入。可采取一定的措施诱导真核细胞同步化生长。植物细胞外还有数层以纤维素为主要成分的细胞壁。,动物细胞结构图,细菌细胞模式图,1.3 细胞工程的理论核心,1.3.1 细胞全能性概念 1902年，德国植物学家Haberlandt提出了细胞全能性的假想。 1934年，White首次定义为: 每个植物活细胞在合适的条件下，都有发育为胚的能力。 70年代，扩大了以上定义范围，认为：植物活细胞不但能形成胚状体，而且能发育为完整植株。 80年代初，认为：任何植物的离体细胞在人工培养下都具有它们母体植株的那种合成药用成分的能力，即培养细胞的药物生物合成的能力。,目前细胞全能性定义： 每个植物活细胞都具有该物种的新陈代谢、应激性和自体复制等生命基本属性，在合适的离体培养条件下，可以展现这些特征属性。,1.3.2 植物活细胞具有生命特征属性 生命特征属性 细胞具有生命特征属性 离体培养细胞展现该物种的生命特性,生命特征属性：新陈代谢、应激性、自我复制,1.新陈代谢：是指维持生命各种活动过程中的化学变化的总称。 生物体总是不断地从环境中摄取物质和能量，来维持自身。又有同等量的能，以热或者其他形式排出体外。一旦新陈代谢停止，生命活动也就停止，生物体就会瓦解。 即，生物体要维持生命，必须吐故纳新。,2. 应激性：是指生物体随环境变化的刺激而发生相应反应的特征。 生物体的生存离不开环境条件，而环境又是不断变化的。除四季有规律的变化外，还有些急剧变化，如干旱、涝灾、高温、低温、昆虫侵害等等。生物体具有“某种机制”来感知和正确估计环境的变化，以便在体内加以校正，保证体内平衡，来应付突变的环境。,3. 自我复制：是指生物体利用自身作模板，通过代谢作用，复制出完全相同的结构，或产生也具有相同的自体繁殖能力的突变结构。 前者为“遗传”，后者为“变异”。 “遗传”保证了物种的纯化，“变异”为物种的进化提供依据。自我复制实现了遗传与变异的矛盾统一。,细胞具有生命特征属性 生物体由细胞组成，所以细胞也具有生命特征属性。 细胞是生物体结构和功能的基本单位。核酸是构成细胞的重要物质，携带着遗传信息，并具有自我复制的能力，但当单独存在时，不能表现出生命特征属性。只有组成细胞时，才能表现完整的生命活动。,同一个体每一个体细胞所含的基因是相同的，但细胞结构和功能往往不同（如根细胞具有吸收水分和养分的作用；叶片具有光和、蒸腾作用等）。 所以说，并非每个细胞能把全部遗传信息都表达出来。有的基因在这些细胞中表达，另一些基因在另一些细胞中表达。即，生命的全部属性在不同的细胞中分别表达。,细胞全能性的相对性,离体培养细胞展现该物种的生命特性 1.培养细胞的新陈代谢 在适宜条件下，离体细胞能够存活，则具有新陈代谢特性。如：绿色细胞具有光自养能力；培养细胞具有该物种的“药物生物合成的能力” 。,2.培养细胞的应激性 在适宜培养条件下，离体细胞具有应激性:植物组织切割损伤后，应激于培养条件而出现脱分化，并在适宜的条件下再分化（芽和根）。,3.培养细胞展现自体复制特性,二、细胞工程的基本技术,2.1 无菌操作技术 2.2 细胞培养技术 2.3 细胞融合技术,2.1 无菌操作技术,细胞工程培养中最重要的，也是最基本的要求就是各项操作应从无毒害、无污染的培养环境来考虑。培养基、器皿材料、接种工具、操作环境、培养室和超净工作台等各个环节都应注意。,瓶盖朝上放，接种完毕后立即盖好瓶口,正 确 错 误,接种过程中尽可能达到悬空要求,防止操作带来的污染,正 确 错 误,接种时不得用手接触瓶盖内壁或瓶口,正 确 错 误,接种时在近火焰处打开瓶口，使瓶倾斜，以免空气中微生物落入瓶中,正 确 错 误,2.2 细胞培养技术,2.2.1 细胞培养技术概述 2.2.2 植物细胞培养技术 2.2.3 动物细胞培养技术,2.2.1 细胞培养技术概述,细胞培养：是指在动物、植物和微生物细胞在体外无菌条件下的保存和生长。 细胞培养一般步骤： 首先，要取材和除菌。用一定的化学试剂对材料进行严格的表面清洗、消毒。有时还要借助某些特定的酶，对材料进行预处理，以期得到分散生长的细胞。 其次，根据各类细胞的特点，配制细胞培养基，对培养基进行灭菌或除菌。采用无菌操作技术，将生物材料接种于培养基中。 最后，将接种后的培养基放入培养室或培养箱中，提供各类细胞生长所需的最佳培养条件。当细胞达到一定生物量时应及时收获或传代。,2.2.2 植物细胞培养技术,材料准备 植物细胞培养基 植物细胞培养方法,材料准备,外植体：用于离体培养的植物或组织切段。 来自温室或田间开放培养的种子、幼苗、器官、组织中带有各种微生物，当与培养基接触时，微生物就会迅速生长而抑制培养物的生长，故在培养前必须进行严格的消毒处理。 常用的消毒灭菌剂效果较好的有几种化学试剂，如次氯酸钙、次氯酸钠和氯化汞等。,植物细胞培养基,用于植物细胞培养的基础培养基营养成分基本上与整个植物的要求一样，但是用于培养细胞、组织和器官的培养基要满足各自特殊的要求。 植物细胞的培养基通常包括无机盐、碳源、维生素、生长调节素、有机添加剂等。,无机盐：有不少盐可用来提供“大量元素”和“微量元素”，表中给出了常用培养基中无机盐的含量。,碳源和能源：培养中的细胞对蔗糖和葡萄糖都能利用，果糖的利用效果较差。培养基中的蔗糖可迅速分解成葡萄糖和果糖，葡萄糖首先被利用，然后再利用果糖。也可采用其它糖作能源，但效果不佳。 维生素：培养中的植物细胞都需要硫胺素，加入烟酸、泛酸、生物素和叶酸，效果更好。原生质体培养通常需要大多数必需维生素。 氨基酸：虽然植物细胞在培养过程中一般都能合成所需的氨基酸，但加入L-谷氨酰胺或其他氨基酸混合物是很有好处的。此外，还使用蛋白酶解产物，如酪蛋白或酪蛋白水解氨基酸。 植物生长激素：激素分为两类，生长素和分裂素。生长素促进细胞生长，最有效和最常用的是吲哚乙酸和萘乙酸；分裂素促进细胞分裂，常用的是腺嘌呤衍生物。使用最多的是6-苄氨基嘌呤和玉米素，对芽的诱导具有重要作用。分裂素和生长素通常一起使用，来促进细胞的分裂、生长。,3.植物细胞培养方法,植物细胞培养类型：按培养对象可分为单倍体细胞培养和原生质体培养；按培养基可分为固体培养和液体培养；按培养方式又可分为悬浮培养和固定化细胞培养。,(1)植物细胞悬浮细胞培养,悬浮细胞培养技术：是指把离体的植物细胞悬浮在液体培养基中进行的无菌培养。 悬浮培养优点：一是增加培养细胞与培养液的接触面，改善营养供应；二是在振荡条件下可避免细胞代谢产生的有害物质在局部积累而对细胞自身产生毒害；三是振荡培养可以适当改善气体的交换。,植物细胞悬浮培养与微生物有许多相似的地方，但两者又存在着明显的不同。例如，植物细胞对剪切力敏感、易结团、需光照等条件。此外，植物细胞生长缓慢，发酵时间长，维持无菌操作更为困难。 对剪切力敏感：植物细胞的个体大，细胞壁僵脆且具有大的液泡，这些特性决定了其对剪切力十分敏感。过高的剪切力可使细胞受到机械损伤，细胞体积变小，细胞形态和聚集状态改变；或使细胞自溶，胞内化合物释放；也可能导致细胞的活性丧失。 结团：绝大多数植物细胞在悬浮培养时是结成直径小至100 m，大至几毫米的小团。其主要原因是细胞分化后不能很好地分开，另外生长后期分泌的多糖类物质也有助于结团。过大的细胞团容易下沉，造成混合困难，而且还影响传质，使中心的营养和供氧不足，影响产物的合成能力。 需光照：大多数植物细胞，次级代谢产物的合成受光照的影响，一些研究显示光照对于胡萝卜素、黄酮、花青素等的合成有促进作用。,一个成功的悬浮细胞培养体系必须满足的基本条件：一是悬浮培养物分散性良好，细胞团较小；二是均一性好，细胞形状和细胞团大小大致相同，悬浮系外观为大小均一的小颗粒，在倒置显微镜下观察为体积和形状大致相同的细胞团；三是生长迅速，悬浮细胞的量一般2-3天甚至更短时间便可增加一倍。,在建立悬浮细胞系时需注意以下事项： 1.选择合适的外植体：由外植体直接诱导的愈伤一般是不适合悬浮培养的，需要通过一定的途径进行筛选、改良，获得适合悬浮培养的愈伤，其影响因素有： (1)外植体：对于不同植物，外植体的选择差异较大，如树木和花卉的叶片、茎尖、芽尖等都可作为外植体诱导愈伤，草坪草用幼穗往往可获得较成熟种子更高的愈伤诱导率。在诱导率较高的基础上更容易快速建立起高频再生的悬浮细胞系。 (2)基因型：适合悬浮培养的基因型在连续的继代培养过程中表现出好的适应性，在震荡培养两个月后，细胞团逐渐变小，均匀，生长旺盛。而不适合悬浮培养的基因型在连续的继代培养过程中，细胞团大而致密，生长速度慢，生长状态不均匀。,2.3 细胞融合技术,2. 继代挑选与培养技术：对于愈伤的挑选，是建立良好悬浮体系的关键。诱导出的初代愈伤组织一般可分为三种：I为质地坚硬、块状、颜色鲜黄的胚性愈伤组织。II为质地疏松、易分散、不分泌粘液的颗粒状胚性愈伤。III为柔软、水渍、形状不规则、颜色淡白的非胚性愈伤。其中II是适合悬浮培养的愈伤。在进行最初悬浮培养时，挑选那些生长力强表面有颗粒突起、疏松易碎的胚性愈伤进行液体培养，并用镊子尽量夹碎。 3.选择合适的培养基和培养条件：愈伤组织培养基有时不适合作为悬浮细胞培养基，这时需在基本培养基的基础上重新选择培养基。选择合适的转速、培养温度、适宜的光照。,(2)植物细胞固定化培养,固定化培养技术：植物细胞固定化是将植物细胞包裹于一些多糖或多聚化合物上进行培养，并生产有用代谢物的技术。,与悬浮培养相比，固定化培养具有很多优点： （1）有利于次生物质的合成、积累； （2）能长时间保持细胞活力； （3）减弱营养液流动引起的剪切力； （4）后处理难度小，便于次生代谢物的收集； （5）更好的光合作用； （6）促进或改变产物的释放。,2.2.3 动物细胞培养技术,动物细胞培养：是指将动物组织或细胞从机体取出，分散成单个细胞，给予必要的生长条件，模拟体内生长环境，使其在体外继续生长与增殖。在细胞培养中，细胞不再分化成组织。 根据细胞是否贴附于支持物上生长的特性，培养的细胞类型：悬浮型和贴附型。,动物细胞培养基,（1）种类：天然培养基和合成培养基两大类。 天然培养基使用最早，营养成分高，也最为有效。但成分复杂，个体差异大，来源也缺乏，因而使用受到限制。动物血清是细胞培养中用量最大的天然培养基，血清含有丰富的营养物质，对动物细胞的生长繁殖具有促进作用。同时，血清对细胞贴壁和保护亦有明显作用，且能中和有毒物质的毒性，使细胞不受伤害。 合成培养基是根据天然培养基的成分，用化学物质模拟合成的，具有一定的组成。但这种合成培养基只能维持细胞的生存，要想使细胞更好地生长和繁殖，还要补充部分天然培养基，通常是采用血清。,（2）无血清培养基 血清是由血浆除去纤维蛋白而形成的，其中含有各种血浆蛋白质、肽、脂肪、碳水化合物、无机物质等，以及血小板凝集时所释放的各种因子、转化生长因子，这些因子能诱导某些细胞的繁殖，而且也可以抑制其细胞生长并诱导另一些细胞分化。 在细胞培养中，血清的主要作用是提供各种激素。这个假设首先在垂体细胞株GH4的培养中得到证实。此后，无血清细胞培养技术得到迅速发展，十多年来已报道有几十种细胞株系在无血清培养基中生长和增殖获得成功。,无血清培养基一般是由基础培养基和替代血清的补充因子组成的。 基础培养基是各种营养物质的混合物，是维持组织或细胞生长、发育、遗传、繁殖等一系列生命活动必不可少的物质。 补充因子的种类很多，包括大分子、小分子和微量元素等。,必需补充因子：几乎所有的细胞株在无血清培养基中生长时，都需要胰岛素和转铁蛋白存在。 特殊补充因子：包括生长因子、贴壁因子和激素。 生长因子：是维持细胞生存和增殖所必需的物质。依照化学性质可分为肽类生长因子和甾体生长因子。 贴壁因子：绝大多数真核细胞在体外生长时需要固着于适当的基底。细胞固着作用是一个复杂的过程，包括贴壁因子吸附于器皿表面，细胞与贴壁因子的结合等。 激素：很多细胞在无血清培养时需要加入激素，如生长激素、胰高血糖素等。 无血清细胞培养技术是细胞培养研究中的一个里程碑。,2.细胞培养常用术语,初始培养：指直接由机体取得材料（细胞、组织或器官）、到第一次传代前即为初始培养。经初始培养后的细胞将形成“细胞系”。 细胞系：指起始于第一次传代时的初始培养物，它由初始培养中的许多细胞系列所组成。 体外培养的动物细胞可分为原代细胞和传代细胞。原代细胞是指从机体取出后初次培养的细胞，也有人把培养的第一代细胞与传10代以内的细胞统称为原代细胞培养；适应在体外培养条件下持续传代培养的细胞称为传代细胞。,3.常用的动物细胞培养方法,动物体外培养的细胞有两种类型，一类是非贴壁依赖性细胞，来源于血液、淋巴组织的细胞，许多肿瘤细胞（包括杂交瘤细胞）和某些转化细胞属于这一类型。这一类可采用类似微生物培养的方法进行悬浮培养。另一类是贴壁依赖性细胞，大多数动物细胞，包括非淋巴组织的细胞和许多异倍体体系的细胞都属于这一类型。它们需要附着于带适量正电荷的固体或半固体表面上生长。,（1）悬浮培养,悬浮培养是指利用旋转、振摇或搅拌的方法使细胞始终处于悬浮状态，在此状态下生长繁殖的方法。此法主要用于悬浮生长的细胞培养，如杂交瘤细胞等。对于小规模培养，悬浮培养可采用转瓶和滚瓶培养方式。大规模培养则可采用发酵罐式的细胞培养反应器。 该培养方法优点在于：对设备的要求简单，并可借鉴微生物发酵的部分经验和放大规律。缺点是培养的细胞密度低且容易发生变异，因此有潜在的致癌危险。对于贴壁依赖性细胞，不能进行悬浮培养。,（2）贴壁培养,细胞贴壁：分散的细胞悬浮液在培养器中要贴附于壁上的现象。 原来是圆形的细胞一经贴壁就迅速铺展呈多种形态。此后细胞就开始有丝分裂，并很快进入对数生长期。一般在数天后就铺满生长表面，形成致密的细胞单层，这种培养方法又叫单层细胞培养。 有一个非常有趣的现象是细胞的接触抑制，当贴壁生长的细胞生长到表面相互接触时，就停止分裂增殖。因此长成单层的细胞经过一段时间，一定须再重新分散后分瓶继续培养，使其继续分裂增殖，这叫传代。,贴壁培养：是指必须贴附在固体介质表面上生长的细胞培养。大多数哺乳动物细胞属于贴壁依赖性细胞。 通常，细胞贴壁的步骤包括：贴壁因子吸附于培养表面、细胞与表面接触、细胞贴壁于培养表面和贴壁细胞在培养表面上扩展等几个。,细胞在培养表面贴壁过程,优点：单层细胞培养比较容易完全换液，经清洗单层细胞后便可加入新鲜的培养液。 缺点：扩大培养比较困难，花费较大；使用更多的空间；不能有效地监测细胞的生长；在测定和控制培养参数上比较困难的。,（3）微载体系统,培养方法：细胞可贴附在微载体表面上，并悬浮于培养基中，逐渐生长成细胞单层。 优点：具有比表面积大，由于微载体的比表面积大，单位体积培养基细胞产率高。微载体悬浮于培养基中，细胞生长环境均一，简化了这些环境因素的监测和控制。收获过程简单，劳动强度小和占用空间小等特点。,（4）固定化培养,在体内，细胞是在三维间质组织之中的，而固定培养正是模拟这个生理状态。用此法可达到较高的细胞密度，并且很多固定材料可保护悬浮细胞免受由于培养液流动产生剪切力的损害。 固定化培养既适用于悬浮生长的细胞，也适用于贴壁生长的细胞培养。,各种固定化方法的特点,(i)吸附：选择适当的条件，将细胞和支持物混合，细胞便贴附在支持物表面。缺点主要是负荷能力低，有细胞脱落的危险。 (ii)共价贴附 ：细胞和支持物通过化学键结合，减少了细胞泄漏，但需要化学试剂处理，这对细胞活性不利。 (iii)离子共价交联 ：如果用聚合物(聚胺等)处理细胞悬液，聚合物则会在细胞之间形成桥使之絮结。通常细胞活性高，但机械稳定性差，时常还发生细胞泄漏。 (iv)微胶囊化 ：用一些无机溶剂和乳化剂将细胞包在半透膜中，这些试剂对细胞存在着潜在危险。微囊化的细胞具有抗机械剪切的能力，但由于半透膜孔径通常较小，大分子量的基质通常难以进入，由于这种扩散障碍，并不是使所有细胞都处于最佳状态。 (v)包埋 ：将细胞和多聚物或单体混合，随着凝胶的形成，细胞嵌入多聚物的网络中。此法步骤简单，条件温和，且负荷量大，细胞泄漏减少，多聚物网络能保护细胞抗机械剪切。当然，它亦存在一些缺点，如扩散限制并非所有细胞都能接触最佳基质浓度。由于大分子基质不能渗透多聚物网络，因而往往有一些物质被排斥在外。,2.3 细胞融合技术,细胞融合：是指不同的细胞在离体条件下接触，用无性的方法使其成为一体而产生杂种细胞的技术。植物细胞和微生物细胞常因有细胞壁不能直接用于融合，须经酶法除去细胞壁而得原生质体而后再进行融合，又称原生质体融合。,细胞融合的过程：细胞在促融因子的作用下，出现凝集现象，然后，细胞之间的质膜发生粘连，细胞开始融合，然后在培养过程中，进而发生核融合，形成杂种细胞。,促融因子,生物学法：采用病毒促进细胞融合。如仙台病毒。但这种方法存在着许多问题，如病毒 制备困难、操作复杂等，目前，这种方法主要适用于动物细胞融合，用于实验室研究。 化学融合剂法：如PEG法：融合的程序大致有以下几步：从双亲分别制备原生质体；混合二亲本的原生质体；诱导融合处理；缓缓加入几滴高pH高钙液，持续15分钟，加入冲洗液，最后将稀释液收集于离心管中，离心收集原生质体；将处理后的原生质体作镜检并作培养。 电融合法：这是80年代出现的细胞工程技术。采用直流电脉冲的诱导，可改变原生质体质膜表面的电荷，使异种原生质体粘合，并使原生质膜瞬间破裂，相邻的原生质体连接、闭合、产生融合体。电融合的优点是，对原生质体的损害小，融合率高、重复性强。另外，它省去用PEG诱导后必须洗涤的步骤，方法简单。缺点是必须购置专用的细胞电融合设备。,植物原生质体的制备,（1）取材与除菌 取活跃生长的器官和组织 较脏的外植体要肥皂水清洗再以清水洗2-3次，再浸入70%酒精消毒，用3%次氯酸钠处理。最后用无菌水漂洗数次，并用无菌滤纸吸干。 （2）酶解 为除去植物细胞的细胞壁，需经酶解。除菌后的叶片除去下表皮 切块放入反应液不时轻摇 反应液转绿。反应液转绿是酶解成功的一项重要指标，说明已有不少原生质体游离在反应液中。 （3）分离 在反应液中除了大量的原生质体外，还有一些残留的组织块和破碎的细胞。为取得高纯度的原生质体需进行原生质体的分离。可采用过滤法、低速离心法或比重漂浮法。 （4）洗涤 刚分离得到的原生质体往往还含有酶及其他不利于原生质体培养、再生的试剂，需用新的原生质体培养液离心洗涤2-4次。 （5）鉴定 确认是否已获得原生质体。比如放入低渗溶液中，很容易胀破的就是原生质体。,融合子的鉴定,杂合细胞的显微镜鉴别：根据两亲本原生质体的形状和结构的差异来鉴别杂合体。如一方细胞基本无色，另一方为绿色，则白绿色结合的细胞就是杂合细胞。 互补法筛选杂合细胞 ：在获得各种遗传突变细胞株系的前提下，可用遗传互补法来筛选杂合子。如甲细胞株缺外源激素A不能生长，乙细胞株需要提供外源激素B才能生长，则甲株与乙株融合，杂合细胞在不含激素A、B的选择培养基上可以生长。 细胞与分子生物学的方法鉴别杂合体：分子生物学的方法，如染色体核型分析、限制性内切酶片段长度多态性等分析融合子，以确定其是否结合了双亲本的遗传素质。 融合处理后再生长出的植株的形态特征：表型上是否结合了双亲本的遗传素质。,三、动物细胞工程及其在食品工业中的应用,1. 动物细胞工程概述 动物细胞工程所涉及的主要技术有组织培养、细胞融合、细胞拆合、染色体或染色体组转移，以及基因转移等方面，是从细胞结构的不同层次，也就是说从细胞整体水平、核质水平、染色体水平，以及基因水平上来对细胞进行遗传操作的。 根据目前动物细胞工程的发展现况，技术中最成熟、影响也最大的当数细胞融合。其中淋巴细胞杂交瘤在国内外均已普遍开展，其产物单克隆抗体已进入产业化的生产阶段。,2. 动物细胞工程在食品相关领域中的应用,有害物质快速检测 人工合成产品，以及生产过程中排出的废水、废气、废渣中所含的化学物质，这些种类繁多的物质，通过呼吸、饮食和体表接触等途径摄入体内，其中有些会直接危害健康，有些会对人类的遗传有潜在的危险。因此，有必要从存在于人们生活和工作环境中的大量化学物质中，迅速、准确而又简便地鉴别出哪些是有害的，以采取有效的措施减少或消除人们接触这类物质的机会。传统的检测方法是用动物试验。由于肿瘤有物种特异性，所以需要同时用几种动物进行试验。而且一次实验要用大量动物。并且，动物的世代较长。目前在人类环境中的化学物质至少有六、七万种，每年还有上千种新合成的化合物进入人类社会。 利用动物试验来检测遗传效应远远不能适应工业发展的需要。目前已建立了多种快速检测方法，其中之一就是利用离体培养的哺乳动物细胞和人体细胞为材料，可以弥补动物试验费时长、花钱多、收效慢等不足之处。,四、植物细胞工程及其在食品工业中的应用,1.植物细胞工程概述 植物细胞工程主要包括原生质体的培养技术、植物细胞杂交技术、植物单倍体的培养技术等。 单倍体生物是指细胞中仅含一组染色体的个体。由于它们种质纯、不受显性等位基因的掩盖，人们易于从中挑选出具有可用性状的隐性突变体。不过，自发产生单倍体株的几率很低，小于千分之一。可以通过实验室的诱导，大量培育出符合需要的单倍体植株。,2.植物细胞工程在食品工业中的应用,（1）利用植物细胞工程生产香料 利用植物细胞大规模培养技术已能生产许多种香料物质。如在洋葱细胞培养中，从蒜碱酶抑制剂羟基胺中提取出了香料物质的前体-烷基半胱氨酸磺胺化合物。 （2）生产食品添加剂 利用植物细胞大规模培养技术已能生产较多的天然食品添加剂。如甜味剂-甜叶苷，此