1. 引言
生物工程领域聚焦于利用生物学原理来生产经济实用的产品。医疗设备、诊断工具、生物相容性材料、可回收生物能源、农业工程等都需要生物工程技术的支持。生物工程旨在重建或完善生物系统，从而在生物技术、微生物、生物催化等领域生产适销产品。组织工程学不仅与人（或动物）组织替代有关，还与植物组织有关。此外，制药科学包括生产化学药物和重组蛋白（即治疗性抗体）的工程技术。这个新领域被称为制药工程。
自古以来，人类一直以各种植物作为药物、农用化学品和营养品生产的来源。直至今日，世界上几乎所有人都依赖于植物衍生产品。近来，生物技术为植物离体培养系统（如愈伤组织培养、悬浮细胞培养和器官培养）的生产和基因操作提供了绝佳的机会，可以促进所需植物和植物产品的生产。现在越来越多的自然栖息地正遭到快速破坏，离体生物技术可能有助于减缓濒危物种的灭绝。
植物通过惊人的可塑性重塑自身[
1]，并通过自身产生的诱导子来激活防御反应[
2]，释放出次生代谢产物，从而适应非生物和生物胁迫。次生代谢产生的化合物可由外部应激信号（如病原菌诱导子、氧化应激、损伤等）诱导，这些信号由茉莉酮酸、水杨酸及其衍生物作为信号转导因子[
3]在体内介导。这些诱导子分子刺激植物的防御或应激反应，它们可能来自于病原体本身（外源性诱导子，如壳多糖、壳聚糖和葡聚糖）或由植物在病原体（内源性诱导子，如果胶、果胶酸、纤维素和其他多糖）的作用下释放[
4]。相比这些生物诱导子，还有非生物诱导子充当物理介质（即冷、热、紫外线和渗透压）和化学试剂（即乙烯、杀菌剂、抗生素、盐和重金属）。诱导子在化学和生理刺激[
5]下调节基因表达。它们还诱导酶的合成，从而促进众多次生代谢产物的形成，如类黄酮、生物碱、萜类、硫氨酸、苯丙类和多肽[
6]。
意外发现，许多次生代谢产物不仅具有保护功能，还对人体具有药用价值。因此，植物细胞培养为简单且可扩展的次生代谢产物的生产提供了令人瞩目的来源。科学家已研究了如何优化体外植物培养条件、提高次生代谢产物的产量的方法。此外，通过对小麦、水稻、玉米等经济作物进行基因操作已经培育出了抗逆境和抗病的品种[
7]。因此，植物生物技术可在工业规模上改善传统农业生产[
8]。
植物组织培养是基础科学和工业应用中的一项重要技术。在所有陆生植物主要的科中，损伤组织都通过未分化的愈伤组织细胞修复。这些愈伤组织细胞可以在体外培养用于生物技术应用。几乎植物的任何部分都可以用来培养愈伤组织细胞。如果在无菌条件下避免微生物感染，并在添加生长激素（即生长素、细胞分裂素）的固体凝胶介质上培养，从植物组织中提取的外植体会在体外慢慢从无色无定形生长成浅棕色的细胞团。通过有规律的细胞传代，愈伤组织培养物可以在体外无限期维持。分化的植物细胞和培养的愈伤组织细胞差异相当大。愈伤组织细胞类似于未分化的分生组织细胞，除此之外，它们只表现为小液泡并缺乏进行光合作用的叶绿体。如果处于适宜生长的非标准培养基中，愈伤组织培养物可以再分化成整株植物。一些愈伤组织培养物需要在黑暗的条件下生长，而有些需要在特定的昼夜条件下生长（例如，16 h光照，8 h黑暗）。愈伤组织培养物通常在25±2 ℃下生长。它们可以被区分为相对紧凑和相对脆性两种愈伤组织。脆性愈伤组织培养物可用于在慢摇液体培养基中生成单细胞培养物。
植 物 组 织 培 养 可 以 追 溯 到20世 纪 初，Gottlieb Haberlandt（1854—1945年）培养了第一个愈伤组织根或胚胎培养物[
9]。在20世纪40~60年代，随着技术的进步，植物组织培养技术得以进一步发展，可以研究细胞行为（包括细胞学、营养、代谢、形态发生、胚胎发生、病理学）、脱病植株的产生、种质保存和无性繁殖的条件。自20世纪60年代以来，次生代谢产物的生物合成已成为人们关注的一项课题。随着基因技术方法的出现，愈伤组织培养和其他植物组织技术得到了新的应用[
10]。植物细胞培养是生物反应器大规模生产与治疗相关的次生代谢产物（如抗癌药物）的有效手段[
11]。
与传统的全株培养相比，细胞培养系统的主要优点包括：①所选择的植物化合物可以独立于外部因素（如土壤组成或气候）产生；②培养的细胞不受微生物或昆虫攻击的威胁；③任何植物的细胞，甚至稀有或濒危植物，都可以很容易地维持，以产生其次生代谢产物； ④机器人驱动的次生代谢产物调节降低了成本，提高了生产率。
2. 愈伤组织形成
众所周知，来自动物组织的干细胞通常最终分化为成熟的组织细胞。然而，人们认为植物组织中的分化组织细胞具有去分化和再生损伤组织，甚至形成整个植株的能力，也有人认为它们可以形成全能的愈伤组织细胞[
12–
15]。最近，有一种观点认为植物细胞不会再分化，而愈伤组织是由已存在的干细胞形成的[
16,
17]。
导致干细胞分化和（或）植物体细胞分化-去分化的潜在分子作用模式尚未完全清楚。干细胞相关基因对去分化过程至关重要。它们的表达不仅受到转录因子的调节，还受到组蛋白修饰和DNA甲基化等表观遗传事件的调控[
18]。
拟南芥[
Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.]可作为多种植物学研究的模式生物。在这些植物中，胚胎愈伤组织中植物激素生长素的梯度通过调节肽基脯氨酰顺反异构酶1（PINFORMED1，PIN1）蛋白从而诱导干细胞的形成[
19]。
通过活细胞显微成像研究了激素和发育分生组织调节因子的时空分布动力学。与生长相关的决定因素包括微管、转录因子网络和细胞分裂素通路，这些通路控制WUSCHEL（WUS）表达、生长素介导的新原基定位等[
20]。
许多转录因子控制分生组织的形成和去分化。转录抑制因子WUS和WOUND INDUCED DEDIFFERENTIATION（WIND）是维持干细胞全能性的驱动力，而TEOSINTEBRANCHED1/CYCLOIDEA/PROLIFERATING CELL FACTOR（TCP）是一种转录因子，在茎尖中抑制干细胞全能性[
21]。
在对来自玉米的未成熟胚胎外植体（A188基因型）的时间动力学研究中，我们进行了全转录组RNA测序[
22]。应激相关基因（如谷胱甘肽-S-转移酶和类胚蛋白）和激素转运基因（
pin）的表达增加了8倍以上。此外，与胚胎生长起始相关的基因（如转录因子和受体样激酶）也会随着时间的推移而上调。通过研究过程中调控基因的大致情况，可以建立协调基因表达的模式和模型，以便更好地了解玉米胚胎培养起始的早期步骤[
22]。
3. 培养条件
虽然在愈伤组织培养中，干细胞的概念得到了充分的考虑，但愈伤组织培养不是从孤立的单个细胞发展而来，而是从异质结构组织而来的（图1）。然而，愈伤组织培养很均匀，足以使微繁殖产生相同的带有所需特征的植物副本。维持愈伤组织培养的实验室条件因物种而异，需要在每个个案中加以详细说明。愈伤组织培养产生的一个例子如图1所示[
100]。外部因素如光、温度、培养基的pH值和培养物的通气情况影响次生代谢产物的生物合成。通常，愈伤组织在在固体琼脂培养基上进行培养，培养基中添加特定营养素、盐、维生素和元素（如氮、磷和钾）。一般来说，高浓度的铵离子会抑制次生代谢产物形成，而铵态氮的降低会增加次生代谢产物。无机磷酸盐对光合作用和糖酵解至关重要。高磷酸盐水平通常促进细胞生长和初级代谢，而低磷酸盐浓度有利于次生代谢产物形成。许多次生代谢产物是由磷酸化中间体形成的，这些中间体随后释放磷酸盐，如苯丙类和萜类化合物。
图1. 黄花蒿愈伤组织的培养。（a）黄花蒿植株；（b）MS98培养基中黄花蒿的叶片； （c，d）愈伤组织在黄花蒿的叶片和叶柄部位生长12 d后，（c）图中的箭头表示坏死组织；（e）愈伤组织在黄花蒿的叶片和叶柄部位生长19 d后；（f）永久愈伤组织培养物；（g）在MS液体培养基中的黄花蒿愈伤组织单细胞悬浮液。MS：Murashige和Skoog。
通常，向培养基中添加前体可促进产物的形成。植物培养物中次生代谢产物的生物合成率一般较低，需要进行强化以满足商业目的。向培养基中添加前体分子通常会促进产物的形成。大多数次生代谢产物的生物合成由几种酶的多步反应组成。可以通过刺激酶促合成链反应中的任何一步来增强产物的形成。
典型的培养基已经发展得很成熟，如MS培养基、怀特培养基（White’s media）和木本植物培养基[
23–
25]。在大多数情况下，必须将特定的植物激素添加到培养基中以促进愈伤组织生长。为了优化次生代谢产物的生产，需要采用双培养基法：一种培养基用于良好细胞的生长，另一种用于良好次生代谢产物的形成。
愈伤组织的形成或体细胞胚胎的发生由植物激素如植物生长素、细胞分裂素和赤霉素驱动。从愈伤组织再生成为整株植物的过程被称为器官发生或形态发生。在这个过程中，也需要特定的激素。愈伤组织中激素-淀粉的比例与植物中相应比例的相似性是胚胎发生和器官发生的重要决定因素[
26]。生长因子如丙酮醛和抗坏血酸，可改善体外器官发生缺陷[
27]。
胚胎和胚后发育过程都受到植物激素影响，通过外植组织的遗传和表观遗传机制以及愈伤组织的形成来调节重编程、全能性和分化[
28]。愈伤组织培养物可分为胚性或非胚性。胚性愈伤组织培养物含有分化的胚胎感受态细胞，它能再生完整的植物；非胚性愈伤组织含有均质的去分化细胞，用于产生次生代谢产物。悬浮细胞培养物经常用于特殊设计的生物反应器中的大规模培养。
愈伤组织的胚胎发生与植物冠瘿瘤的形成之间存在显著的相似性。因此，植物肿瘤中的分子调节过程在一定程度上可与愈伤组织培养中的分子调节过程相媲美。在肿瘤发生过程中，将细菌基因组注入宿主基因组中，这激活了植物激素积累的正常通路，并改变了植物对植物激素的细胞反应。植物激素与其细胞受体结合，导致下游基因的活化表达，或者即使没有植物激素，T-DNA也会刺激植物细胞生长[
29]。
4. 生产用于治疗的次生代谢产物
4.1. 具有生物活性的植物化学物质
许多愈伤组织培养的应用具有商业前景，本文将从4个方面详细地讨论：①生产用于治疗的次生代谢物；②生产治疗性抗体和其他重组蛋白；③生产通过愈伤组织再生的农作物；④通过相同的方式生产园艺植物。
愈伤组织培养物可用于医疗、化妆品、食品和相关行业中次生代谢产物的可持续大规模生产。药用植物的愈伤组织培养物产生具有生物活性的植物化学物质，可用于治疗多种疾病（如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病、传染病等）。此外，生产的化学物质似乎不局限于某些化学类别，而是具有广泛的化学品种（表1 [
30–
78]）。图2给出了一个例子。由于植物化学物质可以直接从愈伤组织中提取而不牺牲整个植株，因此愈伤组织技术有助于保护珍稀濒危植物物种，并在体外产生足够量的次生级代谢产物。愈伤组织培养物也可以转化为单细胞悬浮培养物，在震荡培养瓶中或生物发酵剂中生长，从而产生所需的次生代谢产物[
80]。这使得其生长在受控的条件下，不受各种环境因素、季节变化、微生物疾病、害虫和地理限制的影响。因此，可以生产具有恒定高质量的次生代谢产物。
表1 通过来自选定药用植物的愈伤组织培养物产生的植物化学物质
图2. 丹参（Salvia miltiorrhiza）愈伤组织培养的生物活性测试。（a）来自叶片和茎的愈伤组织培养物；（b）来自植物茎和茎愈伤组织培养物的迷迭香酸（RA）和丹酚酸（Sal B）的高效液相（HPLC）色谱图，其中植物叶片和叶片愈伤组织培养物的HPLC谱显示出相似的结果（数据未显示）；（c）RA和Sal B的化学结构；（d）采用刃天青还原法测定植物提取物、愈伤组织培养物、离体RA和离体Sal B对人急性淋巴细胞白血病T淋巴细胞（CCRF-CEM）的细胞毒性。（经过出版社同意，数据摘自Wu等[101]的文章）。DMSO：二甲亚砜。 愈伤组织和悬浮培养物承载着整株植物的全部遗传信息，具有次生代谢产物生物合成的全能性。此外，组织培养技术为操纵植物细胞生物合成途径，生产具有改良特征的次生代谢产物的衍生物推向市场提供了可能[
80]。此外，生物转化反应可用于将特定底物转化为所需的最终产物。
分离和纯化次生代谢产物的化学制备技术在植物细胞培养物和整株植物中是相同的。如果生成的产物被释放到培养基中，那它们很容易被分离；如果它们被储存在液泡中，则必须破坏植物细胞的质膜和液泡膜（如通过如二甲亚砜等渗透剂）。为了优化所需植物化学物质的生产，必须扩大其生物合成规模，并尽量减少不需要的副产物的合成。形态分化和成熟有利于特定细胞中次生代谢产物的生物合成。
4.2. 生物活性提取物
除了大量关于愈伤组织培养产生生物活性化合物的报道外，已经证明了从愈伤组织培养物中得到的提取物还具有药理活性。例如，悬浮细胞系显示出对结肠和肾肿瘤细胞的生长抑制活性。有趣的是，从愈伤组织培养物提取物中观察到的效果甚至比已经建立的抗癌药物紫杉醇和依托泊苷提取物更好[
81]。同一组报告表明，来自水稻愈伤组织悬浮培养的提取物显示出对抗肺、乳腺和结肠肿瘤的4种癌细胞系的活性。Caspase 3/7和annexin V检测结果表明，提取物可诱导细胞凋亡。用NCI-H460肺癌细胞和MRC-5正常肺细胞进行的92个基因的实时定量逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）显示癌细胞中
CJUN、
NFKB2和
ITGA2B基因表达上调[
82]。
5. 产生治疗性抗体
近年来，除了次生代谢产物外，治疗性抗体以及其他重组肽和蛋白变得越来越重要。有趣的是，这些不仅可以在微生物[如大肠杆菌（
Escherichia coli）、枯草芽孢杆菌（
Bacillus subtilis）和酿酒酵母（
Saccharomyces cerevisiae）]或哺乳动物细胞培养（中国仓鼠卵巢细胞或幼鼠肾细胞）中产生，还可以在植物愈伤组织培养物和植物悬浮细胞培养物中产生。与其他生产系统相比，后者在成本效益、大规模生产和安全方面具有优势。目的基因（即编码特定治疗性抗体的基因）通过根癌土壤杆菌（
Agrobacterium tumefaciens）或生物轰击嵌入愈伤组织细胞，也称为基因枪技术[
83]。然后，在特定的植物激素混合物的调节下，遗传修饰的细胞可用于再生整株植物。现已发表了许多原理论证调查，证明了这一概念的可行性[
84]。下面选择了一些例子进行介绍：
用抗光敏色素单链抗体（scFv）的结构编码转染烟草植物。这些植物积累了高水平的scFv蛋白。大部分scFv蛋白确实具有功能性。转基因愈伤组织细胞分泌功能性scFv蛋白[
85]。
含有针对癌胚抗原（CEA）的scFv片段（scFvT84.66）的表达载体用于转染水稻组织。CEA是人类肿瘤常见的生物标志物，抗CEA抗体常用于诊断目的。与质外体相比，如果抗体保留在内质网中，抗体的数量是载脂蛋白的14倍。对转基因水稻愈伤组织的免疫学分析证实，产生的scFvT84.66确实具有功能性[
86]。
尽管42 nm乙型肝炎病毒（HBV）颗粒有感染性，但22 nm病毒包膜表面蛋白具有更强的免疫原性。这些颗粒不仅用于酵母的疫苗生产，还用于植物的疫苗生产。将编码该HBV表面蛋白的DNA转染到根癌土壤杆菌中以产生转基因羽扇豆（
Lupinus luteus L.）和莴苣（
Lactuca sativa L.）。用转基因羽扇豆素喂养的小鼠显示出相当大的HBV特异性抗体滴度。吃转基因莴苣植物的人类志愿者也显示出高抗HBV表面蛋白IgG滴度[
87]。
长期冷冻保存的水稻悬浮细胞培养物用于产生人细胞毒性T淋巴细胞抗原4-免疫球蛋白（hCTLA4Ig）。在5年间，冷冻保存细胞中的hCTLA4Ig生产力在稳定转染的细胞系中显著增强[
88]。
还有很多基于愈伤组织培养技术的植物衍生抗体生产的例子。关于该课题的一篇文章曾报道了通过植物生物技术表达的32种不同抗体[
89]。
6. 农作物生产
6.1. 营养植物
基于愈伤组织培养的技术不仅用于产生药物次生级代谢产物或治疗性抗体的治疗目的，还可用于农业和园艺。组织培养揭示了许多可用于植物育种计划的遗传变异（表2 [90–127]）。例如，选择抗病性的遗传变异是有限的，通过体细胞无性系变异体的体外筛选过程可提高其筛选效率[128,129]。通过体外选择，可以在体外选择具有有益于农艺性状（如耐盐性或耐旱性）的突变体，并从中分离而得到进一步利用[
130]。此外，愈伤组织培养在转基因植株的抗旱、耐高温、耐盐胁迫、耐微生物侵袭等方面发挥着重要作用。可以使营养植物更高产。以下示例说明了此技术的潜力。
表2 用愈伤组织再生选定的农作物
（续表）
2,4-DA: 2,4-dichlorophenoxyacetic acid; GA: gibberellic acid; NAA: naphthalene acetic acid; BAP: benzylaminopurine; BA: 6-benzyladenine.
耐盐的沙莫蒂甜橙（
Citrus sinensis L. Osbeck）细胞用于再生小植株。需要应用激动素以诱导小植株形成，并且通过萘乙酸诱导根形成。氯化钠（NaCl）干扰再生过程并改变植物再生所需的植物激素平衡。耐盐性的获得表现在整株植物中[
131]。
采用DNA包覆微粒子的基因枪技术对甘蔗植株胚性愈伤组织（甘蔗属杂种）进行了基因枪技术研究。靶组织的双重基因轰击使转染效率提高300多倍。通过
Emu单子叶植物高效表达启动子调节的新霉素磷酸转移酶（
npt-II）基因用于筛选稳定的转化株。在含基因的培养基中提取愈伤组织，该培养基对未转化的对照愈伤组织有细胞毒性。转化子中的NPT-II蛋白表达比未转化的对照植物高20~50倍[
132]。
Gallo-Meagher和Irvine[
133]培育了抗除草剂的转基因甘蔗植物。通过玉米泛素（
Ubi-1）启动子的控制，将含有抗除草剂（
bar）基因的质粒，采用基因枪法轰击胚性愈伤组织。选择从转化愈伤组织再生的茎用于双丙氨膦抗性实验，然后保存在含除草剂的培养基上。通过几轮营养繁殖和分生组织培养生成有除草剂抗性的克隆体。转基因被稳定整合到甘蔗基因组中。通过RT-PCR验证了赋予除草剂的
bar基因的mRNA表达。转化子还对一种商业除草剂产生抗性。本研究表明，
bar基因是生产抗除草剂甘蔗植株的一个有用的选择标记。
Bahgat等[
134]描述了蚕豆愈伤组织中体细胞胚胎发生的诱导过程。将上胚轴和茎尖衍生的愈伤组织培养在添加蔗糖、维生素C和柠檬酸，以及几种植物激素（BAP、NAA和2,4-DA）的MS或Gamborg培养基中。胚胎发育成小植株，用于全植株再生。这种再生系统将有助于提高蚕豆的营养价值。
木薯（
Manihot esculenta Grantz）是全球最大的热量来源之一。因此，木薯一直是生物技术研究的对象，以改善其营养成分，并为其大规模生产制定策略。生成转基因木薯植物已经作为体细胞胚胎发生和胚性愈伤组织产生的基础。为了对抗微生物攻击，人们已对细菌、病毒和寄生性昆虫具有抗性的候选基因进行了研究。未来的研究方向包括基因组编辑新概念，以应对全球气候变化带来的危险[
135]。
6.2. 其他经济植物
生物技术应用，包括愈伤组织培养技术，对于改善不用于营养目的的农作物也很有价值，如烟草（Nicotiana tabacum）和棉花（Gossypium hirsutum L.）。
早期研究表明，11种不同烟草属植物的叶肉原生质体可在体外培养。来自原生质体的大多数愈伤组织能够再生整株植物[
136]。将烟草植物培养为愈伤组织培养物对于选择能抵抗烟草花叶病毒感染、链霉素或异烟酸的植物非常重要[137–139]。
类黄酮是一种通过苯丙酮类途径合成的，能保护植物免受昆虫侵袭的物质，它可能对功能性食品有益。当人类食用它们时，也有促进健康的作用。Pandey等[
140]介绍了一种用黄酮醇特异性转录因子AtMYB12作为芸香苷生产来源的转基因烟草栽培技术。转基因愈伤组织比野生型愈伤组织含有更多的芸香苷，导致其对斜纹夜蛾（
Spodoptera litura）和棉铃虫（
Helicoverpa armigera）幼虫有显著毒性。作者得出结论，该方法为生产防治害虫的生物农药制剂提供了前景。
另一个例子是改良棉花植株（
Gossypium hirsutum L.）的愈伤组织再生。棉花愈伤组织（
Gossypium hirsutum L. cv. Coker 310）已成功用于再生整株植物[
141]。大部分原胚状体发育自标准培养基中的愈伤组织，这些培养基中不含NAA和激动素，但有浓度增加的KNO
3 和GA [
141]。愈伤组织培养物由17个棉花品种（
Gossypium hirsutum L.）生成。胚胎来源于细胞质细胞，并遵循可预测的发育模式。再生植物从愈伤组织培养物中获得，并转移到温室中[
142]。
7. 生产园艺植物
已有报道展示了在园艺中使用愈伤组织培养物的例证。观赏花卉（如玫瑰、菊花和康乃馨）的主要作物通过用根癌土壤杆菌转化胚性愈伤组织进行遗传修饰，并将影响保质期、颜色和抗病性的基因转染给它们。整株植物也从愈伤组织再生。用于转基因的其他花卉作物包括非洲菊、石斛、金鱼草、花烛、洋桔梗和天竺葵[
143]。
Hossain等[
144]通过逐步增加培养基中的NaCl浓度，研究了杭白菊（
Chrysanthemum morifolium Ramat. cv. Maghi Yellow）的抗盐愈伤组织系的选育。抗盐愈伤组织系显示出超氧化物歧化酶、抗坏血酸盐和谷胱甘肽还原酶的酶活性高于对盐敏感的亲本细胞。噻苯隆、NAA和GA的联合应用对所选愈伤组织的芽器官发生具有较好的效果。再生植物确实表现出对盐度胁迫的耐受性。
细胞培养方法在非洲菊（
Gerbera jamesonii Bolus）品种的快速繁殖中起重要作用。Minerva和Kumar[
145]介绍了一种来自愈伤组织分化的间接茎诱导的方案，他们采用离体培养技术培育了新品种。
Kuehnle等[
146]培育了花烛属植物（
Anthurium andraeanum Linden ex André）的体细胞胚和再生完整植物。叶片外植体在黑暗中形成愈伤组织。在填有2,4-DA和激动素，以及蔗糖和葡萄糖的MS培养基中诱导胚胎发生。将其暴露于光线下，愈伤组织转化为小植株，然后将其转移到盆中并在温室中培养。
矮牵牛杂交种（
Petunia axillaris ×
Petunia integrifolia）是重要的经济性花坛植物。花卉行业需要标记辅助选择育种策略的方案。Guo等[
147]描述了一种方案，其包括使用愈伤组织培养物鉴定来自
P. axillaris、P. exserta和
P. integrifolia的转录组中的单核苷酸多态性和酶切扩增多态性序列标记，以表征矮牵牛亚种的遗传多样性。
愈伤组织培养是繁殖濒危观赏植物的重要手段。Zhang等[
148]介绍了百合（
Lilium pumilum）在特定植物激素（毒莠定、NAA和BA）调节下的体细胞胚胎发生和器官发生的机制。
8. 结论和展望
在民族植物学和药物学的不同领域，药用、农业和观赏植物已有数千年的使用历史。近年来，发展的植物基因工程技术，能培育出具有理想性状特征的植物，这一技术的发展为人类对植物的利用提供了一个新的增长维度（图3）。可以预见的是，未来对生物工程植物的需求将会增加。许多天然产物难以合成。因此，需要挖掘可持续和经济有效地生产大量植物化学物质的可能性[
149]。许多患者和顾客更喜欢天然产物而非合成药物。因此，在生物肥料和其他培养容器的受控培养条件下进行生物技术生产是一种有吸引力的方法，它可以实现大规模生产植物化学制剂和治疗性抗体，以及从愈伤组织中再生营养植物。现在越来越多关于理想天然产物生物合成途径的知识正在被收集，这将进一步促进生物工程和基于基因的工程技术发展，促进药用植物（包括中药中使用的植物）的愈伤组织培养。在农业和园艺中转基因植物的产生也是如此。虽然植物愈伤组织培养技术的潜力尚未被完全发掘，但研发和销售更多基于愈伤组织培养产品的时机已经成熟。
图3. 愈伤组织培养的生物技术应用概述。
Acknowledgements
The author would like to personally thank Mrs. Doris Rohr for her excellent technical assistance and commitment during the past decade.
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