研究目的和意义:植物是很多重要药用化学物质的来源。许多植物含有抗病毒、抗菌、抗癌和抗氧化等生理活性的化合物，对人类的肿瘤、衰老、心血管等多种疾病的防治具有重要意义。很多药用植物生长缓慢，次生代谢产物的量低而且许多仅存于特定的植物器官中，难以适应现代制药工业生产的需求。采用化学合成也难以实现原料供应，因为很多次生代谢产物化学结构非常复杂和独特，涉及的生物合成途径繁杂，合成成本高。因此，植物细胞培养依旧是获取次生代谢产物相对可行的选择。银杏是江苏省的省树，银杏产业在江苏省特别是徐州邳州具有独特的地位。银杏不仅具有较高的观赏价值，而且药用功效强大，经济价值较高。银杏内酯是仅存于银杏中的一类具有独特生理活性的成分，是血小板活化因子PAF强有力的拮抗物，具有保护心脑缺血缺氧不受损害，防治冠心病、脑血栓等药理作用。银杏内酯天然提取具有许多弊端，如含量低，提取分离步骤繁琐，得率低，产量受气候、地域、环境等诸多因素限制。银杏内酯机构复杂，化学合成费时费力成本高，植物细胞与组织培养技术是植物药来源的有效途径之一，可应用于银杏内酯的生产。目前通过植物细胞培养成功的例子已经有很多，如从红豆杉中培养获得紫杉醇，从紫草中培养获得紫草素，从人参中培养获得人参皂苷等。植物干细胞是生长发育的源泉和信号调控中心。它是未分化的细胞，具有很强的自我更新和持续分裂能力，是拥有永久生存能力的“不朽细胞”更重要的是它们能够分化产生所有的地上和地下器官，并根据内外环境和调控信号决定其生长、成熟和衰老等生物学过程。另外，植物干细胞还可以通过自我凋亡防止遗传性损伤，避免将有缺陷的DNA遗传下去，从而保护植物不受恶劣环境的影响。80351

课题研究现状:

    植物干细胞培养的相关报道给植物培养研究带来了新的视角和方法，特别是为长期培养过程中细胞的稳定性和细胞长期保存等问题提供了很好的备选答案。植物干细胞培养技术，是在传统的组培技术的基础上改进了现有方法，以植物干细胞为目标，诱导、分离和培养外植体，建立相应的干细胞培养体系。植物干细胞培养技术，不仅丰富了植物培养技术，而且为天然产物的商业化生产，乃至植物生物技术的发展，提供了新的研究方向和契机。银杏叶中具生理活性的主要成分包括类黄酮、萜内酯、聚戊烯醇、原花色素、酚酸等化合物。银杏萜内酯(银杏内酯和白果内酯)是银杏提取物中独有的成分。药理研究表明银杏内酯是特异性血小板活化因子(PAF)拮抗剂, 在临床上用来治疗血栓、炎症和心血管疾病等。白果内酯具有保护脑组织及神经元免遭缺血及缺氧性损伤的作用, 也可防止神经紧张和焦虑。银杏萜内酯的研究已经从单纯的成分提取和含量分析, 迈入了分子生物学研究阶段。影响银杏萜内酯含量的因素很多, 包括产地、生长季节、树龄、器官、性别、繁殖方法等, 但是关于这方面的研究目前主要集中在含量分析上, 对于相关因素对银杏萜内酯合成途径关键酶基因的表达调控鲜见报道。因此, 相关基因的表达研究, 特别是在不同环境或处理中的表达, 以及生物合成过程中不同基因的协同表达, 尚需花费大量的时间进行探索。只有探明银杏萜内酯含量变化以及相关基因表达情况, 才能够在理论上阐明银杏萜内酯的生物合成及其调控机理, 从而为选育高萜内酯含量的银杏叶用新品种奠定坚实的理论基础。但在目前有限的相关报道中，仍存在着一些不足和疑问。以报道最为充分的红豆杉系统为例，未经诱导的干细胞体系中，基本不含有紫杉醇，研究者需要经过诱导提高其含量。但是，诱导后的细胞是否仍保持着干细胞的特性，尚未进行过相关考察。再者，研究人员发现，经过22个月的培养，干细胞的生长速度和外观都保持着稳定，然而，没有文献表明长期培养细胞的显微形态、遗传学特征和基因组学等方面是否保持稳定。美国Phyton公司已经采用红豆杉愈伤组织成功地生产紫杉醇，并已获FDA批准作为施贵宝公司的紫杉醇供应商，其专利在细胞生长、代谢产物积累等方面均有系统研究，并取得了很好的效果。因此，Lee等所做的干细胞和脱分化细胞的性能对比，只能说明研究者所在实验室培养系统的优劣，尚不能真正说明干细胞培养与脱分化培养这两种技术的优势  目前银杏内酯主要从银杏叶和根皮中提取，但提取得率不高，而且受环境影响很大。目前，掌握植物干细胞培养技术的还仅限于韩国的Unhwa公司，由于商业竞争和保护知识产权等原因，该技术的广泛应用还需假以时日。此外，技术本身存在的问题也有待进一步完善。