组织培养技术的进步不仅为珍稀植物、珍稀品种快繁、植物生产工厂化和各种植物器官的建成提供了可能，也使各类次生产物的室内生产成为现实。在目前珍稀野生药用植物采集愈来愈困难的情况下，通过细胞培养系统生产药物是解决这一问题的一个有效途径。迄今，用植物组织培养技术生产次生产物(尤其是药物)已发展成为植物组织培养在生产应用中的两大主流之一。

组织培养所产生的次生产物很多，主要包括以下6类：①苷类，包括皂苷(如人参皂苷、薯蓣皂苷、三七皂苷等)、强心苷、甘草甜苷、黄酮醇苷、香豆精苷等；②甾醇，包括菜油甾醇、豆甾醇、谷甾醇等；③生物碱，包括莨菪碱、吡啶、喹啉、异喹啉、吲哚等；④醌类，包括蒽醌、萘醌、泛醌(即辅酶Q10或UQ)；⑤氨基酸和蛋白质类，包括胰岛素、氨基酸、蛋白酶抑制剂、植物病毒抑制剂、植物抗生素等；⑥其他有效成分，包括有机酸(如抗坏血酸、邻羟苯丙酸、儿茶酸等)、芳香油、酚类、黄酮、咖啡因等。

利用植物组织培养生产有用次生代谢产物有3种方式：从细胞或培养基直接提取药物、生物转化和酶促合成。下面就从这3个方面简要介绍一下这方面的研究内容。

1．细胞培养

含苷类药用植物组织培养是研究较多的，其中含皂苷的组织培养是较成功的一个方面。人参是我国著名的贵重药材，以干重为基础的粗人参皂苷，在愈伤组织中的含量(21．1％)显著高于天然根(4．1％)。

用小鼠所做的药物试验表明，愈伤组织提取物与人参根提取物的作用几乎是相同的。薯蓣皂苷元是生产避孕药物的重要原料，它可以由三角薯蓣的悬浮培养物及愈伤组织来生产(含量为干重的21％)。

组织培养能产生大量的醌类物质。在用作轻泻剂的药用植物决明(Lassiatora)的愈伤组织中所含的蒽醌类，诸如大黄酸、大黄素和大黄甲醚的产量，比整个植株要多10倍以上。在菊叶鸡眼藤(Morindacitrifolia)的细胞悬浮培养中，也有相当高的含量。萘醌色素在中国被用来治疗烧伤、皮肤病和痔疮，是紫草(Lithospermumerythrorhizon)的有效成分。这一植物的叶片愈伤组织培养物中的含量比细胞中提高了8倍。用来治疗心肌梗塞的药物泛醌一10(它也是活细胞中电子传递系统的重要组成成分)也可以从烟草的细胞悬浮培养物中高于以微生物生产的效果(360μg／g干重)来生产，在盛有2，4一D和蔗糖培养基的小型发酵罐中，培养6d从400g新鲜细胞中获得30mg的辅酶Q10结晶。在胡萝卜的细胞培养中发现以同样方式积累辅酶Q10。

2．生物转化

细胞培养还可将各种初级化合物，转化成医药上更有效的化合物。依靠植物将特殊物质转化为更有效的生理活性物质，被认为是植物细胞培养应用方面的一个最有希望的领域，它比用微生物和化学合成更容易实现某些化合物化学结构的特殊修饰。

西德科学家Reinhard等用希腊毛地黄(Digitalislanata)悬浮培养，使毛地黄毒苷的类固醇骨架的第12位进行专一性的羟基化，使其成为医药上更有用的强心剂。由于这种生物转化的成功，他们已开始进行大规模的工业化生产。南洋金花(DaturametelL．)悬浮培养物对酚有葡萄糖基化作用，使酚类药物的有效性明显增强。曼陀罗的培养细胞能快速将氢醌转化为熊果苷，使后者在作为利尿剂和泌尿器消毒剂时的剂量减小，疗效提高。

3．生物合成

许多作物的氨基酸代谢都受末端产物的反馈抑制调控，因此改良作物蛋白质产量也可从细胞培养着手。迄今已分别以胡萝卜、水稻、小麦、大麦、玉米等十多种植物为试材进行高蛋白细胞培养，多数材料的有关氨基酸如赖氨酸、蛋氨酸、脯氨酸和苯丙氨酸等含量能提高6～30倍。

在谷类作物的胚乳培养中，研究了淀粉、蛋白质和脂类的生物合成，结果有些细胞系的这类物质产量高出植株细胞许多。培养咖啡的胚乳能从细胞中提取咖啡因。咖啡成熟胚乳在培养2周后，咖啡因的含量增加了2倍，培养4周后增加了5倍。

通过细胞培养物生产药物的最新进展，增强了我们对在不久的将来实现工业化生产的希望，但在我们达到这个目的之前，仍有许多基础的和实际的问题需要进一步研究，以便更好地了解次生代谢中的某些关键技术问题。如上述3个方面的研究，都有待于药物成分代谢研究的进展。药物代谢研究的深入开展才能使植物组织培养应用于工业化生产的研究持久的、更有效地进行下去。