中文摘要：

植物生物转化在天然产物结构修饰方面具有独特优势，但现行转化体系（愈伤组织/悬浮培养细胞）由于存在体细胞克隆不稳定、退化、不耐剪切力等缺陷阻碍了该技术的发展和应用。而这些缺陷是愈伤细胞的脱分化性质决定的。被称为"植物干细胞"的CMCs属于原始的未分化细胞，绕过了脱分化过程。最新研究表明，植物干细胞克服了愈伤组织/悬浮培养细胞的上述缺陷，且具备用于生物转化的能力。目前，国内外尚未见利用植物干细胞进行生物转化的报道。本项目以当归干细胞为例，探索"植物干细胞用于生物转化研究"的潜力。在前期诱导出当归干细胞的基础上，进一步优化该体系，并首次用于香豆素类成分的生物转化，进而与当归愈伤组织转化体系进行对比研究，以阐明当归干细胞作为生物转化新体系的潜力，为该新型转化体系的建立提供科学依据。本项目融合多学科的理论和技术，为寻找更加高效稳定的生物转化体系奠定理论基础，为研究植物干细胞的新功能提供理论依据。

结论摘要：

植物生物转化在天然产物结构修饰方面具有独特优势，但现行转化体系（愈伤组织/悬浮培养细胞）由于存在克隆不稳定、退化、不耐剪切力等缺陷阻碍了该技术的发展和应用, 而这些缺陷是愈伤细胞的脱分化性质决定的。被称为“植物干细胞”的CMCs属于原始的未分化细胞，绕过了脱分化过程。最新研究表明，植物干细胞克服了愈伤组织/悬浮培养细胞的上述缺陷，且具备用于生物转化的能力。目前，国内外尚未见利用植物干细胞进行生物转化的报道。本项目以当归干细胞为例，探索“植物干细胞用于生物转化研究”的潜力。我们首次诱导得到当归干细胞，通过细胞染色法、类辐射药物耐受性实验等方法证明其为不同于当归愈伤组织(DDCs)的CMCs，通过电泳方法验证类辐射药物诱导其细胞死亡的方式。对得到的CMCs和DDCs进行系统优化，使其处于最佳状态。通过悬浮培养和发酵罐放大，CMCs仍为白色均匀状态，生长率大大超过DDCs，可检测到多种次生代谢产物；而DDCs明显褐化，组织团块大小不一，可检测到的次生代谢产物较CMCs种类少，含量低。同时我们合成得到一系列香豆素类化合物，并利用优化的当归CMCs和DDCs分别对其进行生物转化，结果表明CMCs具有更高的转化能力，转化产物种类更多，说明CMCs中促进转化的酶种类更多，且活力更强。由此可见当归CMCs可以作为更加高效、稳定的新型转化体系用于植物生物转化研究。本项目为寻找更加高效稳定的生物转化体系奠定理论基础，为研究植物干细胞的新功能提供科学依据。本课题申请发明专利1项，标注国家基金资助文章已发表10篇，其中SCI收录7篇，已接收待发表SCI收录文章2篇，另有2篇处于 “Under review”阶段，部分实验结果的整理和发表还在进行中。