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辅酶Q10是一种脂溶性天然维生素类物质,在生物体内起递氢体的作用,是细胞能量生成要素。辅酶Q10作为细胞代谢的激活剂和天然抗氧化剂在心血管疾病的治疗及抗肿瘤方面发挥重要作用,并可提高人体免疫力,广泛用于治疗人体免疫系统疾病。因此辅酶Q10作为具有医学价值的重要生化药物、保健食品的良好材料和化妆品的原料,越来越受到人们的关注,市场前景广阔。本试验以烟草品种NC89为试材,采用细胞培养的方法,开展生物合成辅酶Q10的实验室研究,以期为今后应用烟草细胞悬浮培养技术大规模生产辅酶Q10提供实验基础和理论依据。（1）以叶片为外植体获得三种类型的愈伤组织,通过状态调控得到良好的适合悬浮培养的辅酶Q10高产细胞系。确定愈伤组织继代培养基为:MS+1.0mg·L-1NAA+0.8mg·L-16-BA+30g·L-1蔗糖+8g·L-1琼脂+0.5g·L-1水解乳蛋白+0.5g·L-1维生素C+0.4g·L-1盐酸硫胺素。建立了细胞悬浮培养体系,优选培养方案为:White培养基,蔗糖20g·L-1,装液量为20mL（100mL三角瓶）,接种量75g·L-1,初始pH值为6.2,摇床转速为110r·min-1。悬浮培养体系内粒径0-2mm的细胞团占36.7%,3-4mm粒径的细胞团占36.1%。胞内辅酶Q10的含量随着细胞团粒径的变化而变化。（2）系统研究了烟草悬浮细胞生长和合成辅酶Q10的动力学规律。烟草NC89细胞培养周期为17d,分为迟滞期、指数生长期和稳定期三个阶段。在4-17d内细胞的比生长速率和辅酶Q10的比合成速率的变化趋势正好相反,总氮浓度的变化与以细胞干重计的细胞生长是同步的。底物浓度和生物量之间具有良好的线性关系,磷酸盐浓度变化与辅酶Q10的合成变化有一定的相关性。通过线性回归得到:①对底物的细胞生物量得率系数YX/S=0.58g·g-1;②对磷酸盐的产物得率系数YP/S=33.4mg·mg-1。建立了烟草细胞培养生产辅酶Q10的动力学模型如下:①细胞生长动力学方程: （?）②底物消耗动力学方程: （?）③产物生成动力学方程: （?）通过非线性拟合确定了方程中的参数,该拟合曲线很好的描述了烟草细胞在培养过程中的动力学行为。（3）考察了6种前体物质对烟草NC89细胞生长和辅酶Q10合成的调控作用,结果表明:浓度为1.0mg·L-1的辅酶Q0促使细胞干重和辅酶Q10产量分别比对照提高了48.6%和81.6%;当对羟基苯甲酸浓度为5.0mg·L(-10时,细胞干重和辅酶Q10产量分别比对照提高了22.6%和186.8%。L-酪氨酸浓度为1.0mg·L-1时,细胞干重比对照提高了57.8%,辅酶Q10产量相应提高了115%;L-苯丙氨酸浓度增加到1.0mg·L-1时,细胞干重及辅酶Q10产量均达到最大值,分别比对照提高了53.3%、124.6%;甲硫氨酸浓度为5.0mg·L-1时,细胞干重和辅酶Q10产量均为最高,分别比对照提高了48.4%和108.44%;茄尼醇可促进胞内辅酶Q10的合成,但对细胞生长作用不明显。确定了对烟草细胞辅酶Q10合成影响显著的交互作用:对羟基苯甲酸与L-苯丙氨酸、对羟基苯甲酸与甲硫氨酸、L-苯丙氨酸与甲硫氨酸的交互作用对胞内辅酶Q10含量的影响均显著,对羟基苯甲酸与L-苯丙氨酸的交互作用对辅酶Q10产量的影响在0:05水平上显著。可以尝试在培养的不同阶段参考各前体的作用效果而选择合适的前体物质及浓度进行添加。（4）添加有机物质对烟草细胞生长和辅酶Q10合成有一定的影响。α-丙氨酸能够促进胞内辅酶Q10的合成,但是抑制细胞生长;脯氨酸对二者均有促进作用;肌醇对细胞生长影响较弱,但对辅酶Q10合成有明显的促进作用,当肌醇浓度为500mg·L-1时胞内辅酶Q10产量比对照提高117.5%。白氨酸浓度为20mgmg·L-1时,细胞的干重和辅酶Q10产量分别增加120.6%和61.8%,当其浓度为30mg·L-1时,胞内辅酶Q10含量比对照提高36.2%。（5）添加诱导子对烟草细胞生长和辅酶Q10合成有一定影响。浓度为5.0mg·L-1的水杨酸可使胞内辅酶Q10含量比对照提高25.8%,浓度为2U·L-1的果胶酶也可促进胞内辅酶Q10含量比对照增加55.2%,浓度为25mL·L-1的番茄叶霉病菌诱导子亦可促进胞内辅酶Q10含量比对照增加66.1%,但是三者均对烟草细胞的生长有不同程度的抑制作用:甘露醇对烟草细胞生长有一定的促进作用,但对胞内辅酶Q10合成有抑制作用;纤维素酶和茄子黄萎病菌诱导子对NC89细胞干重和辅酶Q10产量的增加均有一定促进作用。（6）进行了烟草辅酶Q10提取分离方法的优化和比较。结果表明:乙醇浸提法最适的提取条件为:乙醇浓度为90%,料液比为1:10-1:20,回流时间为120－150min。丙酮研磨提取法的最佳料液比为1:3;确定碱皂化法的最佳提取条件为:酸消解pH值为3,料液比为1:10,80℃回流90min,碱皂化处理pH为11,料液比1:15,回流温度100℃,回流时间30min。丙酮研磨正己烷萃取法工艺相对简单,提取效率高,适合辅酶Q10含量的初步测定。（7）研究了离体培养烟草细胞中辅酶Q10的体外抗氧化活性。结果表明:烟草源辅酶Q10浓度为0.004-0.01mg·mL-1时即对邻苯三酚自氧化体系产生的O2-具有清除作用,并呈量效关系;当其浓度为0.2-1.0mg·mL-1时,对·OH的清除作用与维生素C基本相当;当其浓度为0.04-0.1mg·mL-1时,辅酶Q10对小鼠肝匀浆自氧化的抑制作用比维生素C强;当浓度为0.1mg·mL-1时,辅酶Q10对小鼠红细胞的溶血抑制率比维生素C高27.8%。