毛状根组织培养进展及现状
毛状根，又称发状根，发根。为发根农杆菌侵染植物后产生的一种病理状态。优点为生产效率高， 特点为生物合成能力强、生长快。整体植株或某一器官、组织(包括愈伤组织)、单个细胞，甚至原生质体受到发根农杆菌的感染所产生的一种病理现象，是细胞中质粒的T-DNA插入寄主细胞核基因组而得到的表现型，主要是在感染部位上或附近能产生大量的副产物-毛状根。
发根农杆菌 (Agrobacterium rhizogenes)是一种革兰氏阴性菌，能侵染大多数的双子叶植物、少数单子叶植物及个别的裸子植物，诱发被感染植物的受伤部位长出毛状根。发根农杆菌之所以具有这种致根性,是因为它具有能诱导毛状根产生的Ri质粒。Ri质粒是发根农杆菌染色体外的一个约250kb的大质粒，带有冠瘿合成酶基因。在Ri质粒上，存在与转化有关的两个主要功能区，即T-DNA (转移区)和Vir (致病区)。Vir区基因并不发生转移，但它对T-DNA的转移非常重要。当发根农杆菌感染植物时Ri质粒上的T-DNA可以转化并插入到植物细胞基因组中，其整合和表达的结果导致了大量毛状根的产生。处理菌株后可提高Vir区的表达并明显提高药用植物外植体的转化率。
发根农杆菌Ri质粒有几种不同的类型，分别是农杆碱型、甘露碱型和黄瓜碱型。其中含有农杆碱型Ri质粒的菌株通常具有更广泛的宿主范围和更强的致根特性。经发根农杆菌侵染植物形成的毛状根适离体培养能够再生植株，而且许多植物的毛状根在离体培养条件下表现出次生代谢产物的合成能力，产物产量较正常植物及悬浮培养细胞的要高。因此Ri质粒可应用于有价值的次生代谢产物的生产。
与植物细胞培养相比，毛状根培养具有生长速度快、激素自养、分化程度较高以及遗传性状相对稳定等优点。由于近三分之一传统药材的药用部位是根，所以这一培养系统在传统药材生产中具有更重要的意义。
1. 毛状根诱导常用菌种
常用于实验的发根农杆菌（ Agrobacterium rhizogenes ）有：ATCC15834、ATCC39207、G58P GV3296、A4、NCPPB2659、Rl500、Rl601、LBA9402、TRl05等菌株，这些菌株中含有侵入性致根质粒（root inducing plasmid）Ri质粒。
2. 毛状根的诱导操作（以黄芪为例简述毛状根的诱导方法）
①黄芪无菌苗培养：黄芪种子表面消毒后接种于MS培养25 ℃下暗培养，待苗长至4cm左右时取其不带芽的下胚轴作为共培养的材料。
②发根农杆菌的培养与保存：农杆菌可在平板培养基上于4℃下保存数月，而在-70 ℃的低温冰箱中可长期保存。农杆菌快速生长过程中．常常会出现质粒丢失，基因突变。要使转化最为有效就要利用对数生长期的农杆菌来转化。发根农杆菌15834的质粒上带有抗cefotaximes选择标记基因，将农杆菌培养于 YEB培养基上， 25 C下培养，每周转接一次，感染前两天转接一次。
③针刺接种感染与共培养：把黄芪下胚轴切段后，用解剖针蘸取培养好的发根农杆菌，在黄芪下胚轴上扎眼，之后黄芪切段接种于含500mg/L cefotaxime的MS培养基上培养。25℃黑暗下诱导毛状根。长出的毛状根经多次转接去除农杆菌之后转入MS中培养可速生长，转化的毛状根生长大大快于未转化的根培养物。
3. 毛状根的鉴定
诱导出的毛状根是否确为转基因产物还需鉴定。毛状根可以从形态水平上给于鉴定，它不依赖激素快速生长，根多丛生，多分枝，多根毛，无向地性。这些表型的特征与未转化的根不同，可区分开。可以通过毛状根中GUS活性的测定或NPTII酶的检测从组织水平来证明Ri质粒中的T－DNA是否转移整合到植物细胞的核因组上。
冠瘿碱的测定可作为细胞水平的毛状根鉴定方法，因为冠瘿碱合成酶基因在发根农杆菌中并不能表达，它只能在植物细胞中表达。冠瘿碱的存在可作为植物细胞转化的指标。冠瘿碱的测定可用高压纸电泳方法，用碱性硝酸银溶液染色，硫代硫酸钠溶液固定。
1982年Chilton报道在发根农杆菌侵染植物的过程中，在感染部位上或附近能产生大量副产物--发状根。这种发状根又称毛状根，毛状根是由发根农杆菌含有的Ri质粒引起的。
发根农杆菌(Agrobaeterium rhizogenes)是根瘤菌科(Rhi-zobiaceae)农杆菌属(Agrobactefium)一类革兰氏阴性土壤农杆菌，可以侵染大多数双子叶植物和少数单子叶植物，甚至是裸子植物 而诱发植物产生毛状根。目前，它已广泛应用于植物基因工程、植物次生代谢产物生产、植物品种改良和植物栽培等领域。在药用植物方面，发根农杆菌m质粒转化植物产生的毛状根建立离体培养系统，实现次生代谢物质的工业化生产，以解决中药资源的短缺问题越来越受到人们的重视。相对于常规细胞培养和组织培养，毛状根培养系统具有生长快速、不需外源植物激素、合成次生代谢物质能力强而且稳定，并能向培养液释放部分代谢产物等优点，通过改变培养条件，毛状根甚至可以合成比原来植物中高出数倍的活性物质，以及原来植物所不含有的活性成分。
自20世纪初植物细胞全能性的概念建立以来，植物组织和细胞培养的研究已取得了很大的进展，如试管苗大量繁殖技术、单倍体技术、原生质体培养、细胞杂交、体细胞变异及突变体的选择和利用等。80年代，随着基因工程的发展，其研究成果也渗透到细胞工程中来了，引起了细胞培养研究的新突破。其中通过发根农杆菌中Ri质粒介导的天然植物遗传转化，建立发根培养系统来生产原植物中的次生代谢产物成为植物基因工程和细胞工程结合的一项新技术。发根农杆菌中含有Ri质粒，其T-DNA在Vir基因的协助下整合进植物的核基因组，引起宿主植物发生毛根病，形成毛状根。毛状根能够在无激素的培养基上生长，并且在液体培养中的生长速度大于相应的细胞培养物和未转化的根培养物。
在最近的十余年里，应用发根农杆菌Ri质粒转化植物，尤其是药用植物产生毛状根，利用毛状根培养技术来生产和提取有价值的次生代谢产物已发展成继细胞培养技术之后的又一新的培养技术。
毛状根培养系的特点
生物合成能力强、稳定性高、生长快
影响毛状根生长及次生代谢物形成的因素
大量元素、微量元素、碳源、光照、温度、pH值、生长调节剂或激素等 与传统的细胞培养技术相比，该方法具有以下特点：
1.转化的毛状根在适宜的培养基上生长迅速，周期短，生产效率高；
2.一条毛状根来源于一个转化细胞 ，具有克隆性，可以避免嵌合体，易于筛选出高产稳定的毛状根无性繁殖系；
3.毛状根具有激素自主型生长的特点，培养基中不需要外加生长调节物质，从而克服了植物细胞培养中外源植物激素的依赖性，同时也降低了生产成本；
4.毛状根遗传性状稳定，不像非器官化的培养物那样易发生染色体及cDNA的各种变异所引起的次生代谢产物下降，毛状根的生化特性也不易改变，通常培养多年，其生长速度和合成能力不变；
5.转化的毛状根，分化水平高，一般认为，植物次生代谢产物易于在分化水平高的组织中产生积累，且植物的根又是多种次生代谢产物合成的场所，因此，转化的毛状根是生产次生代谢物质较理想的组织。