丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）是我国传统常用的中草药之一。近数十年来随着其新的药理作用的不断发现,对丹参的来源和开发利用又形成了新的研究热点。如何获得有效成分含量高、品质稳定的丹参资源是丹参作为高品质植物药大规模进军国际市场的一个最大障碍。利用毛状根培养技术进行丹参有效成分的生产是具有潜力的方法之一,目前已有一些相关的报道,但是这些研究还不全面和深入。因此本文对提高丹参毛状根中有效成分产量的方法和过程策略进行了研究,并进一步分析了其相关的作用机理。目前在毛状根中已有的研究结果表明诱导也成为了提高毛状根中次生代谢产物产量的有效方法。考虑到诱导的选择性,本文考查了不同种类诱导子对丹参毛状根中有效成分之一的丹参酮合成的诱导效果,从中筛选出了诱导效果较好并且制备方便的生物诱导子Yeast extract （YE）和非生物诱导子Ag+。为了深入了解诱导子诱导丹参酮产量提高的作用机理,本文考查了质膜Ca²⁺内流对诱导效果的作用。与现在一般认为质膜Ca²⁺内流在诱导子诱导次生代谢产物产量提高过程中起着重要的作用不同,本文的研究结果表明在丹参毛状根中诱导子诱导丹参酮的合成不完全依赖于质膜Ca²⁺的内流。对利用毛状根技术生产次生代谢产物的发展而言,开发能够有效提高其次生代谢产物产量的过程策略具有重要的意义。本文根据毛状根自身的半固定特性,在诱导作用和胞外吸附作用的研究基础上,开发了整合多次诱导、胞外吸附和半连续操作模式的过程策略。结果表明这一过程策略的应用能有效提高丹参毛状根生产丹参酮的产量,在培养的第60 d丹参毛状根的干重达到30.5 g/L,丹参酮的总体积产量达到87.5 mg/L（对照组的15倍）,同时树脂对丹参酮的总回收率为76.5%。并且过程中总丹参酮的生产速率达到1.46 mg/L-d,是批次培养过程丹参酮生产速率的7.4倍。为了深入了解过程策略中诱导和胞外吸附技术联合作用的机理,本文建立了联合作用下丹参酮合成和分布的动力学模型。模型较好地反映了实验结果,为过程的进一步放大和研究提供了可靠的预测依据。