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植物细胞培养技术生产次级代谢产物具有生长迅速、周期短、易于工业化控制、不受环境影响等优点，目前已广泛应用于医药、食品等领域中。但是由于植物细胞培养自身特点所致，迄今为止实现工业化培养的植物细胞种类不多，其中光照是一个非常重要的影响因素，光照时间的长短、光质和光的强度对细胞生长及次级代谢产物的积累都有一定的影响。目前植物细胞培养的光照，往往考虑在普通生物反应器上增加光照系统，但许多资料研究表明，在生物反应器上安装光源并不能很好的解决植物细胞所需的光照问题。为了找到解决植物细胞培养光照问题的方法，本课题探索着从内生光的角度出发，即通过植物转基因技术获取具有发光能力的细胞，利用发光细胞所产生的光作为光源提供给植物细胞培养。
发光生物在自然界中广泛存在，如萤火虫、发光细菌、水母等，这些发光生物体内的荧光素均己被确知，且有部分荧光素基因如水母体内的绿色荧光蛋白(green fluorescent protein，GFP)基因已被克隆并导入到其它生物体内，重组生物体具有与水母类似的发光性质。本课题试图通过植物转基因技术获取发光植物细胞：通过根癌农杆菌介导基因转化的方法，将已构建好的重组质粒PBIl21-EGFP中的EGFP基因导入胡萝卜细胞中，并抗性筛选出具有高效稳定表达的发出荧光的细胞，为进一步探索通过发光植物细胞为细胞培养提供或补充光照提供基础性研究。主要研究结果如下：
1．EHA105介导基因转化胡萝卜细胞
利用冻融法成功地将重组质粒PBIl21-EGFP导入农杆菌EHA105，并确定了最佳转化效果时重组质粒的浓度。
重组农杆菌：EHA105介导：EGFP基因转化胡萝卜细胞，转化体系为：胡萝卜愈伤组织预培养时间为10d，农杆菌EHA105的浸染浓度为OD<,600>:0.4，浸染时间25min，共培养条件：25℃、黑暗、培养时间3d，脱菌时抗生素头孢噻肟钠浓度为250mg/L，筛选时卡那霉素浓度为50mg/L。结论：荧光显微镜下观测到绿色荧光细胞团，并用PCR法检测出目的基因条带，证实目的基因EGFP已成功导入胡萝卜细胞并获得表达，转化效率约为10％，转化细胞团发出的荧光强度较弱。
2．EHA105介导转化的方法改进
乙酰丁香酮(AS)不同使用方式下的转化效率，实验结果表明：在固态共培养基中加入AS时其转化率最高，达90％(以细胞团数计算)，且转化体的荧光强度最强；在植物细胞表面上加AS时转化效率约为80％(以细胞团数计算)，
转化体发光强度比固态培养基中加入AS时略弱；在液态培养基中加入AS已在第二章实验过，其转化效率约为10％(以细胞团数计算)，且荧光强度较弱。 结论：在固态培养基中加入As的方法可明显提高转化效率。 采用液态共培养基进行转化实验：通过配制适宜农杆菌与植物细胞共同生长的液态培养基，并利用该液态培养基进行基因转化实验，转化结果显示：所得到的转化体的荧光强度比在固态共培养基中加入AS还要强，其转化效率约为10％。
3．温度与抗生素结合脱菌实验
将共培养后的转化体置于37℃条件下培养3d，取出移至含有头孢噻肟钠(250mg/L)的新鲜培养基上继续培养。结果：脱菌效果明显，EHA105在l8d内能得到有效的抑制，比单独采用抗生素脱菌的抑制效果(抑制时间一般为6-7d)明显增强。
4．单细胞转化及其筛选实验
在含有胡萝卜单细胞的MS液态培养基中加入EHA105菌液，然后将此MS培养液与等体积的MS固态培养基混合，再铺在培养皿上，厚度约2mm，培养皿置于25℃、黑暗条件下培养3d。结果显示：大量小细胞团或单细胞发出绿光，在7cm培养皿(植板率为O.5×10<4>细胞/毫升)细胞中可以观测到约70个绿色荧光亮点。筛选：通过机械的方法将转化的单细胞或小细胞团集中于一起，减少了筛选操作的盲目性，在第一次抗性筛选(20d)后仍有部分绿色荧光细胞团的存在，约占总数的lO％。