植物次生代謝物（plant  secondary  metabolites）是指植物中一大類并非植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的小分子有機(jī)化合物，其產(chǎn)生和分布通常有種屬,、器官組織和生長(zhǎng)發(fā)育期的特異性,。植物次生代謝物種類繁多，化學(xué)結(jié)構(gòu)迥異?，F(xiàn)在,，已知大約有10，000種次生代謝物,，包括酚類,、黃酮類、香豆素,、木脂素,、生物堿、糖苷,、萜類,、甾類、皂苷,、多炔類,、有機(jī)酸等，可分為酚性化合物,、萜烯類化合物,、含氮有機(jī)物三大類。植物次生代謝是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化中對(duì)生態(tài)環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果,，對(duì)植物在其生態(tài)系統(tǒng)中的生存起作用,，如抗蟲、抗病,、異株相克,、吸引昆蟲授粉、與共生微生物相互作用等,。

　　  植物次生代謝物的應(yīng)用,，其歷史悠久，各民族傳統(tǒng)草藥和香料的有效成分大多是植物次生代謝物?，F(xiàn)在,，這些天然產(chǎn)物仍在人的生活中起著重要的作用,，尤其是為醫(yī)藥、輕工,、化工,、食品及農(nóng)藥等工業(yè)的發(fā)展所必不可少的。以醫(yī)藥為例,，至今人們依賴于從植物中提取的重要的藥物就有五十多種,。隨著“重返大自然”的呼聲日益高漲，人們已認(rèn)識(shí)到：現(xiàn)在是從高等植物的次生代謝產(chǎn)物中去尋找,、開發(fā)新藥的時(shí)代,。然而，長(zhǎng)期不當(dāng)采集致使生態(tài)環(huán)境受到破壞,，許多野生植物趨于瀕危,，有些需要特殊環(huán)境的植物人工引種困難。能夠引種栽培的植物要占用大量的農(nóng)田,，加之人工栽培受環(huán)境的制約,，次生物的含量和質(zhì)量不穩(wěn)定。此外,，在通常的情況下,，天然植株中目的次生產(chǎn)物含量過低（如紫杉醇），在對(duì)資源植物有效成分分析的基礎(chǔ)上,，采用化學(xué)合成的方法,，又會(huì)遇到工藝流程復(fù)雜、成本高,、合成過程中形成同分異構(gòu)體及造成環(huán)境污染等許多問題,。近年來，隨著對(duì)植物代謝生理生化及生態(tài)適應(yīng)方面認(rèn)識(shí)的深入,，以及分子生物學(xué)的滲透,，將外源新基因轉(zhuǎn)入植物現(xiàn)在已屬常規(guī)的操作，基因槍轟擊和根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)是最常用的方法,，植物次生代謝分子生物學(xué)研究發(fā)展迅速,。以基因工程大規(guī)模生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物，其具有誘人的前景,。

　　  應(yīng)用次生代謝工程改良植物性狀的可能性有多種多樣：使內(nèi)源性抗性化合物（如植物抗毒素）在高水平上表達(dá),，表現(xiàn)出更高的抗蟲抗病能力，提高產(chǎn)量和質(zhì)量,；在花卉栽培中培育出新的花色,、花香,；提高水果的口感,；降低食品和飼料中有毒成分的含量,；提高有益成分的含量。藥用植物的代謝工程是針對(duì)提高某種重要次生代謝物或者其前體的含量的,，以期解決藥源問題,。紫杉醇是獲得美國(guó)FDA(1992)認(rèn)證的優(yōu)良抗腫瘤藥物。由于紫杉醇結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，化學(xué)全合成步驟多,，產(chǎn)量低，而且成本很高,。目前,，臨床上使用的紫杉醇，主要是從紅豆杉屬植物的樹皮,、枝葉等組織中分離提取獲得的,，也有部分是以紅豆杉組織粗提液中的紫杉烷類物質(zhì)為前體，通過化學(xué)半合成得到,。但是紅豆杉植物生長(zhǎng)緩慢,，紫杉醇的含量非常少，大量砍伐,、毀壞,，會(huì)導(dǎo)致紅豆杉資源趨于枯竭。為尋找紫杉醇及其半合成前體的繼續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)的渠道,，人們紛紛把眼光轉(zhuǎn)向生物技術(shù)方法,，如組織器官培養(yǎng)、細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng),、微生物發(fā)酵等,。闡明紫杉醇生物合成途徑及其調(diào)控機(jī)制，實(shí)施次生代謝工程,，是應(yīng)用生物技術(shù)方法大量生產(chǎn)紫杉醇的重要措施,。為此，各國(guó)科學(xué)家付出艱辛努力尋找新的藥源和替代物,，其中對(duì)紫杉醇生源途徑的研究處于核心地位,。紅豆杉樹皮中紫杉醇的含量為萬分之二，其在國(guó)際市場(chǎng)上售價(jià)為20萬美元/kg,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足市場(chǎng)需求,。如果能夠用基因工程的方法提高其含量，將具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,。