Культивируемые клетки, как правило, сохраняют способность к синтезу вторичных метаболитов, которые свойственны данному виду растений и ради которых растения возделываются человеком. В первую очередь это относится к лекарственным растениям и продуктам их биосинтеза, необходимым для медицины:
- алкалоидам,
- стероидным соединениям,
- гликозидам,
- эфирным маслам и т. п.
Клеточные культуры растений также способны синтезировать различные классы вторичных метаболитов:
- терпены и терпеноиды,
- полифенолы,
- полисахариды,
- натуральные красители (пигменты),
- пряности (включая подсластители),
- инсектициды,
- воска,
- витамины.
Список все время пополняется как традиционными, так и необычными соединениями вторичного метаболизма, а также продуктов биотрансформации с помощью культивируемых клеток.
Культура клеток растений должна выдерживать конкуренцию по сравнению с традиционным растительным сырьем (дикорастущим или выращиваемым на плантациях) и микробиологическим синтезом. При этом следует учитывать:
- уменьшение промышленных запасов дикорастущих растений,
- сложность перевода их на полевое выращивание.
Значение культуры клеток возрастает также в связи с тем, что 25 % всех применяемых в медицине лекарственных препаратов содержат соединения растительного происхождения. Следует учитывать и потребности пищевой, парфюмерной промышленности, сельского хозяйства.
Биомассы клеток растений получают в стерильных условиях в биореакторах большого объема. Преимуществами клеточных культур по сравнению с традиционным растительным сырьем, выращиваемым на плантациях являются:
- получение экологически чистых растительных продуктов независимо от климата, сезона, погоды, почвенных условий;
- высокие скорости получения биомассы при оптимизации условий выращивания;
- более высокое по сравнению с интактным растением содержание нужного продукта в биомассе при использовании штамма-сверхпродуцента;
- возможность полной автоматизации процесса;
- сохранение пула генов редких и исчезающих растений-продуцентов метаболитов для промышленности.