植物生物反应器是指通过基因工程途径，以常见的农作物作为“化学工厂”，通过大规模种植生产具有高经济附加值的医用蛋白、工农业用酶、特殊碳水化合物、生物可降解塑料、脂类及其它一些次生代谢产物等生物制剂的方法。随着新功能基因的分离、克隆以及各种农作物高效表达技术平台的逐步建立，在今后15至20年内，将会有相当数量的高新生物技术产品不断涌现并与消费者见面。这种“分子农业”的出现及普及将会对我国现有的农作物种植结构产生显著影响，对增强我国农产品的竞争能力、极大的提高农民的收入以及维护农业的可持续发展具有重要意义。同时，也有利于形成新的产业链，培育出较大的产业集团。

    一、 国外植物生物反应器研究概况

    与石油和煤炭等矿物不同，植物是一种多样化、低成本和可再生的生物资源。植物通过自身光合作用积累的各类生物大分子，如碳水化合物、纤维素、蛋白质和脂肪酸等,不仅为人类和动物提供了赖以生存所需要的各种食物，同时还提供了大量非食用性的化工产品。而生物技术特别是在基因工程研究领域内的快速进展则使人类进一步拓宽了植物的应用范围。国外发达国家特别是美国采用植物生物反应器这种“分子农业”的方法，已经成功地生产出多种高新生物技术产品，包括特殊的饱和或不饱和脂肪酸、改性淀粉、环糊精或糖醇、次生代谢产物、工农业用酶以及一些高经济附加值的药用蛋白多肽，一些研究机构和公司已经开始从这些产品生产中获得巨大的经济效益(见附件1)。

    在植物生物反应器研究中，最受人们关注同时研究进展也最快的是生产各种疫苗用的抗原蛋白。病毒和细菌性传染病是威胁全球人类健康及生活质量最重要的因素之一，自古以来，人们就不断寻求各种方法对付这些传染性疾病。1778年，英国人Jenner首次发现人接种牛痘可预防天花病毒传染，在此后的时间里，疫苗已被证明是对付传染性疾病特别是病毒性传染病最为经济和有效的方法。

    现在，人们通过接种疫苗已完全根除了天花，并在全球范围内基本控制了脊髓灰质炎、狂犬病、破伤风、白喉、百日咳和乙型脑炎等多种病毒及细菌性传染病的发生和传播。疫苗的形式也由菌体疫苗发展到亚单位疫苗(Subunit vaccine)，甚至还产生了DNA疫苗。但是，目前人们使用的疫苗还主要是通过微生物发酵或动物细胞组织培养获得的，需要复杂的生产设备，生产工序繁琐 ......