一、生物技術(shù)對于茶葉生產(chǎn)發(fā)展的意義
優(yōu)良品種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生存與發(fā)展的根本基礎(chǔ)
20世紀即將過去，新的一個世紀正在向我們招手。在這世紀之交的時刻，回顧本世紀全球農(nóng)業(yè)的發(fā)展過歷程，可以看到，自二次大戰(zhàn)以來，農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了機械化、化學(xué)化和良種化三次發(fā)展浪潮，使得在許多國家，農(nóng)業(yè)已經(jīng)由低生產(chǎn)力、低科技水平、低產(chǎn)出的的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)邁入了以生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)化、生產(chǎn)工具機械化和生產(chǎn)組織社會化為特征的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。因此，在即將到來的新世紀中，擺在中國及至全球茶葉持業(yè)面前的艱巨任務(wù)就是奮起直追，使茶葉生產(chǎn)能夠盡快邁入現(xiàn)代化行列。
全世界目前約有58個產(chǎn)茶國家，但其中只有十幾個國家的茶園年產(chǎn)量能超過1500公斤/公頃。在約2，500，000公頃的茶園中，許多是生產(chǎn)力較低的老茶園，不僅產(chǎn)量低，品質(zhì)也較差。例如中國擁有大約110萬公頃茶園，約占全世界茶園總數(shù)的40%，但其中可能只有不到25%的茶園栽種的是經(jīng)過改良的無性系品種，其它多數(shù)茶園種植的仍是參差不齊的群體種，其生產(chǎn)力均在不斷地下降。因此中國茶園的平均產(chǎn)量只有大約500~600公斤/公頃，比世界平均低很多。茶葉生產(chǎn)的這種低產(chǎn)率低品質(zhì)使生產(chǎn)成本增加，經(jīng)濟效益降低，阻礙了茶葉生產(chǎn)的繼續(xù)發(fā)展。除此之外，大量使用化學(xué)農(nóng)藥抵御病蟲害不僅污染環(huán)境，也增加了生產(chǎn)的成本。如每年因蟲害造成的損失可能達到總產(chǎn)出的10%~30%，也就是說，蟲害有可能使每畝茶園每年減少30~90元的凈利潤。而進行蟲害防治，每畝茶園每年又投入60~90元的農(nóng)藥與勞力。如果培育出抗蟲品種來更新茶園，則這些損失與投入都可能轉(zhuǎn)化為利潤，使收入提高90~180元/畝/年。在產(chǎn)量方面也是如此，每增加10%的產(chǎn)量就有可能使每畝茶園的凈利潤至少提高30~5元。至于優(yōu)質(zhì)品種對于生產(chǎn)效益的促進更是有目共睹。所有這些都說明，用更好的品種有更高的產(chǎn)量、更好的品質(zhì)、更強的抗病蟲性能和抗逆性能的品種來更新茶園，是使茶葉生產(chǎn)擺脫低迷、獲得長足發(fā)展的事半功倍聽根本方法。
生物技術(shù)是使茶樹育種擺脫困境的一條新途徑
然而，茶樹育種研究的現(xiàn)狀卻不能令人十分滿意，常規(guī)育種方法在茶樹上應(yīng)用趕來存在困難，不僅費時費力，而且效率很低。這主要是由于茶樹的特殊情況所導(dǎo)致的。首先，茶樹是多年生植物，生育周期太長。比如對于水稻來說，一年可以繁育兩至三季，而茶樹卻需要4~5年來讓一株扦插苗長大。因而在育種過程中，水稻育種研究半年就可以完成的工作在茶樹上就可能需要4~5年。其次，茶樹的結(jié)實率太低，只有3~15%，茶樹又自交不結(jié)實，得不到純系，使其它植物中常用的雜交育種方法在茶樹上幾乎失去用武之地，這些都使常規(guī)育種方法不能很好地用于茶樹育種研究。億以茶樹育種至今仍以單株選育為主，阻礙了茶樹育種研究進展。
植物生物技術(shù)的發(fā)展為茶樹育種擺脫困境提供了另一種解決途徑。生物技術(shù)是新近發(fā)展起來的生命科學(xué)，包括了許多的他支。從之義上說，生物技術(shù)包括基因工程、細胞工程、酶工程、微生物工程和生物化學(xué)工程等分支學(xué)科。而狹義的植物生物技術(shù)可以從其研究對象上分為三個層次，即分子水平上的植物基因工程技術(shù)，包括基因的克隆和基因的轉(zhuǎn)移；細胞及亞細胞水平上的植物細胞工程技術(shù)，包括突變細胞系的篩選、原生質(zhì)體融合與體細胞雜交、植物細胞有大量培養(yǎng)與次生代謝物的生產(chǎn)等等；以及器官水平上的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，包括花藥培養(yǎng)與單倍育種、胚培養(yǎng)與胚挽救、快束繁殖與人工種子技術(shù)和室內(nèi)種質(zhì)保存等等。
植物生物技術(shù)可以創(chuàng)造具有新性狀的茶樹新品種，也可以用于設(shè)法將兩個品種的優(yōu)良特性結(jié)合在一起，或?qū)⑵渌鼇碓吹男逻z傳特性導(dǎo)入茶樹。例如，我們可以運用基因工程技術(shù)將抗蟲基因轉(zhuǎn)入茶樹之中，使茶樹自身具有抵抗蟲害的能力，以減少每年因蟲害造成的損失和施用農(nóng)藥的巨大開支。在棉花等作物中，已經(jīng)通過生物技術(shù)方法育成了巨大開支。在棉花等作物中，已經(jīng)通過生物技術(shù)方法育成了這類抗蟲品種，媽得了很好的效益。又如，在深入了解了茶樹次生代謝機制的基礎(chǔ)上，可以用基因工和工程技術(shù)對茶樹進行遺傳操作，針對不同茶類部育出不同的適制品種。采用生物技術(shù)，可以在大縮短育種的周期，因為生物技術(shù)與常規(guī)技術(shù)的不同之處在于操作象的不同，生物技術(shù)面對的是單個細胞，而常規(guī)技術(shù)的實施要在整株的水平上進行曲。細胞可以在幾周、幾個月內(nèi)繁殖多代，而茶樹卻卻需幾的睥時間來長大。細胞培養(yǎng)沒有季節(jié)的限制，不會場因等待開花等待發(fā)芽而耗費幾個月的時間，同時，它們對空間的要求也有很大差異一毫升的培養(yǎng)液就可以培養(yǎng)幾萬個細胞，而種植必萬株茶樹就可能需要一公頃的土地，其次，對大批量的細胞進行篩選、誘變等處理也比對大片的茶樹進行處理容易得多。如果茶樹生物技術(shù)研究媽取得突破，并與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合，互相取長補短，可使茶樹育種研究效率更快，取得真正突破性的進展，培育出新一代的茶樹品種。
二、生物技術(shù)可以為茶葉生產(chǎn)的了展帶來什么
加速茶樹新品種的培育與推廣
培育與推廣茶樹新品種的困難之一就是速度太慢。一個茶樹新品種的培育可能會耗時二三十年或更久，這就使得用培育新品種的方法來解決生產(chǎn)成為一種難題。這一困難可以采用一種稱為快速無性繁殖，或微繁殖的技術(shù)來加以克服。這種微繁殖技術(shù)實際情況際就是在人工無菌條件下的微型扦插技術(shù)。這種方法的最大特點，就是可以用盡可能少的植物材料，在有限的時間內(nèi)獲得大量的植株。比如說，用一個插穗或芽頭，在一年或兩年的時間內(nèi)，繁殖出成千上萬株茶苗來。
與常規(guī)扦插繁殖方法不同的是，微繁殖不是將插穗扦插在泥土中，而是插在培養(yǎng)材料上進行培養(yǎng)。培養(yǎng)基中含有各種各樣的礦質(zhì)元素和有機添加物以滿足生長的營養(yǎng)需要，并添加了各種激素來調(diào)節(jié)培養(yǎng)物的生長。在培養(yǎng)基上，最初的芽會先萌發(fā)成一個枝條，然后在其基部又會不斷有新的芽形成。這樣大約經(jīng)過1~2月，從一個芽頭上會形成有十多個芽頭的叢生芽。然后再將它們分離開來，每一個芽頭都可用作新的培養(yǎng)起始物，來誘導(dǎo)新一輪的芽增殖。這樣不斷重復(fù)的培養(yǎng)，可以在一年內(nèi)用20平方米的培養(yǎng)室生產(chǎn)出上百萬的小植株來。
微繁殖技術(shù)的一個培養(yǎng)周期只需1~2個月，且每個培養(yǎng)體在一個周期都能繁殖幾倍至幾十倍，所以它的繁殖效率大大高于一般的常規(guī)繁殖方法。但它因為需耗用大量的培養(yǎng)基并且是在人工條件下，所以微繁殖的成本比起常規(guī)扦插方法來要高一些。目前主要用于繁殖一些經(jīng)濟價值較高的觀賞植物和園藝作物，以及一些難以繁殖或繁殖速度極低的植物，比如蘭花。
在茶葉生產(chǎn)上，雖然目前常用的扦插繁殖方法要占用大量的土地為母本園和苗輔，但扦插繁殖的成本仍然較低，因此微繁殖技術(shù)替代生產(chǎn)上的常規(guī)繁殖方法在經(jīng)濟上可能仍然不很合算。但扦插繁殖方法的繁殖率較低，因此如果需要繁殖的材料其母本很少，就會需要很長的時間才能繁殖到一定的規(guī)模，常規(guī)方法的缺瞇就暴露出來了。
在某些情況下，植物的原始材料可能是非常非常之少的。比如，剛用某種育種方法得到了一個具有新的遺傳性狀的植株，如果是單株選育，可能得到的材料只有一株茶樹；如果是基因工程，得到的可能只是一株試管苗，這時急需的是迅速擴大群體以便進一步深入研究，使其能發(fā)展成為一個新的品種。又如，一個新的品種剛育成，這時需要快速繁殖至一定的規(guī)模，以便于早日應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。在這些情況下，微繁殖技術(shù)就可以大顯身手了。
為便于分析，假設(shè)在極端情況下可用于繁殖的起始材料只是一個插穗。在這種情況下，用常規(guī)方法進行繁殖需要1~2年使其長成一株小茶樹，再茶3左右的時培育成為母本茶樹。這時從這株茶樹大約可以得到60~70個扦穗用于扦插。經(jīng)過又一年扦穗萌發(fā)成小苗，移栽后又需3~4年長成茶樹以便進一步扦插。然后從這些茶樹上，大約可以得到4000~5000個插穗用于又一輪的扦插。為得到4000~5000株苗，可能需要8~10年的時間。
但如果采用微繁殖技術(shù)，1~2個月的時間就能形成一株無菌苗，再用1~2月的時間就能得到一瓶叢生苗。經(jīng)過不斷的繼代培養(yǎng)，只需2年左右的時間就能得到4000~5000株植株。因此使用微繁殖技術(shù)可以加速育種研究中珍稀材料的增殖過程，使改良品種可以提早6~7年投入生產(chǎn)，加速優(yōu)良無性系的推廣進程。
任何一項技術(shù)的成本都取決于它能否實用。在通過情況下，可用于繁殖的茶樹枝條幾乎沒有限制，而一株插穗繁殖的小苗的價格可能只有0.1元左右，因此采用微繁殖方法來繁殖茶要也許并不經(jīng)濟。但在類似上述的特殊情況下，由于可用于繁殖的起始材料太少而使繁殖一定規(guī)模種群的時間過長，采用微繁殖技術(shù)就可以節(jié)省下寶貴的數(shù)年時間。那么微繁殖所帶來的成本升高可能只需1~2年的生產(chǎn)利潤就可補償。
微繁殖是茶樹生物技術(shù)中吸引了最多的注意力。起步最早，取得的成就也最大的一個方面。根椐我們已有的知識，對一優(yōu)異的茶樹無性系利用微繁殖技術(shù)進行快速繁殖已經(jīng)成為可能。雖然在茶葉生產(chǎn)中，由于成本較高，目前微繁殖技技術(shù)尚未成為茶樹繁殖的主要方法。但這一技術(shù)具有的高增殖率和無性系快速克性隆能力仍使它對茶葉生產(chǎn)的發(fā)展會有很大的意義。
徹底改變茶樹的繁殖與播種方式
扦插繁殖是茶樹栽培史上一項極為重要的技術(shù)進步，它使得茶樹的良種化成為現(xiàn)實，整齊一致的無性系茶園極大地提高了茶葉生產(chǎn)的產(chǎn)量與品質(zhì)。但扦插繁殖方法仍有其不可克服的缺點。它不僅需要大片土地作為母本園和苗圃，而且在苗木的貯存與運輸方面困難較多，尤其在苗木繁育地和種植地相距較遠時，增加了茶苗工廠化生產(chǎn)和運輸?shù)睦щy，加大了茶苗的生產(chǎn)成本。
人工種子技術(shù)是有望解決這一問題的新途徑，它是建立在體細胞胚胎技術(shù)和微繁殖技術(shù)基礎(chǔ)上的一項新技術(shù)。體細胞胚胎就是人工誘導(dǎo)出來的類似胚胎的結(jié)構(gòu)體。在通常的種子胚形成過程中，卵細胞先由花粉受精，受精卵再通過心形胚、魚雷形胚等一系列過程發(fā)育成為一顆成熟的種子。但在體細胞胚胎發(fā)生過程圖中，卻沒有這樣的受精過程，一個來自莖或葉等類似組織器官的體細胞能被直接誘導(dǎo)成胚一樣的結(jié)構(gòu)。然后它能和受精卵一樣通過心形胚、魚雷形胚等發(fā)育階段形成一個成熟的胚，并最終成為一株完整的植株，使茶樹能以比克隆羊高出成千上百倍的效率進行無性繁殖。
人工種子就是將體細胞胚或微繁殖得到地試管苗用含各種營養(yǎng)成分和農(nóng)藥等化學(xué)成分的膠囊包裹起來，形成一種類似種子的結(jié)構(gòu)，然后再用外皮將它包起來以防止機械損傷，用于包裹胚的膠囊就起了類似于天然種子中胚乳的作用。
人工種子技術(shù)有許多突出的優(yōu)點。首先，它的效率和繁殖率大大高于通常的扦插方法。采用扦插方法時，從一株茶樹上可能可以得到60~70個插穗從而繁殖出60~70株植株。而采用人工種子技術(shù)，理論上每個培養(yǎng)細胞都可誘導(dǎo)出一個體細胞胚，進而形成一顆人工種子，而1ml培養(yǎng)基中就可能有10，000~100，000個細胞，所以體細胞胚胎技術(shù)的增殖率是非常非常高的。例如，胡蘿卜人工種子的生產(chǎn)中，20天內(nèi)能生產(chǎn)出1千萬個體細胞胚并進一步被包裹成人工種子。
其次，人工種子既象扦插苗一樣能保持原有品種的優(yōu)良特性，又和種子一樣能很方便地貯存與運輸，并且它可以用生物反應(yīng)器進行工業(yè)化的生產(chǎn)，并進一步可以采用機械化播種。
茶樹上目前已有一些人工種子生產(chǎn)方面的研究，但總的來說這項技術(shù)還遠未成熟，在能夠投入生產(chǎn)實踐之前仍有大量的工作待做。
在室內(nèi)保存各種各樣的茶樹品種資源
前面提到的微繁殖技術(shù)的另一項可能用途就是建立一個室內(nèi)的茶樹基因庫。茶樹的遺傳資源是非常豐富的，在每個不同的原始種內(nèi)甚至單個植株間都可能存在遺傳上的差異，都會有其不同的特點或長處。這些差異對于育種工作者來說是非常珍貴的。但隨著持續(xù)不斷的茶園良種化改造，它們逐漸被整齊劃一的無性系所替代。中國還有許多樹齡幾百年的野生大茶樹，它們對于茶樹的育種與遺傳研究也非常的重要。一旦遭受自然災(zāi)害，這些珍貴資源的損失將是不可挽回的。建立一個室內(nèi)基因庫就是在人工條件下培養(yǎng)這些茶樹的試管苗，使其盡可能緩慢地生長，以達到保存資源的目的。室內(nèi)基因庫與室外的資源圃相比具有以下優(yōu)點：1）節(jié)省土地，10平方米培養(yǎng)室即可保存約750個不同材料，相當(dāng)于15畝資源圃的保存量；2）避免自然災(zāi)害造成的損失；3）最便利的是它可以保存當(dāng)?shù)厣L的材料；4）省卻肥料，灌溉，農(nóng)藥等開支；此外它還便于種質(zhì)的異地交流，方便在生物技術(shù)等各種研究中對這些遺傳資源的分析利用。
將兩個品種的優(yōu)良特性組合在一起
雜交育種是將兩個品種各自的優(yōu)良特性組合在一起的常用育種方法，如將一個品種的高產(chǎn)性狀與另一個品種的抗病特性結(jié)合起來，創(chuàng)造一個既高產(chǎn)又抗病的新品種。但茶樹因為結(jié)實率太低，常常得不到雜交種子，給茶樹的育種研究帶來很大困難，這也是為什么茶樹育種至今仍停留在單株選育水平上的原因。胚培養(yǎng)就是生物技術(shù)各種中用來解決這一問題的一個方法。胚培養(yǎng)就是將雜交后尚未成熟的胚從種皮中取出，將其置于培養(yǎng)基上，為其提供各種必要的營養(yǎng)與其它需求，在人工條件下加以精心培育，使其避免夭折，促進其萌發(fā)成正常植株。茶樹的胚培養(yǎng)已經(jīng)獲得成功，要解決的問題是盡量提早培養(yǎng)的時間，如能將越冬前的幼胚培養(yǎng)成功，則用于實踐才更為現(xiàn)實。
生物技術(shù)中用來替代雜交育種方法，即是不同品種各自的優(yōu)異狀結(jié)合在一起的體細胞雜交。體細胞雜交就是將兩個不同品種來源的細胞設(shè)法融合在一起，再通過人工的培養(yǎng)促使這一融合后的細胞發(fā)育成為一株完整的植株，進而成為一個具有兩品種各自優(yōu)良性狀的新品種。因為這一方法利用的是莖、葉等營養(yǎng)體組織來源的細胞，而不是生殖細胞，因此稱它為體細胞雜交。
但植物細胞與動物細胞不同的是，在植物細胞周圍有一層堅硬的細胞壁包裹著，這種天然的壁壘阻礙了細胞間的相互融合。解決這一問題的方法是用酶處理等手段去除細胞的細胞壁，用這種方法大量獲得的沒有細胞壁的裸露細胞稱為原生質(zhì)體，它們是真正分離的單個細胞，更易于對其進行各種生物工程操作。
體細胞雜交技術(shù)在茶樹上有其獨特的意義，如果茶樹的體細胞雜交研究能夠成功，就可以大規(guī)模地將現(xiàn)有的茶樹品種進行相互雜交試驗，培育出綜合各品種優(yōu)良性狀的新一代茶樹品種。
創(chuàng)造從未有過的茶樹新特性
如上所述，當(dāng)兩個品種各自有一個我們所希望的優(yōu)良性狀時，可以用雜交的方法將其組合在一起。但如果所有的品種中都找不到我們所希望的性狀時怎么辦？這時就要用誘變的方法來獲得突變體。誘變就是用輻射等物理方法或者用施用化學(xué)藥品的化學(xué)方法來誘導(dǎo)植物在基因水平上產(chǎn)生變化，從而獲得具有新的性狀的突變體。并不是所有這樣的突變體都是有益的，有些突變體會死去，有些反而產(chǎn)生一些不良的影響，但它們之中確實有可能產(chǎn)生一些我們所需要的變化，比如產(chǎn)量更高、某一品質(zhì)更好或?qū)τ谀撤N病害有更佳的抗性。我們的任務(wù)就是從大批的植株中找出這些有用的突變體并加以繁殖、評估和利用。
發(fā)生這種有用的突變的概率是很低的，會迫使你使用一個很大的群體來進行這種誘變與篩選。這樣大量的土地和勞力就被浪費在種植這些被誘變的待篩選植株上，如果正在進行研究的是一個象茶樹一樣的多年生植物，困難就會更多一些，因為這種植物生長得實在太慢了。
如果采用培養(yǎng)的細胞來代替完整的植株進行這種誘變試驗，工作強度就會減輕許多，因為處理大批的細胞應(yīng)該比處理大批田間種植的植株容易得多。因此，生物工程方法的突變體誘導(dǎo)、篩選與常規(guī)方法非常相象，只是處理對象是細胞而不是植株。當(dāng)誘變處理后，部分細胞因為致死突變而不能存活，另一部分細胞則會存活下來，下一步的工作就是從這些細胞中選出我們所希望的突變，設(shè)法使突變的細胞重新成為完整植株并加以繁殖，以創(chuàng)造一個新的優(yōu)良品種。這種突變細胞系的篩選研究在別的一些作物上經(jīng)常可見，但在茶樹上至今仍未有報道，主要的原因就是大茶樹上使細胞重新成為植株的技術(shù)仍不過關(guān)，因而無法使誘變的細胞重新生成植株，使這一技術(shù)的應(yīng)用受到了限制。
以前所未有的效率創(chuàng)造抗蟲、抗病或高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新品種
隨著世界對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)需求的大幅度提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上迫切需要大批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強的作物新品種。常規(guī)育種雖然在農(nóng)作物產(chǎn)量提高和品質(zhì)改良方面取得了很大成績，但它存在兩個難以克服的難題：其一是遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移難以突破物種隔離，使優(yōu)良種質(zhì)資源的利用受到限制。比如你沒法用常規(guī)的方法將一條魚的抗寒特性轉(zhuǎn)移到茶樹之中。其二是由于基因的連鎖難以打破，育種效率不易提高。而在七十年代中后期誕生并迅速發(fā)展的植物基因工程，已在植物抗病、抗蟲、抗除草劑和作物品質(zhì)改良等幾個方面取得了很大的成就，獲得了一大批基因工程植物（又叫轉(zhuǎn)基因植物）。這些植物有的已進入了大田試驗，有的已經(jīng)逐漸投產(chǎn)，使得按人們的愿望定向地改造農(nóng)作物成為了現(xiàn)實。
基因工程是在分子水平上對植物進行的完全定向的改造。在這種改造中，能夠使植物具有我們希望的某種性狀的基因，比如抗蟲基因，一般有兩個來源：或者是從其它的植物，甚至動物、微生物中找到后將其分離出來，或者是通過人工合成方法得到。然后通過采用基因槍或質(zhì)體介導(dǎo)的方法將其導(dǎo)入希望改良的植物體內(nèi)，并使其在植物體內(nèi)得到表達，使該植物獲得我們所希望的一種新的性狀，比如抗蟲性或抗旱性等等。因此基因工程的一大特點是需要多學(xué)科、多層次的交叉合作，比如抗蟲或抗病基因工程需要植物保護專家、植物病理專家先研究蟲害或病害的機理，分子生物學(xué)家找到能夠拮抗害蟲或病害的基因，然后才可能分離出該種基因進行基因的轉(zhuǎn)移；而作物品質(zhì)基因工程則需要植物生物化學(xué)家和植物生理學(xué)家先研究提高作物品質(zhì)的生化和生理機制，然后才能有的放矢地進行基因的分離與轉(zhuǎn)移研究。植物基因工程是高效率地創(chuàng)造嶄新的生物物種新技術(shù)，在農(nóng)作物改良上的潛力非常巨大，使植物育種研究進入了一個嶄新的階段。
植物基因工程在茶樹上應(yīng)用將使茶樹的育種研究發(fā)生飛躍，進入一個嶄新的時期。但茶樹上的基因工程研究工作至今極為罕見，只有屈指可數(shù)的幾篇報道表達了非常粗淺的探索。其主要原因仍是在使基因轉(zhuǎn)移后的茶樹細胞重新形成植株方面未能取得實用性的突破，被導(dǎo)入了基因的材料不能夠恢復(fù)成完整的植株，同時，茶樹的分子遺傳學(xué)與分子生物學(xué)研究也十分薄弱，基因轉(zhuǎn)移研究缺乏足夠的知識基礎(chǔ)。
用細胞培養(yǎng)方法生產(chǎn)有用的天然產(chǎn)物
高等植株大多含有許多有用的天然產(chǎn)物，可以作為藥物原料，食品添加劑或化妝品原料等等。目前日見匱乏的植株資源，不斷上漲的勞動力價格和其它的一些因素使直接從植株中提取這些天然產(chǎn)物的困難越來越大，促進了利用植物培養(yǎng)細胞來生產(chǎn)天然產(chǎn)物的研究。相比較而言，植物細胞培養(yǎng)可以不受氣候、自然災(zāi)害等環(huán)境因素的影響，也不受地域條件的限制，可以在任何季節(jié)、任何地點進行生產(chǎn)。五十年代以來，這方面的研究日益豐富，取得的進展也越來越大。
茶樹是一種富含多種次生代謝產(chǎn)物的植物。茶氨酸、茶多酚等物質(zhì)的形成與積累是茶樹細胞的重要特征，它們之中的許多成分在食品與醫(yī)藥行業(yè)中會有很重要的應(yīng)用。在茶樹培養(yǎng)細胞中，已經(jīng)證實有多種次生代謝產(chǎn)物存在，如咖啡堿，茶堿，茶氨酸，兒茶素等。兒茶素是茶樹中一類較重要的次生代謝產(chǎn)物，目前的研究表明，雖然培養(yǎng)細胞中的兒茶素組成與茶樹植株中有所不同，但通過培養(yǎng)條件的改進，其含量可有較大的提高。考慮到成本與價格的因素，如果茶樹培養(yǎng)細胞能夠產(chǎn)生一些較為稀有的黃酮類物質(zhì)，可能會是較易實現(xiàn)商品化的產(chǎn)品。
總的來說，大部分的植物生物技術(shù)都是為育種服務(wù)的。如果能將其應(yīng)用于茶樹育種，可以極大地提高茶樹育種研究的效率，更快地培育出有革命性改良的茶樹新品種。但遺憾的是，由于投入不夠，茶樹生物技術(shù)的許多研究目前都止步不前，遠遠落在了其它許多作物的后面。因此在目前這種狀態(tài)下，一方面，茶樹的育種研究工作者應(yīng)該設(shè)法將常規(guī)的育種方法與某些生物技術(shù)方法結(jié)合起來，盡力縮短茶樹育種的周期，另一方面，應(yīng)該加強茶樹生物技術(shù)的研究，使其能夠早日在育種研究上實用化。但是，生物技術(shù)是建立在其它學(xué)科的知識基礎(chǔ)上，只有在深入進行了茶樹的生化學(xué)、生理學(xué)、發(fā)育學(xué)等科學(xué)的研究基礎(chǔ)上，在對各品種茶樹特性有深入了解的基礎(chǔ)上，茶樹生物技術(shù)的研究才有可能有明確的目標(biāo)方向；只有對茶樹進行了深入的遺傳學(xué)、分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)上，茶樹生物技術(shù)研究也才有可能有的放矢地進行。生物技術(shù)研究是一個牽涉多學(xué)科的工程，需有大批有各學(xué)科精深知識的研究人員的合作努力，有渾厚的物質(zhì)力量的支持，才有可能取得突破性的進展。