Trong nhiều thếkỷqua, loài người đã dựa chủyếu vào thực vật nhưlà nguồn cung cấp carbohydrate, protein và chất béo làm thực phẩm. Hơn nữa, thực vật cũng là nguồn cung cấp phong phú các hợp chất tựnhiên dùng làm dược phẩm, hóa chất nông nghiệp, hương liệu, chất màu, thuốc trừsâu sinh học hoặc các chất phụgia thực phẩm có giá trị[132]. Những sản phẩm này được biết như là các chất trao đổi thứcấp, được hình thành với một lượng rất nhỏtrong cây (thường nhỏhơn 1% khối lượng khô) và chức năng trao đổi chất chưa được biết đầy đủ. Chúng được xem là sản phẩm của các phản ứng hóa học của thực vật với môi trường hoặc là sựbảo vệhóa học chống lại vi sinh vật và động vật [177]. Những nghiên cứu vềcác hợp chất thứcấp có nguồn gốc thực vật đã phát triển từcuối những năm 50 của thếkỷXX và đến nay có khoảng hơn 80.000 hợp chất thứcấp khác nhau ởthực vật đã đuợc công bố[19], [23]. Theo Tổchức Y tếThếgiới (WHO), có đến 80% dân sốthếgiới sửdụng thảo dược làm thuốc đểchữa bệnh và chăm sóc sức khỏe. Việc khai thác nguồn dược liệu tựnhiên từthực vật đang trởthành một vấn đềquan trọng mang tính toàn cầu và chúng ngày càng được thương mại hóa nhiều hơn. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra hiện nay là nơi sống tựnhiên của các loài cây thuốc đang bịbiến mất nhanh chóng do sựbiến đổi của khí hậu toàn cầu cũng nhưsựkhai thác bừa bãi của con người. Nhưvậy, sản xuất các hợp chất thứcấp thực vật bằng con đường canh tác truyền thống và tổng hợp hóa học sẽcó nhiều hạn chế, khó có thể đáp ứng đủnhu cầu dược liệu ngày càng tăng trong tương lai [188]. Điều này buộc các nhà khoa học cần phải tính đến công nghệnuôi cấy tếbào thực vật nhưmột con đường tiềm năng đểcung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp dược phẩm [106]. 2 Nuôi cấy tếbào thực vật đã được quan tâm nghiên cứu từnhững năm 1950. Nhiều nghiên cứu cho thấy, nuôi cấy tếbào thực vật là một phương thức có hiệu quảtrong sản xuất các hợp chất có hoạt chất sinh học hoặc các chất chuyển hóa của chúng [132]. Ưu điểm của nuôi cấy tếbào thực vật là có thể cung cấp liên tục nguồn nguyên liệu dồi dào đểtách chiết ởquy mô công nghiệp các hoạt chất mà không phụthuộc vào điều kiện tựnhiên [106]; có thểtạo ra các hợp chất mới và chủ động nâng cao khảnăng sản xuất chúng bằng cách thay đổi các điều kiện nuôi cấy [128]; các hoạt chất thu được không bịnhiễm bẩn bởi thuốc trừsâu, diệt cỏ, kháng côn trùng cũng nhưtránh được sựkhông đồng nhất vềnguồn nguyên liệu và những biến động hàm lượng của các sản phẩm thực vật ngoài tựnhiên. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu cũng cho thấy, hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học tích lũy trong tếbào thực vật nuôi cấy in vitrotương đương hoặc cao hơn nhiều lần so với cơquan tích lũy của chúng trong cây ngoài tựnhiên [140], [167]. Đến nay, người ta đã thành công trong sản xuất rất nhiều loại hợp chất có giá trịtheo phương thức này trên qui mô lớn nhưanthraquinone ởcây Rubia akane, vincristine ởcây dừa cạn (Catharanthus roseus), berberin ởcây Coscinium fenustratum, diosgenin ởcây Dioscorea doryophora, taxol ởcác loài thuộc chi Taxus, ginsenoside ởcác loài thuộc chi Panax [163]