目錄
前言
緒論 植物基因工程概述 1
1 植物基因工程的定義 1
2 植物基因工程的研究發(fā)展歷史 2
2.1 植物基因工程理論形成期 2
2.2 植物基因工程的問世期 3
2.3 植物基因工程的發(fā)展期 4
3 植物基因工程的理論基礎及技術路線 4
3.1 理論基礎 4
3.2 植物基因工程的技術基礎 5
3.3 植物基因工程的技術路線 5
4 植物基因工程研究的內容 6
4.1 植物基因工程的基礎理論研究 6
4.2 植物基因工程的應用研究 6
5 植物基因工程的發(fā)展前景 7
復習題 8
名詞解釋 8
問題 8
第一篇 植物基因分子生物學
第1章 植物基因組的結構功能及特點 10
1 植物基因組與基因組學的基本概念 10
1.1 植物基因組的定義 10
1.2 基因組學的概念 10
2 植物基因組的結構特點 11
2.1 植物基因組的大小與C值復雜性 11
2.2 植物基因組的簡單序列 11
2.3 植物基因組的重復序列 11
2.4 植物基因組的多態(tài)性 13
2.5 植物基因組的密碼偏愛性 13
3 植物細胞三套基因組的結構功能 14
3.1 植物細胞核基因組的結構特點 14
3.2 植物線粒體基因組的結構特點 14
3.3 植物葉綠體基因組的結構特點 15
3.4 植物細胞三套基因組的結構功能比較 15
4 植物細胞三套基因組的遺傳關系 16
4.1 三套基因組的混源DNA 16
4.2 葉綠體中蛋白質的基因編碼及核質調控 16
4.3 線粒體中蛋白質的基因編碼及核質調控 17
4.4 植物細胞三套基因組之間的相互調控 17
復習題 18
名詞解釋 18
問題 18
第2章 植物基因的分子結構功能及特點 19
1 植物細胞核基因的分子結構功能及特點 19
1.1 植物細胞核基因的基本結構 19
1.2 植物細胞核基因的分子結構特點 19
1.3 植物細胞核基因的功能及類型 22
2 植物葉綠體基因的分子結構功能及特點 22
2.1 葉綠體基因的基本結構 22
2.2 葉綠體基因的分子結構特點 22
2.3 葉緣體基因表達調控特點 23
3 植物線粒體基因的分子結構功能及特點 23
3.1 線粒體基因分子結構特點 23
3.2 線粒體基因的表達調控特點 24
4 植物核基因、葉綠體基因和線粒體基因結構功能的比較 24
復習題 25
名詞解釋 25
問題 25
第3章 植物基因的表達調控特點 26
1 植物基因表達在染色質水平上的調控特點 26
1.1 植物染色質MAR的調控 26
1.2 DNase I超敏位點的調控 27
1.3 DNA甲基化對基因表達的調控 27
2 植物基因表達在轉錄水平的調控特點 27
2.1 轉錄因子調控 27
2.2 增強子、沉默子及Kozak序列調控 28
3 植物基因轉錄后水平的調控特點 28
3.1 選擇性剪接 28
3.2 小分子RNA的調控特點 28
4 植物基因翻譯水平的調控特點 29
4.1 調控因子的磷酸化和脫磷酸化調節(jié) 30
4.2 前導序列調控 30
4.3 移碼和選讀 30
5 翻譯后水平調控特點 30
5.1 多肽鏈折疊調控 30
5.2 肽鏈的修飾調控 30
5.3 蛋白質的降解 31
復習題 32
名詞解釋 32
問題 32
第4章 植物基因變異分子生物學 33
1 植物基因組變異 33
1.1 染色體組的倍性變異 33
1.2 同源染色體配對錯誤性變異 33
1.3 有性雜交基因重組變異 33
2 植物基因變異 33
2.1 DNA損傷 33
2.2 基因突變 35
3 植物DNA損傷、突變及修復重組 36
3.1 直接修復 36
3.2 切除修復 36
3.3 錯配修復 36
3.4 雙鏈斷裂修復 37
3.5 跨損傷DNA合成 37
4 植物基因變異的生物學效應及其應用 37
4.1 性狀改良 37
4.2 新品種培育 38
5 植物轉基因與基因變異的同理性分析 38
復習題 38
名詞解釋 38
問題 38
部分近期參考文獻 39
第二篇 植物基因工程的目的基因
第5章 抗植物蟲害基因及其應用 42
1 微生物來源的抗蟲基因及其應用 42
1.1 加基因 42
1.2 膽固醇氧化酶基因 44
1.3 營養(yǎng)殺蟲蛋白基因 44
1.4 其他微生物來源的抗蟲基因 44
2 植物來源的抗蟲基因及其應用 45
2.1 蛋白酶抑制劑基因 45
2.2 植物凝集素基因 46
2.3 淀粉酶抑制劑基因 47
2.4 系統(tǒng)肽基因 47
2.5 其他植物來源的抗蟲基因 47
3 動物來源的抗蟲基因及其應用 48
3.1 星蟲特異性神經毒素基因 48
3.2 其他動物來源的抗蟲基因 48
4 非蛋白質類殺蟲劑調控基因 48
5 抗蟲基因的互補和協(xié)同作用 49
復習題 49
名詞解釋 49
問題 49
第6章 抗植物病毒基因及其應用 50
1 病毒基因及其應用 50
1.1 病毒基因介導的抗性機制 50
1.2 cp基因及其應用 50
1.3 非病毒結構基因及其應用 52
1.4 缺陷干擾RNA 53
1.5 病毒衛(wèi)星RNA 53
1.6 核酶基因 53
2 植物體內的抗病毒基因及其應用 54
2.1 病程相關蛋白基因 54
2.2 核糖體失活蛋白基因 54
2.3 其他植物內源基因 55
3 干擾素基因及其應用 55
3.1 干擾素的抗病毒原理 56
3.2 干擾素基因的應用 56
4 抗體基因及其應用 56
4.1 抗體基因的抗病毒原理 56
4.2 抗體基因在植物中的應用 56
復習題 57
名詞解釋 57
問題 57
第7章 抗植物真菌病害基因及其應用 58
1 抗菌物質相關基因及其應用 58
1.1 植物抗毒素（植保素）基因及其應用 58
1.2 核糖體失活蛋白基因及應用 58
1.3 多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因及其應用 59
2 病程相關蛋白基因及其應用 59
2.1 病程相關蛋白種類 59
2.2 病程相關蛋白基因及其應用 59
3 植物抗真菌病R基因及其應用 62
3.1 植物抗真菌病R基因的作用機理 62
3.2 植物抗真菌病R基因功能及應用策略 63
3.3 植物抗真菌病R基因及其應用 63
4 植物系統(tǒng)獲得性抗性的抗病基因及其應用 64
4.1 SAR的作用機制 64
4.2 SAR的誘導基因 64
復習題 66
名詞解釋 66
問題 66
第8章 抗植物細菌病害基因及其應用 67
1 病原菌白身的抗性基因及其應用 67
1.1 作用原理 67
1.2 oct基因和tta基因及其應用 67
2 抗菌肽基因及其應用 67
2.1 抗菌肽的分子結構及其抗菌譜 67
2.2 抗菌肽的殺菌機制 68
2.3 抗菌肽基因的應用 68
3 防御素基因及其應用 68
3.1 防御素的結構與功能 68
3.2 防御素np-1基因及其應用 69
3.3 美洲商陸Pa-afp基因及其應用 69
4 溶菌酶基因及其應用 69
5 病原相關蛋白基因及其應用 69
5.1 PR蛋白的基本結構和功能 69
5.2 番茄pto基因的結構與功能 70
5.3 番茄ptil基因的結構與功能 70
6 植物保衛(wèi)素合成酶基因及其應用 70
6.1 化合物保衛(wèi)素的功能及其合成酶基因 70
6.2 活性氧的抗菌功能及其調控基因 70
7 類甜蛋白基因及其應用 71
7.1 類甜蛋白的成分和結構 71
7.2 TLP的作用機制和應用 71
7.3 tho基因的結構與功能 71
復習題 71
名詞解釋 71
問題 71
第9章 抗非生物脅迫基因及其應用 72
1 耐除草劑基因及其應用 72
1.1 抗EPSPS抑制劑基因 72
1.2 抗ALS抑制劑基因 73
1.3 草銨膦乙酰轉移酶基因 73
2 抗非生物逆境基因及其應用 73
2.1 滲透調節(jié)物質合成酶基因及其應用 73
2.2 抗氧化保護酶基因及其應用 74
2.3 LEA蛋白基因及其應用 75
2.4 抗逆相關轉錄因子基因及其應用 75
2.5 信號因子及其應用 77
3 抗寒基因及其應用 78
3.1 抗凍蛋白基因 78
3.2 提高生物膜流動性的蛋白質基因 79
3.3 環(huán)境因素誘導表達的植物抗寒相關基因 79
4 耐瘠薄基因及其應用 80
4.1 耐低磷候選基因及其應用 80
4.2 耐低鉀候選基因及其應用 81
復習題 81
名詞解釋 81
問題 81
第10章 影響作物產量、品質的基因及其應用 82
1 影響作物產量的基因及其應用 82
1.1 植物光合作用機制及提高作物產量的設想 82
1.2 影響作物光合作用的基因及其應用 82
1.3 植物產量形成的相關基因 84
2 影響作物品質的基因及其應用 85
2.1 谷物種子貯藏蛋白基因及其應用 85
2.2 影響淀粉品質的基因及其應用 86
3 調控果實成熟基因及其應用 87
3.1 多聚半乳糖醛酸酶 87
3.2 果膠酯酶 87
3.3 果膠裂解酶 88
3.4 纖維素酶 88
3.5 脂氧合酶 88
3.6 乙烯合成相關酶類 88
4 改良脂肪酸組成的基因及其應用 88
4.1 植物飽和脂肪酸合成途徑及其改造 88
4.2 植物不飽和脂肪酸的合成途徑及其改造 90
4.3 三酰甘油組裝酶及其改造 90
4.4 影響種子含油量的調控因子 90
5 植物甜味蛋白及其應用 90
5.1 甜味蛋白的基因工程 90
5.2 環(huán)化糊精糖苷轉移酶基因及其應用 91
復習題 91
問題 91
第11章 調控植物生長發(fā)育的基因及其應用 92
1 植物激素基因對植物生長發(fā)育的調控及其應用 92
1.1 生長素相關基因 92
1.2 細胞分裂素基因 93
1.3 赤霉素基因 93
2 光信號轉導相關基因對植物形態(tài)建成的調控及其應用 94
2.1 光受體基因對形態(tài)建成的調控 94
2.2 cop1基因及其對光形態(tài)建成的負調控 95
2.3 hy5基因及其對光形態(tài)建成的正調控 95
3 調控胚胎發(fā)育及體細胞再生的基因及應用 95
3.1 調控胚胎發(fā)育的基因 95
3.2 胚胎發(fā)育基因在體細胞再生中的應用 96
4 調控葉片發(fā)育、衰老的基因及其應用 96
4.1 調控葉片發(fā)育的基因 96
4.2 調控葉片衰老的基因 97
5 調控植物花發(fā)育、衰老的基因及應用 98
5.1 調控植物花發(fā)育的基因 98
5.2 調控植物花衰老的基因及其應用 99
6 植物雄性不育基因及其應用 99
6.1 創(chuàng)建植物雄性不育的基因 99
6.2 雄性不育保持及恢復相關基因 100
復習題 101
名詞解釋 101
問題 101
第12章 植物生物產品基因工程 102
1 植物基因工程生物反應器 102
1.1 植物基因工程生物反應器的優(yōu)點 102
1.2 植物基因工程產品的表達定位 102
2 酶合成植物基因工程 103
3 脂肪合成植物基因工程 104
3.1 不飽和脂肪酸的基因調控 104
3.2 飽和脂肪酸的基因調控 104
4 淀粉合成植物基因工程 105
4.1 催化淀粉合成的酶及其基因 105
4.2 改造或生產特定結構淀粉的基因 106
5 可降解塑料(PHA)合成植物基因工程 107
5.1 生物可降解塑料PHB的結構功能 107
5.2 PHA的生物合成及其基因調控 108
5.3 利用轉基因植物生產PHA的策略 108
復習題 109
問題 109
第13章 植物醫(yī)藥基因工程及其應用 110
1 植物醫(yī)藥基因工程概述 110
1.1 植物醫(yī)藥基因工程的發(fā)現(xiàn) 110
1.2 轉基因植物生產藥物的優(yōu)點 110
1.3 植物醫(yī)藥基因工程宿主植物的選擇 110
1.4 重組蛋白在細胞中的定位 111
2 植物抗體基因工程及相關基因 112
2.1 抗體及其基因的結構與功能 112
2.2 抗體在轉基因植物中的表達 113
2.3 植物抗體的應用前景 113
2.4 植物抗體存在的問題及研究方向 113
3 植物疫苗基因工程及相關基因 114
3.1 植物疫苗基因工程目的基因的選擇 114
3.2 植物疫苗基因工程的研究進展及應用
前景 114
3.3 植物疫苗基因工程存在的問題及策略 116
4 轉基因植物生產藥用蛋白多肽 117
5 植物醫(yī)藥基因工程研究展望 117
復習題 118
名詞解釋 118
問題 119
部分近期參考文獻 120
第三篇 目的基因分離克隆
第14章 基因序列同源性克隆目的基因 124
1 基因序列同源性克隆的原理 124
1.1 基因序列同源性克隆的種類 124
1.2 基因序列同源性克隆的原理 124
2 基因序列同源性克隆的程序 124
2.1 簡并引物設計 125
2.2 克隆基因片段序列及同源性分析 126
3 目的基因全長克隆 126
3.1 cDNA末端的快速克�。≧ACE技術） 126
3.2 染色體步移(chromosome walking)技術 129
4 基因序列同源性克隆的評述 130
復習題 130
名詞解釋 130
問題 130
第15章 基因芯片技術克隆目的基因 131
1 基因芯片概述 131
1.1 基因芯片的定義 131
1.2 基因芯片的特點 131
2 利用基因芯片技術分離目的基因 131
2.1 基因芯片技術分離目的基因的原理 131
2.2 基因芯片技術分離目的基因的操作流程 132
2.3 基因芯片技術在分離目的基因中的應用 134
3 基因芯片技術的其他應用 135
3.1 基因表達分析 135
3.2 大規(guī)模測序 135
3.3 突變體和多態(tài)性檢測 135
3.4 基因文庫作圖 135
3.5 轉基因產品檢測 135
3.6 基因芯片技術的評價及發(fā)展前景 135
復習題 135
名詞解釋 135
問題 135
第16章 基因文庫技術 136
1 基因文庫概述 136
2 基因文庫的類別 136
2.1 基因組文庫和cDNA文庫 136
2.2 克隆文庫及表達文庫 136
2.3 不同載體的基因文庫 137
3 植物核基因組文庫構建 137
3.1 DNA片段的產生和制備 137
3.2 構建基因文庫的載體 138
3.3 應用X噬菌體載體構建基因組文庫 138
4 植物cDNA文庫構建 138
4.1 mRNA的制備 138
4.2 cDNA的合成 138
4.3 cDNA與載體的連接 139
5 人工染色體文庫構建 140
5.1 人工染色體文庫簡介 140
5.2 酵母人工染色體(YAC)文庫 140
5.3 細菌人工染色體(BAC)文庫 141
5.4 可轉化人工染色體(TAC)文庫 142
6 基因文庫篩選方法 142
6.1 核酸雜交法 142
6.2 免疫學檢測法 143
6.3 同胞選擇法 143
6.4 PCR篩選法 143
7 問題與展望 143
復習題 144
名詞解釋 144
問題 144
第17章 差異表達基因的分離技術 145
1 mRNA差異顯示技術 145
1.1 mRNA差異顯示技術的基本原理 145
1.2 mRNA差異顯示技術分離差異表達基因的基本程序 146
1.3 mRNA差異顯示技術的優(yōu)點及局限性 146
1.4 mRNA差異顯示技術的改進 147
1.5 mRNA差異顯示實驗中的注意事項 149
2 實時熒光定量PCR技術分離目的基因 150
3 RACE技術克隆全長目的基因 150
4 基因表達系列分析技術(SAGE)努離目的基因 150
4.1 SAGE的原理 150
4.2 SAGE操作程序 150
4.3 SAGE的特點分析及應用 151
5 差減雜交(SH)與抑制性差減雜交(SSH)技術分離目的基因 151
5.1 SSH的基本原理 152
5.2 SSH的操作程序 152
5.3 SSH的優(yōu)點分析 153
5.4 SSH在基因克隆中的應用前景 153
復習題 153
名詞解釋 153
問題 153
第18章 插入突變技術分離克隆目的基因 154
1 插入失活篩選重組體 154
1.1 根據(jù)載體表型特征選擇重組體 154
1.2 根據(jù)插入序列的表型特征篩選重組體 155
2 插入接頭突變分離克隆目的基因 155
2.1 基本原理 155
2.2 具體操作 155
3 T-DNA標簽法分離克隆目的基因 156
3.1 基本原理 156
3.2 操作及應用 156
4 轉座子誘變分離克隆目的基因 157
4.1 轉座子的基本概念 157
4.2 轉座子的分糞和結構特征 157
4.3 轉座機制 158
4.4 轉座子的應用 159
5 插入突變的其他應用 162
復習題 162
名詞解釋 162
問題 162
第19章 圖位克隆分離目的基因 163
1 圖位克隆的基本原理 163
2 圖位克隆的基本程序 163
3 圖位克隆的主要技術環(huán)節(jié) 163
3.1 目的基因遺傳作圖群體的構建 163
3.2 篩選與目標基因連鎖的分子標記 164
3.3 目的基因區(qū)域的精細定位和作圖 166
3.4 目的基因克隆 167
3.5 目的基因的鑒定 168
4 圖位克隆的研究進展 168
復習題 169
名詞解釋 169
問題 169
第20章 酵母雙雜交系統(tǒng)分離克隆目的基因 170
1 酵母雙雜交系統(tǒng)的基本原理 170
2 酵母雙雜交系統(tǒng)的內容 171
2.1 酵母雙雜交的組成 171
2.2 酵母雙雜交的實驗模式 171
2.3 酵母雙雜交體系的寄主菌與質粒載體 171
3 酵母雙雜交系統(tǒng)的特點分析 172
3.1 雙雜交系統(tǒng)優(yōu)點 172
3.2 酵母雙雜交系統(tǒng)應用的局限性和存在的主要問題 173
3.3 酵母雙雜交系統(tǒng)的改進 174
4 酵母雙雜交系統(tǒng)的功能及其新技術 175
4.1 篩選與已知蛋白特異作用的成分 175
4.2 確定兩個已知有生理作用的蛋白間的作用位點或結構域 176
4.3 酵母單雜交系統(tǒng) 176
4.4 反向雙雜交技術 176
4.5 酵母三雜交系統(tǒng) 176
5 酵母雙雜交系統(tǒng)的應用 177
復習題 178
名詞解釋 178
問題 178
第21章 功能蛋白組技術分離目的基因 179
1 功能蛋白組技術概述 179
2 蛋白質雙向電泳技術 180
2.1 雙向電泳原理 180
2.2 用于功能蛋白組研究的雙向電泳系統(tǒng) 180
2.3 蛋白質雙向電泳技術 181
3 功能蛋白氨基酸序列分析 183
3.1 概述 183
3.2 蛋白質指紋質譜分析 183
4 功能蛋白基因分離 184
4.1 聚合酶鏈式反應技術分離目的基因 184
4.2 核酸雜交篩選法分離目的基因 185
4.3 免疫學篩選法分離目的基因 185
復習題 187
名詞解釋 187
問題 187
第22章 基因分離克隆的新技術與選擇策略 188
1 基因分離克隆的新技術 188
1.1 EST序列標簽法分離克隆目的基因 188
1.2 EST表達標簽法的原理 188
1.3 EST表達標簽法的思路 188
1.4 EST表達標簽法在植物研究中的應用 189
2代表性差異分析(RDA) 189
2.1 gDNA-RDA 190
2.2 cDNA-RDA 190
2.3 cDNA-RDA在植物基因分離克隆中的應用 191
3 TADSH技術 191
3.1 TADSH的基本原理 191
3.2 TADSH方法操作程序 191
3.3 TADSH方法特點 191
4 cDNA-DS技術（cDNA直選法） 192
4.1 cDNA-DS的基本原理與內容 192
4.2 cDNA直選法的操作程序 192
4.3 cDNA-DS方法的影響因素 192
4.4 cDNA直選法的應用及研究進展 193
5 cDNA-AFLP與cDNA-RAPD技術 193
5.1 cDNA-AFLP 193
5.2 cDNA-RAPD 194
6 基因鑒定集成法 194
6.1 IPGI技術的基本原理 194
6.2 IPGI的實驗步驟 194
6.3 IPGI技術的優(yōu)點 195
6.4 基因鑒定集成法的應用前景 195
7 目的基因分離克隆方法的評述與選擇策略 195
7.1 植物目的基因分離克隆新方法評述 195
7.2 植物目的基因分離克隆方法的選擇策略 197
復習題 198
名詞解釋 198
問題 198
部分近期參考文獻 199
第四篇 植物基因工程載體及其構建
第23章 植物基因工程載體 202
1 植物基因工程載體概述 202
2 植物基因工程載體命名規(guī)則及種類 202
2.1 植物基因工程載體的命名規(guī)則 202
2.2 植物基因工程載體的種類及特性 202
3 載體的基本結構 203
4 RNA干擾表達載體 204
4.1 RNAi的分子機制 204
4.2 植物RNAi的特點 205
4.3 RNAi載體的設計及構建 205
4.4 RNA干擾的研究與應用展望 206
5 植物基因工程常用的質粒載體 207
5.1 植物基因工程常用的克隆載體 207
5.2 植物基因工程常用的表達載體 209
6 植物基因工程載體改進和優(yōu)化 210
6.1 改進和優(yōu)化啟動子 210
6.2 增強翻譯效率 210
6.3 消除位置效應 210
6.4 使用定位信號 210
6.5 利用內含子增強基因表達 210
復習題 211
名詞解釋 211
問題 211
第24章 植物基因工程載體的標記基因和報告基因 212
1 標記基因 212
1.1 標記基因概述及環(huán)境安全 212
1.2 標記基因的分類 212
1.3 常用的選擇標記基因 214
1.4 轉基因植物中選擇標記基困的消除 215
2 報告基因 218
2.1 報告基因概述 218
2.2 氯霉素乙酰轉移酶基因(cat) 218
2.3 熒光素酶基因(luc) 218
2.4 綠色熒光蛋白基因（gfp） 219
2.5 B葡萄糖醛酸糖苷酸酶基因(gus) 219
3 標記基因和報告基因的選擇策略 219
復習題 219
名詞解釋 219
問題 219
第25章 Ti質粒載體及其構建 220
1 Ti質粒載體的結構與功能 220
1.1 T-DNA區(qū)域的基因結構與功能 220
1.2 Vir區(qū)操縱子的基因結構與功能 221
2 Ti質�；�因在轉化中的調控作用 222
2.1 單鏈T-DNA的加T 222
2.2 T鏈復合體的形成 223
2.3 T鏈復合體的轉運 223
2.4 T復合體靶向植物細胞核 224
2.5 農桿菌染色體基因對T-DNA轉移的調控 224
3 Ti質粒的改造及載體構建 224
3.1 雙元載體系統(tǒng) 225
3.2 載體卡盒 225
4 雙元質粒Ti載體的新技術 225
4.1 雙元Ti載體結構的優(yōu)化 226
4.2 雙元Ti載體的發(fā)展 227
4.3 雙元Ti載體應用的展望 230
復習題 230
名詞解釋 230
問題 230
第26章 Ri質粒載體及其構建 231
1 Ri質粒載體的結構與功能 231
1.1 Ri質粒的酶切圖譜 231
1.2 Ri質粒與Ti質粒的同源性 232
1.3 Vir區(qū)的基因結構與功能 232
2 Ri質粒T區(qū)的基因結構與功能 232
2.1 農桿堿型Ri質粒T-DNA區(qū)特點與功能 232
2.2 甘露堿型和黃瓜堿型T-DNA區(qū)特點 234
2.3 Ri T-DNA在轉化體的整合機制 234
3 Ri T-DNA微型質粒的構建 235
復習題 235
名詞解釋 235
問題 235
第27章 植物病毒載體及構建 236
1 植物病毒載體概述 236
1.1 植物病毒載體特點 236
1.2 植物病毒載體分類 236
2 植物病毒載體的構建 241
2.1 基因替代置換 241
2.2 基因插入 242
2.3 融合抗原 242
2.4 基因互補 242
3 病毒載體的應用及評價 243
3.1 植物病毒載體表達系統(tǒng)在植物基因工程中的應用 243
3.2 植物病毒誘導的基因沉默系統(tǒng)(VIGS)在植物功能基因組研究中的應用 244
復習題 246
名詞解釋 246
問題 246
部分近期參考文獻 247
第28章 植物基因轉化受體系統(tǒng)的建立 250
1 植物基因轉化受體系統(tǒng)的條件 250
1.1 高效穩(wěn)定的再生能力 250
1.2 較高的遺傳穩(wěn)定性 250
1.3 具有穩(wěn)定的外植體來源 251
1.4 對選擇性抗生素敏感 251
1.5 對農桿菌侵染有敏感性 251
2 植物組織培養(yǎng)轉化受體系統(tǒng) 251
2.1 植物組織培養(yǎng)轉化受體系統(tǒng)的種類及其特性 251
2.2 植物組織培養(yǎng)轉化受體系統(tǒng)建立的程序 253
2.3 植物組織培養(yǎng)轉化受體系統(tǒng)建立的常見問題 255
3 植物非組織培養(yǎng)受體系統(tǒng) 258
3.1 植物生殖細胞受體系統(tǒng) 258
3.2 植物種子受體系統(tǒng) 259
3.3 植物莖尖分生細胞受體系統(tǒng) 259
3.4 植物質體受體系統(tǒng) 259
復習題 259
名詞解釋 259
問題 259
第29章 根癌農桿菌Ti質�；�因轉化 260
1 根癌農桿菌的生物學特性 260
1.1 根癌農桿菌的形態(tài)結構、生活習性及寄主范圍 260
1.2 根癌農桿菌的分類及鑒定 260
1.3 根癌農桿菌的遺傳宿主及內共生原理 260
1.4 根癌農桿菌附著植物細胞的機制 261
2 根癌農桿菌侵染植物細胞的化學機制 261
2.1 根癌農桿菌的趨化性 261
2.2 根癌農桿菌侵染的誘導物及作用機制 261
2.3 冠癭堿的化學特性及功能 264
3 根癌農桿菌的侵染能力及其特性 266
3.1 轉化中常用的根癌農桿菌菌系及菌株 266
3.2 影響農桿菌侵染能力的內在因素 267
3.3 根癌農桿菌的侵染能力差異及植物的敏感反應 268
4 根癌農桿菌轉化程序及操作原理 268
4.1 根癌農桿菌轉化程序 269
4.2 根癌農桿菌的培養(yǎng)、純化、保存及工程菌液制備 269
4.3 Vir區(qū)基因活化誘導物的使用 270
4.4 外植體的選擇 271
4.5 外植體的預培養(yǎng)、接種及與農桿菌的共培養(yǎng) 272
4.6 外植體脫菌及選擇培養(yǎng) 273
5 根癌農桿菌轉化方法 274
5.1 整體植株接種共感染法 274
5.2 葉盤轉化法 275
6 根癌農桿菌轉化系統(tǒng)的評述 276
復習題 277
名詞解釋 277
問題 277
第30章 發(fā)根農桿菌Ri質�；�因轉化 278
1 發(fā)根農桿菌的生物學特性 278
1.1 發(fā)根農桿菌的宿主及轉化體的特性 278
1.2 發(fā)根農桿菌的分類及命名 279
1.3 毛狀根是單細胞克隆體 279
1.4 發(fā)根農桿菌的冠癭堿合成 280
2 發(fā)根農桿菌基因轉化策略 280
2.1 共整合載體轉化 280
2.2 雙元載體轉化 280
2.3 Ri質粒與Ti質粒的相容性 280
3 發(fā)根農桿菌基因轉化的方法及操作原理 280
3.1 轉化方法 281
3.2 毛狀根的培養(yǎng) 281
4 發(fā)根農桿菌基因轉化的影響因素 281
4.1 發(fā)根農桿菌種類之間侵染能力的差異 281
4.2 發(fā)根農桿菌Vir區(qū)基因的影響 282
4.3 發(fā)根農桿菌染色體基因的影響 282
4.4 宿主對發(fā)根農桿菌侵染的敏感性 282
5 發(fā)根農桿菌轉化的應用 282
5.1 促進生根 282
5.2 增強抗逆性 282
5.3 次生代謝產物生產 282
復習題 283
名詞解釋 283
問題 283
第31章 植物病毒載體介導基因轉化 284
1 植物病毒的生物學特性 284
1.1 植物病毒的種類及其特性 284
1.2 植物病毒的形態(tài)結構 285
2 植物病毒介導基因轉化的原理 286
2.1 植物病毒的侵染機制 286
2.2 病毒在植物細胞內的裝配 286
3 植物病毒介導基因轉化的程序 287
3.1 病毒載體轉化系統(tǒng)的基本條件 287
3.2 病毒載體轉化系統(tǒng)的選擇策略 287
3.3 病毒載體轉化的方法 288
4 病毒載體與質粒載體轉化系統(tǒng)的比較 288
4.1 病毒載體與質粒載體轉化系統(tǒng)的異同 288
4.2 病毒載體的缺點 288
5 病毒載體轉化系統(tǒng)的應用潛力 288
復習題 289
名詞解釋 289
問答題 289
第32章 DNA直接導入法基因轉化 290
1 化學誘導DNA直接轉化 290
1.1 PEG介導基因轉化 290
1.2 脂質體介導基因轉化 292
2 物理法誘導DNA直接轉化 293
2.1 電激法介導基因轉化 293
2.2 超聲波介導基因轉化 294
2.3 顯微注射介導基因轉化 295
2.4 激光微束介導基因轉化 296
2.5 基因槍法介導基因轉化 297
2.6 低能離子束介導植物基因轉化 ～301
復習題 302
名詞解釋 302
問題 302
第33章 植物種質系統(tǒng)介導基因轉化 303
1 花粉管通道法介導基因轉化 303
1.1 花粉管通道法的提出 303
1.2 花粉管導人的原理 303
1.3 花粉管通道法的操作程序 304
1.4 對花粉管通道法的技術評價 304
2 花粉粒介導基因轉化 305
2.1 花粉粒介導基因轉化的原理 305
2.2 花粉粒介導基因轉化的操作程序 305
2.3 花粉�；�因轉化的優(yōu)點及問題 306
2.4 花粉粒基因轉化的應用 306
3 生殖細胞浸泡法介導基因轉化 306
3.1 浸泡轉化法的原理 306
3.2 浸泡轉化法程序 307
3.3 浸泡轉化法的技術評價 307
4 胚囊、子房注射法介導基因轉化 308
4.1 胚囊、子房注射法的原理 308
4.2 胚囊、子房注射法的操作程序 308
4.3 胚囊、子房注射法的評述 308
5 萌發(fā)種子基因轉化 309
5.1 萌發(fā)種子基因轉化的原理 309
5.2 萌發(fā)種子胚基因轉化方法 309
5.3 萌發(fā)種子基因轉化的優(yōu)缺點 309
5.4 萌發(fā)種子基因轉化的應用前景 309
復習題 309
名詞解釋 309
問題 309
第34章 植物質體基因轉化系統(tǒng) 310
1 植物質體基因轉化系統(tǒng)概述 310
1.1 植物質體系統(tǒng)的定義 310
1.2 植物質體基因轉化的研究歷史 310
1.3 植物質體基因轉化系統(tǒng)的優(yōu)越性 310
2 葉綠體基因轉化及原理 311
2.1 葉綠體基因組結構特點 311
2.2 葉綠體的轉化方法及原理 311
2.3 葉綠體基因轉化載體的特性 311
2.4 外源基因在葉綠體基因組的整合原理 312
3 外源基因在葉綠體基因組的表達 313
4 轉化外源基因在葉綠體基因組的同質化途徑 314
4.1 16S rRNA突變型細胞途徑 314
4.2 利用篩選標記基因途徑 314
4.3 利用花粉管導入途徑 314
5 標記基因的選擇及刪除 314
5.1 選擇篩選標記基因 314
5.2 篩選標記基因的刪除 315
6 葉綠體基因工程的應用 315
6.1 提高光合效率 315
6.2 改良作物特性 316
6.3 生產藥物及工業(yè)生物產品 316
7 存在問題及展望 316
7.1 轉化效率低 316
7.2 葉綠體同質化困難 317
7.3 展望 317
復習題 317
名詞解釋 317
問題 317
部分近期參考文獻 317
第六篇 轉基因植物的檢測
第35章 標記及報告基因的表達檢測 320
1 抗生素抗性基因檢測 320
1.1 β-葡萄糖苷酸酶基因gus的檢測 320
1.2 氯霉素乙酰轉移酶基因cat的檢測 322
1.3 77pt-II基因的檢測 323
2 抗除草劑基因檢測 324
2.1 pat基因的檢測原理 324
2.2 檢測方法 325
3 生化代謝基因檢測 325
3.1 冠癭堿合成酶基因的檢測 325
3.2 螢光素酶基因的檢測 325
3.3 二氫葉酸還原酶基因的檢測 326
4 生物安全性標記基因檢測 326
4.1 磷酸甘露糖異構酶基因(pmi)的檢測 326
4.2 木糖異構酶基因(xyla)檢測 327
4.3 甜菜堿醛脫氫酶(BADH)基因的測定 327
4.4 綠色熒光蛋白基因gfp的檢測 328
復習題 328
名詞解釋 328
問題 328
第36章 外源基因整合檢測 329
1 外源基因整合的Southern雜交鑒定 329
1.1 植物DNA提取 329
1.2 雜交探針的制備 330
1.3 Southern印跡雜交 332
1.4 Southern印跡雜交結果分析 335
2 整合外源基因拷貝數(shù)的IPCR檢測 337
2.1 IPCR的原理 337
2.2 IPCR技術要點 337
3 整合外源基因實時熒光定量PCR檢測 337
3.1 實時熒光定量PCR概述 337
3.2 實時熒光定量PCR的基本概念 338
3.3 實時熒光定量PCR的化學原理 338
3.4 應用SYBR Green l法進行基因整合檢測（絕對定量分析） 340
4 整合外源基因的原位雜交 340
4.1 染色體DNA原位雜交原理 341
4.2 染色體DNA原位雜交方法 341
復習題 341
名詞解釋 341
問題 341
第37章 外源基因的表達檢測 342
1 外源基因轉錄的Northern雜交檢測 342
1.1 植物RNA提取 342
1.2 探針制備 344
1.3 Northern斑點雜交 344
1.4 Northern印跡雜交 344
2 外源基因表達的RT-PCR檢測 345
2.1 原理 345
2.2 RT-PCR反應程序 345
3 外源基因表達蛋白的檢測 345
3.1 ELISA檢測 345
3.2 免疫熒光技術檢測 346
4 表達蛋白的含量測定 346
5 Western雜交檢測 347
5.1 Western雜交原理 347
5.2 Western雜交程序 347
5.3 Western印跡實驗設計 348
6 外源基因表達的原位雜交檢測 348
6.1 組織細胞mRNA原位雜交 348
6.2 外源基因表達蛋白的組織細胞免疫定位 349
6.3 組織印跡的Northern及Western雜交 349
復習題 350
名詞解釋 350
問題 350
第38章 轉基因植物的生物學特性檢測 351
1 轉基因植株外源基因純合和嵌合性檢測 3 5 1
1.1 轉基因植株外源基因純合體檢測 351
1.2 轉基因植株嵌合體檢測 355
2 轉基因植物遺傳多樣性檢測 355
2.1 RFI P檢測分析原理 355
2.2 RAPD檢測分析原理 356
2.3 SSR標記分析轉基因植株的遺傳多樣性 356
3 轉基因植株的目的性狀檢測 358
3.1 生理生化檢測轉基因植物的目的性狀指標 358
3.2 轉基因植物目的性狀的生物學鑒定 358
4 轉基因植物穩(wěn)定性檢測 359
復習題 359
名詞解釋 359
問題 359
部分近期參考文獻 360
第七篇 轉基因植物的遺傳特性及其安全性
第39章 外源DNA在轉基因植物中的整合特性 362
1 外源DNA的整合特點 362
1.1 外源DNA整合的隨機性 362
1.2 外源DNA整合的規(guī)律性 362
1.3 農桿菌介導法的整合特點 363
1.4 基因槍法的整合特點 363
1.5 花粉管通道法的整合特點 364
2 外源DNA的整合機制 364
2.1 T-DNA整合的機制 364
2.2 直接導入法外源DNA整合的分子機制 365
3 外源DNA的整合方式及結構變化 367
3.1 外源DNA的整合方式 367
3.2 轉化后外源DNA的結構變化 368
4 外源DNA整合的效應 369
4.1 位置效應 369
4.2 重組效應 369
4.3 轉基因拷貝數(shù)的效應（劑量效應） 370
4.4 轉基因沉默 370
5 外源基因的刪除 370
5.1 共轉化法 370
5.2 轉座子法 370
5.3 位點特異性重組法 371
5.4 染色體內同源重組法 372
5.5 幾種方法的比較和評價 372
6 提高外源DNA有效整合的技術 372
6.1 定點重組轉基因技術簡介 372
6.2 定點重組轉基因技術的主要類型 372
6.3 位點特異性重組的作用機制 373
6.4 位點特異性重組的應用 373
復習題 374
名詞解釋 374
問題 374
第40章 外源基因在轉基因植物中的表達特性 375
1 外源基因的瞬時表達 375
1.1 瞬時表達的過程 375
1.2 瞬時表達的機制 375
1.3 植物瞬時表達的技術 376
1.4 瞬時表達的應用 376
2 外源基因的穩(wěn)定表達 377
2.1 外源基因穩(wěn)定表達的特點 377
2.2 外源基因穩(wěn)定表達的類型 377
3 同源性和異源性外漂基因的表達 378
3.1 同源性外源基因的表達 378
3.2 異源性外源基因的表達 379
4 外源基因的沉默 379
4.1 轉基因沉默的表現(xiàn) 379
4.2 轉基因沉默的機制 379
5 外源基因的整合方式對其表達的影響 381
5.1 外源基因的整合位置 381
5.2 外源基因的拷貝數(shù) 381
6 優(yōu)化外源基因表達的策略 381
6.1 啟動子的合理選擇 381
6.2 目的基因的修飾 382
6.3 信號肽序列的利用 382
6.4 特殊序列的恰當使用 382
6.5 利用優(yōu)良的轉化方法和重組系統(tǒng) 383
復習題 383
名詞解釋 383
問題 383
第41章 外源基因的遺傳特性及其利用 384
1 外源基因的遺傳規(guī)律 384
1.1 孟德爾式遺傳 384
1.2 非孟德爾式遺傳 385
2 外源基因的遺傳穩(wěn)定性 387
2.1 轉基因在轉化細胞中的穩(wěn)定性 387
2.2 轉基因在遺傳傳遞中的穩(wěn)定性 387
2.3 轄基因植株的倍性變化 388
2.4 沉默轉基因的遺傳穩(wěn)定性 388
3 影響外源基因遺傳特性的因素 388
3.1 環(huán)境條件 388
3.2 轉化方法 389
4 轉基因材料在遺傳育種中的應用 389
4.1 轉基因材料在遺傳學研究中的利用 389
4.2 轉基因材料的育種利用 390
4.3 轉基因材料的基因聚合利用方法 392
4.4 快速利用轉基因材料的技術 392
復習題 393
名詞解釋 393
問題 393
第42章 轉基因植物的安全性 394
1 轉基因生物安全性概述 394
1.1 生物安全的定義 394
1.2 轉基因生物的安全性評價 394
1.3 轉基因生物安全等級的劃分 395
2 轉基因植物的基因元件安全性 395
2.1 目的基因的安全性 395
2.2 標記基因的安全性 395
2.3 調控元件的安全性 396
2.4 載體骨架序列的安全性 396
3 轉基因植物的環(huán)境安全性 396
3.1 生存競爭能力 396
3.2 基因漂移的環(huán)境影響 397
3.3 轉基因植物的功能效率評價 397
3.4 對生物多樣性的影響 397
3.5 產業(yè)化后的環(huán)境監(jiān)測與風險管理 398
4 轉基因植物的食品安全性 398
4.1 轉基因食品安全 398
4.2 轉基因植物食品安全性的評價內容 398
5 轉基因生物安全管理 399
5.1 國外轉基因生物安全管理 399
5.2 我國轉基因生物安全管理 399
6 轉基因生物安全的風險交流 400
6.1 風險交流的定義 400
6.2 風險評估、風險管理和風險交流之間的關系 400
7 轉基因生物安全事件澄清 401
7.1 Pusztai事件 401
7.2 大斑蝶事件 401
7.3 轉基因玉米品種對大鼠腎臟和肝臟毒性事件 401
復習題 401
名詞解釋 401
問題 401
部分近期參考文獻 401
第八篇 生物信息學與植物基因工程
第43章 生物信息學概述 406
1 什么是生物信息學？ 406
1.1 生物信息學概念 406
1.2 生物信息學的研究內容 406
2 生物信息學發(fā)展簡史 408
3 生物分子數(shù)據(jù)庫 408
3.1 基因組數(shù)據(jù)庫 409
3.2 功能數(shù)據(jù)庫 409
4 生物信息學在植物基因工程中的應用 410
4.1 生物信息學在基因信息挖掘中的應用 410
4.2 生物信息學在基因克隆中的應用 410
4.3 生物信息學在轉基因植物表達分析中的應用 411
4.4 生物信息學在整合外源基因結構功能分析中的應用 411
復習題 411
問題 411
第44章 生物信息學與基因結構功能分析 412
1 序列同源性分析 412
1.1 序列比對 412
1.2 進化樹分析 413
2 基因完整性分析 414
3 基因結構域分析 414
4 啟動子分析 414
4.1 在線搜索的方法 415
4.2 本地運行方法 415
復習題 416
問題 416
第45章 生物信息學與植物基因分離克隆 417
1 植物基因組與基因信息獲取 417
1.1 TAIR庫資源的獲取 417
1.2 GenBank庫資源的獲取 417
2 分子標記和基因組數(shù)據(jù)分析 418
2.1 基因表達數(shù)據(jù)分析與候選基因篩選 418
2.2 基因芯片數(shù)據(jù)分析 418
2.3 Next-generation sequencing (NGS)數(shù)據(jù)分析 419
3 基因克隆中的生物信息學方法 421
3.1 PCR引物設計方法 421
3.2 電子克隆基因 422
復習題 424
問題 424
第46章 生物信息學與蛋白質結構功能分析 425
1 蛋白質結構數(shù)據(jù)庫 425
1.1 PROSITE 425
1.2 PDB 425
1.3 SCOP 425
1.4 CATH 425
1.5 PIR和PSD 426
1.6 SWISS-PROT 426
1.7 COG 426
2 蛋白質結構預測 426
2.1 蛋白質二級結構預測的方法及軟件 426
2.2 蛋白質三級結構預測的方法及軟件 427
3 蛋白質功能預測 428
3.1 蛋白質功能預測方法 428
3.2 蛋白質結構與功能關系數(shù)據(jù)庫 428
復習題 429
問題 429
部分近期參考文獻 430
植物基因工程申英文名詞對照 431