水稻转基因研究及其育种PDF电子书下载

第一章　水稻品种改良技术的变革 1

1.1　水稻品种改良和科学技术发展 1

1.2　从纯系选育到杂交育种 1

1.3　理化诱变育种技术 2

1.4　花培育种技术 3

1.5　杂种优势利用引入水稻育种 4

1.6　水稻转基因技术育种 5

参考文献 5

第二章　水稻转基因途径 6

2.1　水稻遗传转化技术的发展 6

2.2　基因枪轰击法及其操作 7

2.2.1　基因枪法转化的优越性 7

2.2.2　影响基因枪法转化频率的生物学因素 7

2.2.3　影响基因枪法转化频率的物理参数 8

2.2.4　基因枪轰击法操作程序 9

2.3　农杆菌介导法及其操作 10

2.3.1　农杆菌介导法转化的新进展 10

2.3.2　农杆菌介导法转化机理 10

2.3.3　农杆菌介导法转化操作程序 11

2.4　其他水稻转基因方法 11

2.5　水稻转基因技术的新策略 12

参考文献 12

第三章　外源基因转水稻的遗传特性 14

3.1　外源基因在转基因水稻植株自交后代中的遗传行为 14

3.1.1　外源基因符合孟德尔显性基因遗传 14

3.1.2　外源基因传递不符合孟德尔遗传规律 16

3.1.3　外源基因遗传纯合体的获得 20

3.1.4　非选择标记基因与选择标记基因的共分离行为 21

3.2　质粒和基因表达框转化的外源基因整合多样性与遗传的比较 21

3.2.1　外源基因在转基因当代（T0）转化体中的整合多样性 21

3.2.2　外源基因在当代（T0）转基因水稻植株中整合特征 22

3.2.3　基因表达框和完整质粒在当代（T0）转基因水稻植株中整合模式的比较 23

3.2.4　外源基因在水稻中整合模式的遗传 25

3.3　外源基因共转化与遗传 28

3.4　转基因倍性变化与遗传 28

3.4.1 外源bar基因在四倍体转基因植株XIP-1和二倍体转基因植株XIP-2中的遗传分离行为 28

3.4.2 外源bar和抗菌肽B基因在四倍体转基因植株及其后代中Southern杂交模式的遗传 30

3.5　外源基因在杂交转育过程中的遗传行为 31

3.5.1　外源基因在杂交转育中按孟德尔规律传递 31

3.5.2　外源基因在杂交转育中不符合孟德尔规律传递 32

3.6　外源基因在杂交转育中Southern整合模式的遗传规律 32

3.6.1　bar和抗菌肽B基因在单次杂交转育中整合模式的遗传 32

3.6.2　外源基因在复合杂交过程中的整合模式遗传 32

3.6.3　关于外源基因在杂交转育中整合模式的稳定性 33

参考文献 34

第四章　转基因的表达 36

4.1　影响外源基因在转基因植株中表达的因素 36

4.1.1　外源基因的构建结构是影响其表达的重要因素 36

4.1.2　外源基因整合拷贝数与表达 36

4.1.3　外源基因在受体基因组内整合的完整性与表达 37

4.1.4　外源基因表达的位置效应与MAR序列对基因表达的作用 37

4.2　外源基因在转基因当代（T0）植株中表达的多样性 38

4.3　外源基因表达的剂量效应和在转基因植株后代中表达的不确定性 39

4.4　外源基因在杂交转育过程中的表达行为 39

4.4.1 非筛选基因在杂交转育中的结构完整性与表达复杂性 39

4.4.2　外源基因在不同转基因供体植株杂交F1代的整合模式和表达 40

4.4.3　外源基因在杂交转育中的表达稳定性 41

4.5　转基因的沉默现象 42

4.5.1 DNA甲基化与转基因失活 42

4.5.2　共抑制与转基因失活 42

4.6　提高转基因表达稳定性的策略 42

参考文献 43

第五章　抗除草剂基因转杂交水稻 44

5.1 杂交水稻制种和生产中存在的问题 44

5.1.1　杂交水稻的类型 44

5.1.2　杂交水稻应用情况 44

5.1.3　三系杂交水稻中的混杂和退化 44

5.1.4　两系杂交水稻制种的纯度存在风险性 45

5.2　经典遗传学方法和RAPD技术鉴别真假杂交稻 45

5.3　转基因技术提高杂交水稻纯度的策略 47

5.3.1　抗除草剂基因在植物转化研究中作用 47

5.3.2　抗除草剂基因及其基因工程 47

5.3.3　抗除草剂基因导入杂交稻恢复系的设计 48

5.3.4　抗除草剂基因导入恢复系快速、准确、简便测定杂交稻种子纯度 49

5.4　创建抗除草剂转基因恢复系 51

5.4.1　抗除草剂bar基因的结构及其功能 51

5.4.2　bar基因转化质粒构建 51

5.4.3　组织培养和基因枪转化 52

5.4.4　除草剂Basta筛选压的确定 53

5.4.5　转基因当代及其后代的Basta抗性鉴定 54

5.4.6　bar基因的分子检测技术 55

5.4.7　bar基因在转基因当代表达和整合方式 56

5.4.8　bar基因在转基因后代中分离和遗传及分子证据 58

5.4.9　bar基因导入水稻对其育性的影响 60

5.4.10　转基因后代植株的农艺性状考查 61

5.4.11 bar基因的杂交转育和转基因恢复系品种选育 62

5.4.12　抗除草剂转基因恢复系品种汇总表 64

5.5　转基因杂交组合的组配及其表现 65

参考文献 67

第六章　抗除草剂基因转直播水稻 69

6.1　水稻直播栽培的历史与现状 69

6.2　水稻直播栽培的前景 70

6.3　水稻直播栽培技术的特点 70

6.4　直播稻田杂草的发生与防治 71

6.4.1　直播稻田杂草发生的特点 71

6.4.2　直播稻田杂草种类 72

6.4.3　直播稻田杂草防治 73

6.4.4　直播稻田常用除草剂 74

6.5　bar基因转直播稻及转化体鉴定 76

6.5.1　bar基因转化方法 76

6.5.2　转化体鉴定 78

6.6　转bar基因水稻的遗传 79

6.6.1　bar基因在转基因水稻当代植株及其后代中的遗传方式 79

6.6.2　转bar基因水稻稳定系的遗传 80

6.7　抗Basta转基因直播稻品种选育 81

6.7.1　直播稻品种直接转化 81

6.7.2　杂交转育 82

6.8　转基因直播稻的农艺性状和产量 82

6.8.1　转基因直播稻的主要农艺性状及产量分析 82

6.8.2　转基因直播稻的品质分析 85

6.8.3　转基因直播稻的抗性鉴定 85

6.9　转基因直播稻田除草去杂效果 85

6.10　几个转基因直播稻品系简介 86

参考文献 87

第七章　耐盐相关基因转化水稻 90

7.1　水稻耐盐基因工程的意义 90

7.2　盐害及其耐盐机理 90

7.3　耐盐基因及其转基因研究 91

7.3.1 编码功能性蛋白（酶）基因及其转化研究 91

7.3.2　编码调节性蛋白的基因及其转化研究 95

7.4　耐盐相关基因的转化载体 95

7.4.1　试验所用的启动子及耐盐相关基因及标记基因 95

7.4.2　植物表达载体图谱 96

7.5　组织培养和再生植株 97

7.5.1　诱导培养基中激素配比对愈伤组织诱导率的影响 97

7.5.2　诱导培养基成分对愈伤组织形成的影响 97

7.5.3　诱导培养基成分对植株再生的影响 97

7.5.4　预分化培养对植株再生的影响 98

7.5.5　分化培养基中激素对愈伤组织分化的影响 98

7.5.6　继代培养对愈伤组织分化的影响 98

7.5.7　蔗糖浓度对愈伤组织分化的影响 99

7.5.8　琼脂浓度对愈伤组织分化的影响 99

7.5.9　pH值对愈伤组织分化的影响 100

7.5.10　干燥处理对植株再生的影响 100

7.5.11　通气状况对植株再生的影响 100

7.6　选择压最适浓度的确定 100

7.7　耐盐基因的转化方法研究 101

7.7.1　基因枪转化的操作参数对转化频率的影响 101

7.7.2　农杆菌转化条件 101

7.7.3　转化频率统计 102

7.8　转基因水稻的分子及生化证据 104

7.8.1　耐盐相关基因PCR扩增引物设计及其PCR扩增 104

7.8.2　转基因植株的Southern杂交分析 106

7.8.3　转基因植株的Northern杂交分析 108

7.8.4　转基因植株的酶活性测定 108

7.9　转基因水稻的耐盐性研究 110

7.9.1　耐盐性鉴定 110

7.9.2　耐盐基因表达与相容性物质积累之间的相关性 113

7.9.3　相容性物质积累与耐盐性之间的相关性 113

7.10　盐胁迫下转基因对其他生理生化指标的影响 114

7.10.1 对相对电导率和大分子渗漏率的影响 114

7.10.2　对保护酶的影响 115

7.10.3　对其他酶的影响 117

7.10.4　对Na+、K+含量的影响 119

7.11　转基因提高耐盐能力机理探讨 120

7.12　转基因后代耐盐基因的遗传规律和耐盐基因转育研究 120

7.12.1　耐盐基因的遗传与分离 120

7.12.2　耐盐基因的转育研究 121

7.13　耐盐转基因后代的农艺性状及产量性状分析 121

7.14　耐盐转基因研究中存在的问题及拟采取的措施 121

参考文献 122

第八章　抗病基因转水稻提高抗病性的研究 125

8.1　抗病基因工程概况 125

8.2　抗菌肽性质 125

8.3　抗菌肽抑菌作用 125

8.4　抗菌肽B基因和Xa21基因的结构和特性 127

8.5　抗菌肽B基因转水稻 128

8.5.1　抗菌肽B基因转化载体的构建 128

8.5.2　基因枪转化和抗性愈伤组织筛选及其分化再生 129

8.5.3　抗菌肽B基因转水稻植株的分子检测 130

8.6　抗菌肽B基因转水稻的抗病性鉴定 131

8.7　抗菌肽B/Xa21双价基因转水稻 132

8.7.1 抗菌肽B/Xa21双价基因转水稻的策略 132

8.7.2　抗菌肽B/Xa21双价基因整合的分子证据 133

8.8　抗菌肽B/Xa21双价基因转水稻的抗病性鉴定 134

8.9　转Xa21基因水稻中T-DNA整合的遗传定位 135

参考文献 137

第九章　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGP）基因转水稻 138

9.1　淀粉生物合成代谢基因工程的意义 138

9.2　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的特性 138

9.2.1　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的功能 138

9.2.2　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的结构 139

9.2.3　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的变构调节 139

9.3　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因转水稻的程序设计 140

9.4　抗性愈伤的形成和植株再生 141

9.5　转基因T0代和T1代中AGP基因的遗传和分离 142

9.6　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因转水稻对稻穗抽穗期和灌浆期的影响 145

9.7　腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因转水稻对结实率和千粒重的影响 147

参考文献 149

第十章　转基因农作物安全性评价 150

10.1　关于转基因农作物的争论 150

10.1.1　安全问题的提出 150

10.1.2　几个全球争论的事件 150

10.1.3　争论的实质 151

10.2　安全问题的核心内容 152

10.3　抗除草剂基因转水稻的安全性分析 153

10.3.1　受体植物的安全性评价 153

10.3.2　除草剂Basta与环境安全 153

10.3.3　bar基因产物性质 154

10.3.4　bar基因向野生稻转移问题 155

10.3.5　bar基因向杂草转移问题 156

10.3.6　抗除草剂基因转水稻稻米的毒性分析 156

10.3.7　抗除草剂基因转水稻稻米品质实质等同性分析 159

10.4　耐盐基因转水稻的安全性分析 160

10.4.1　耐盐基因转水稻的急性毒性试验 160

10.4.2　耐盐基因转水稻的亚急性毒性试验 160

10.4.3　耐盐基因转水稻的致突变试验 161

10.4.4　大、小鼠30天喂养试验 164

10.4.5　耐盐转基因水稻稻米品质的实质等同性分析 166

参考文献 168

第十一章　转基因作物的商业化 169

11.1　转基因作物商业化基本概况 169

11.2　转基因作物在不同国家的分布 171

11.3　不同转基因作物的分布 173

11.4　商业化的转基因性状分布 176

11.4.1　商业化转基因性状 176

11.4.2　未来可能商业化的主要性状 177

11.5　转基因植物商业化中存在的问题 178

11.6　转基因作物应用的收益 179

11.6.1　转基因作物经济总体分析 179

11.6.2　工业化国家应用转基因作物的收益 180

11.6.3　中国的转基因作物收益 181

参考文献 182

附录　水稻生物技术实验方法 184

附录1　基因枪转化外源基因 184

附录2　根癌农杆菌介导外源基因转化水稻 186

附录3　水稻总DNA的大量制备 187

附录4　水稻总RNA提取 188

附录5　报告基因的酶活检测技术 190

附录6　外源基因整合的PCR检测 195

附录7　外源基因表达的RT-PCR检测 197

附录8　外源基因整合的Southern杂交检测 199

附录9　外源基因表达的Northern杂交检测 203

附录10　外源基因表达的Western印迹分析 206

致谢 208