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绪论 1

一、生物技术的产生和发展 1

二、植物生物技术与农业革命 3

三、展望与挑战 5

主要参考文献 6

第一部分 植物组织培养 7

第一章 植物细胞培养实验室建设与操作技术 7

第一节 植物组织培养实验室建设 7

一、植物组织培养实验室的设置 7

二、植物组织培养实验室的主要仪器设备 8

三、植物组织培养工作所需的各种设备和用具汇总 13

第二节 培养基配制 15

一、培养基成分 16

二、常用培养基及其特点 20

第三节 植物组织培养离体操作技术 22

一、玻璃器皿和用具的清洗 22

二、灭菌和消毒 24

三、无菌操作技术 27

四、植物组织无菌培养的一般步骤 27

主要参考文献 28

第二章 胚胎培养 29

第一节 胚培养 29

一、胚培养的应用和意义 29

二、胚培养的类型及发育途径 31

三、胚培养的方法 32

四、影响胚培养效果的因素 33

第二节 胚珠和子房的培养 36

一、胚珠培养 36

二、子房培养 37

三、胚珠和子房的培养方法 37

四、影响胚珠和子房培养的因素 37

第三节 胚乳培养 38

一、胚乳培养的意义 40

二、影响胚乳培养效果的因素 41

三、植株再生途径 43

第四节 离体受粉 44

一、离体授粉的意义 45

二、植物离体授粉的方法 46

三、影响离体授粉结实率的因素 46

主要参考文献 48

第三章 植物愈伤组织的诱导与分化培养 49

第一节 愈伤组织诱导与继代培养 49

一、愈伤组织的诱导 49

二、继代培养 52

三、悬浮培养及其用途 52

第二节 愈伤组织分化与植株再生 54

一、器官发生与植株再生 54

二、体细胞胚胎发生与植株再生 56

三、影响体细胞胚胎发生的内在因素 59

四、影响体细胞胚胎发生的外部因素 61

第三节 试管苗的移栽与护理 66

一、试管苗与自然苗的区别 66

二、试管苗移栽时应注意的事项 67

主要参考文献 68

第四章 体细胞无性系变异与植物改良 69

第一节 体细胞无性系变异的分类与特点 69

一、体细胞无性系变异的分类 69

二、体细胞无性系变异的特点 70

三、体细胞无性系变异的常用符号 71

第二节 体细胞无性系变异的普遍性 71

一、大田作物 71

二、其他作物 72

第三节 体细胞无性系变异的遗传基础 73

一、细胞学遗传基础 73

二、分子遗传学基础 75

第四节 体细胞无性系变异的筛选与检测 78

一、体细胞无性系变异的筛选 78

二、体细胞无性系变异的检测 78

第五节 体细胞无性系变异影响因素及其育种应用 80

一、体细胞无性系变异的影响因素 80

二、体细胞无性系变异在植物育种中的应用 82

主要参考文献 87

第五章 单倍体细胞培养 88

第一节 单倍体及其应用价值 88

一、单倍体的起源 88

二、单倍体的特点及遗传行为 88

三、单倍体的应用价值 89

第二节 离体花粉／小孢子发育途径 91

一、花粉的发育阶段 91

二、离体小孢子的发育途径 91

三、雄核发育启动的机理 93

第三节 花药培养与花粉培养 95

一、花药培养的操作技术 95

二、花粉培养的操作技术 96

三、单倍体植株再生、鉴定及加倍 98

四、花粉培养与花药培养的比较 100

五、影响花药／花粉（小孢子）培养的因素 101

六、禾本科植物花药／花粉培养中的白化苗现象 106

第四节 植物单倍体育种 106

主要参考文献 110

第六章 原生质体培养 111

第一节 原生质体研究的发展和应用 111

一、原生质体研究的发展 111

二、原生质体的应用 112

第二节 原生质体分离、纯化 113

一、原生质体分离 113

二、原生质体纯化 115

三、原生质体活力测定 116

四、影响原生质体分离的因素 116

第三节 原生质体培养及植株再生 117

一、原生质体的培养方法 117

二、原生质体培养基 118

三、原生质体培养及植株再生 120

四、原生质体再生植株的遗传变异及其利用 124

主要参考文献 127

第七章 植物原生质体融合 128

第一节 原生质体融合的发展和研究意义 128

一、植物原生质体融合的发展 128

二、植物原生质体融合研究的意义 129

第二节 原生质体融合的方法 131

一、自发融合 131

二、化学融合 131

三、电场诱导法（细胞电融合） 132

四、激光诱导法 133

五、基于微流控芯片的细胞融合技术 133

六、高通量细胞融合芯片 133

七、其他细胞融合技术方法 133

第三节 原生质体融合方式 134

一、对称融合 134

二、非对称融合 135

第四节 体细胞杂种的筛选与鉴定 137

一、体细胞杂种的筛选 137

二、体细胞杂种的鉴定 139

第五节 体细胞杂种的遗传分析 141

一、体细胞杂种的遗传特性 142

二、体细胞杂种细胞质遗传 144

第六节 原生质体融合与植物遗传改良 145

一、克服生殖障碍，创造新种质 145

二、转移有利性状，改善作物品质 145

三、转移部分染色体，获得非对称杂种 147

四、转移细胞质基因组，得到胞质杂种 147

五、作为育种材料直接应用 148

六、细胞器的互作研究 148

主要参考文献 149

第二部分 植物基因工程 150

第八章 植物基因的克隆原理与技术 150

第一节 基因克隆的主要载体 150

一、基因工程载体的种类 150

二、质粒载体 151

三、λ噬菌体载体及其衍生载体 153

四、人工染色体载体 157

第二节 基因分离的主要方法 160

一、基因克隆概述 160

二、基因克隆方法 161

主要参考文献 171

第九章 植物遗传转化载体 172

第一节 植物遗传转化载体的种类及特点 172

第二节 农杆菌质粒载体系统的结构、功能和构建 173

一、根癌农杆菌Ti质粒的结构和功能 173

二、发根农杆菌Ri质粒的结构和功能 179

三、农杆菌介导的遗传转化系统中质粒载体的构建 180

第三节 植物病毒载体 183

一、双链DNA病毒转化载体 183

二、单链RNA病毒转化载体 183

三、单链DNA病毒转化载体 183

四、病毒转化载体的构建 184

第四节 质体转化载体 184

一、转化载体的结构 185

二、表达调控元件 185

第五节 遗传转化常用的选择标记基因及无选择标记基因转化系统 189

一、遗传转化常用的选择标记基因 189

二、无选择标记基因转化系统 190

主要参考文献 192

第十章 植物遗传转化技术和方法 194

第一节 植物遗传转化的发展现状 194

第二节 根癌农杆菌介导的植物转基因 195

一、根癌农杆菌的研究简史 195

二、植物转基因研究中常用的农杆菌菌株及特性 196

三、农杆菌转化的机理 197

四、农杆菌T-DNA转移的影响因素 198

五、转化细胞的选择培养和高频再生 200

六、各种农杆菌转化技术 201

七、根癌农杆菌转化的具体技术 202

第三节 基因枪介导的植物转基因 204

一、基因枪在植物遗传转化中的应用 204

二、基因枪转化法的具体技术（以小麦幼胚的基因枪转化为例） 205

第四节 其他植物转基因技术 207

一、电激法 207

二、PEG转化法 207

三、花粉管通道法 208

四、激光微束穿刺法 210

五、超声波转化法 211

六、浸泡法 212

七、子房注射法 212

八、低能离子束法 212

九、显微注射法 213

十、脂质体介导转化法 213

十一、病毒载体转化 214

主要参考文献 216

第十一章 转基因植物的分子检测及安全性评价 217

第一节 转基因植物的分子检测 217

一、外源基因整合的分子检测 217

二、外源基因的表达检测 229

第二节 转基因植物安全性评价 234

一、基因工程产品的安全性争论 234

二、人们担心基因工程产品安全性的几类问题 237

三、基因工程产品的安全性管理 238

四、基因工程技术及其产品的发展前景 240

主要参考文献 241

第三部分 植物分子标记及辅助选择育种 242

第十二章 植物遗传标记与分子标记图谱构建 242

第一节 遗传标记 242

一、遗传标记的发展 242

二、遗传标记的种类 243

三、DNA分子标记多态性的分子基础 246

第二节 DNA分子标记技术 247

一、基于DNA-DNA杂交的分子标记 247

二、基于PCR技术的分子标记 249

三、基于PCR和限制性酶切相结合的分子标记 255

四、基于DNA芯片技术的分子标记 258

五、针对特定结构域的分子标记 259

六、高通量分子标记 261

第三节 分子标记遗传图谱构建 262

一、遗传图谱研究的基本概况 262

二、分子遗传图谱的构建 263

三、高密度（饱和）DNA标记连锁图谱 267

第四节 质量性状基因的定位 268

一、近等基因系分析法 269

二、分离集团混合分析法 270

第五节 数量性状基因的定位 272

一、QTL作图 273

二、产量性状基因定位及杂种优势的遗传基础分析 276

主要参考文献 278

第十三章 分子标记辅助育种 279

第一节 分子标记辅助选择的原理 279

一、分子标记辅助选择的遗传学基础 279

二、分子标记辅助选择优越性 282

三、分子标记辅助选择应具备的条件 284

第二节 分子标记辅助选择策略 285

一、质量性状选择 285

二、数量性状选择 286

三、基因转移 287

四、基因聚合 288

五、全基因组选择 290

六、分子设计育种 290

第三节 分子标记辅助选择技术在育种上的应用 291

一、利用分子标记技术对亲本评价 291

二、利用分子标记技术改良作物品种 293

主要参考文献 296