植物基因工程 第2版PDF电子书下载

绪论 植物基因工程概述 1

1 植物基因工程的定义 1

2 植物基因工程的研究发展历史 2

2.1 植物基因工程理论形成期 2

2.2 植物基因工程的问世期 3

2.3 植物基因工程的发展期 4

3 植物基因工程的理论基础及技术路线 4

3.1 理论基础 4

3.2 植物基因工程的技术基础 5

3.3 植物基因工程的技术路线 5

4 植物基因工程研究的内容 6

4.1 植物基因工程的基础理论研究 6

4.2 植物基因工程的应用研究 6

5 植物基因工程的发展前景 7

复习题 8

名词解释 8

问题 8

第一篇 植物基因分子生物学 10

第1章 植物基因组的结构功能及特点 10

1 植物基因组与基因组学的基本概念 10

1.1 植物基因组的定义 10

1.2 基因组学的概念 10

2 植物基因组的结构特点 11

2.1 植物基因组的大小与C值复杂性 11

2.2 植物基因组的简单序列 11

2.3 植物基因组的重复序列 11

2.4 植物基因组的多态性 13

2.5 植物基因组的密码偏爱性 13

3 植物细胞三套基因组的结构功能 14

3.1 植物细胞核基因组的结构特点 14

3.2 植物线粒体基因组的结构特点 14

3.3 植物叶绿体基因组的结构特点 15

3.4 植物细胞三套基因组的结构功能比较 15

4 植物细胞三套基因组的遗传关系 16

4.1 三套基因组的混源DNA 16

4.2 叶绿体中蛋白质的基因编码及核质调控 16

4.3 线粒体中蛋白质的基因编码及核质调控 17

4.4 植物细胞三套基因组之间的相互调控 17

复习题 18

名词解释 18

问题 18

第2章 植物基因的分子结构功能及特点 19

1 植物细胞核基因的分子结构功能及特点 19

1.1 植物细胞核基因的基本结构 19

1.2 植物细胞核基因的分子结构特点 19

1.3 植物细胞核基因的功能及类型 22

2 植物叶绿体基因的分子结构功能及特点 22

2.1 叶绿体基因的基本结构 22

2.2 叶绿体基因的分子结构特点 22

2.3 叶绿体基因表达调控特点 23

3 植物线粒体基因的分子结构功能及特点 23

3.1 线粒体基因分子结构特点 23

3.2 线粒体基因的表达调控特点 24

4 植物核基因、叶绿体基因和线粒体基因结构功能的比较 24

复习题 25

名词解释 25

问题 25

第3章 植物基因的表达调控特点 26

1 植物基因表达在染色质水平上的调控特点 26

1.1 植物染色质MAR的调控 26

1.2 DNaseⅠ超敏位点的调控 27

1.3 DNA甲基化对基因表达的调控 27

2 植物基因表达在转录水平的调控特点 27

2.1 转录因子调控 27

2.2 增强子、沉默子及Kozak序列调控 28

3 植物基因转录后水平的调控特点 28

3.1 选择性剪接 28

3.2 小分子RNA的调控特点 28

4 植物基因翻译水平的调控特点 29

4.1 调控因子的磷酸化和脱磷酸化调节 30

4.2 前导序列调控 30

4.3 移码和选读 30

5 翻译后水平调控特点 30

5.1 多肽链折叠调控 30

5.2 肽链的修饰调控 30

5.3 蛋白质的降解 31

复习题 32

名词解释 32

问题 32

第4章 植物基因变异分子生物学 33

1 植物基因组变异 33

1.1 染色体组的倍性变异 33

1.2 同源染色体配对错误性变异 33

1.3 有性杂交基因重组变异 33

2 植物基因变异 33

2.1 DNA损伤 33

2.2 基因突变 35

3 植物DNA损伤、突变及修复重组 36

3.1 直接修复 36

3.2 切除修复 36

3.3 错配修复 36

3.4 双链断裂修复 37

3.5 跨损伤DNA合成 37

4 植物基因变异的生物学效应及其应用 37

4.1 性状改良 37

4.2 新品种培育 38

5 植物转基因与基因变异的同理性分析 38

复习题 38

名词解释 38

问题 38

部分近期参考文献 39

第二篇 植物基因工程的目的基因 42

第5章 抗植物虫害基因及其应用 42

1 微生物来源的抗虫基因及其应用 42

1.1 bt基因 42

1.2 胆固醇氧化酶基因 44

1.3 营养杀虫蛋白基因 44

1.4 其他微生物来源的抗虫基因 44

2 植物来源的抗虫基因及其应用 45

2.1 蛋白酶抑制剂基因 45

2.2 植物凝集素基因 46

2.3 淀粉酶抑制剂基因 47

2.4 系统肽基因 47

2.5 其他植物来源的抗虫基因 47

3 动物来源的抗虫基因及其应用 48

3.1 昆虫特异性神经毒素基因 48

3.2 其他动物来源的抗虫基因 48

4 非蛋白质类杀虫剂调控基因 48

5 抗虫基因的互补和协同作用 49

复习题 49

名词解释 49

问题 49

第6章 抗植物病毒基因及其应用 50

1 病毒基因及其应用 50

1.1 病毒基因介导的抗性机制 50

1.2 cp基因及其应用 50

1.3 非病毒结构基因及其应用 52

1.4 缺陷干扰RNA 53

1.5 病毒卫星RNA 53

1.6 核酶基因 53

2 植物体内的抗病毒基因及其应用 54

2.1 病程相关蛋白基因 54

2.2 核糖体失活蛋白基因 54

2.3 其他植物内源基因 55

3 干扰素基因及其应用 55

3.1 干扰素的抗病毒原理 56

3.2 干扰素基因的应用 56

4 抗体基因及其应用 56

4.1 抗体基因的抗病毒原理 56

4.2 抗体基因在植物中的应用 56

复习题 57

名词解释 57

问题 57

第7章 抗植物真菌病害基因及其应用 58

1 抗菌物质相关基因及其应用 58

1.1 植物抗毒素（植保素）基因及其应用 58

1.2 核糖体失活蛋白基因及应用 58

1.3 多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因及其应用 59

2 病程相关蛋白基因及其应用 59

2.1 病程相关蛋白种类 59

2.2 病程相关蛋白基因及其应用 59

3 植物抗真菌病R基因及其应用 62

3.1 植物抗真菌病R基因的作用机理 62

3.2 植物抗真菌病R基因功能及应用策略 63

3.3 植物抗真菌病R基因及其应用 63

4 植物系统获得性抗性的抗病基因及其应用 64

4.1 SAR的作用机制 64

4.2 SAR的诱导基因 64

复习题 66

名词解释 66

问题 66

第8章 抗植物细菌病害基因及其应用 67

1 病原菌自身的抗性基因及其应用 67

1.1 作用原理 67

1.2 oct基因和tta基因及其应用 67

2 抗菌肽基因及其应用 67

2.1 抗菌肽的分子结构及其抗菌谱 67

2.2 抗菌肽的杀菌机制 68

2.3 抗菌肽基因的应用 68

3 防御素基因及其应用 68

3.1 防御素的结构与功能 68

3.2 防御素np-1基因及其应用 69

3.3 美洲商陆Pa-afp基因及其应用 69

4 溶菌酶基因及其应用 69

5 病原相关蛋白基因及其应用 69

5.1 PR蛋白的基本结构和功能 69

5.2 番茄pto基因的结构与功能 70

5.3 番茄ptil基因的结构与功能 70

6 植物保卫素合成酶基因及其应用 70

6.1 化合物保卫素的功能及其合成酶基因 70

6.2 活性氧的抗菌功能及其调控基因 70

7 类甜蛋白基因及其应用 71

7.1 类甜蛋白的成分和结构 71

7.2 TLP的作用机制和应用 71

7.3 tho基因的结构与功能 71

复习题 71

名词解释 71

问题 71

第9章 抗非生物胁迫基因及其应用 72

1 耐除草剂基因及其应用 72

1.1 抗EPSPS抑制剂基因 72

1.2 抗ALS抑制剂基因 73

1.3 草铵膦乙酰转移酶基因 73

2 抗非生物逆境基因及其应用 73

2.1 渗透调节物质合成酶基因及其应用 73

2.2 抗氧化保护酶基因及其应用 74

2.3 LEA蛋白基因及其应用 75

2.4 抗逆相关转录因子基因及其应用 75

2.5 信号因子及其应用 77

3 抗寒基因及其应用 78

3.1 抗冻蛋白基因 78

3.2 提高生物膜流动性的蛋白质基因 79

3.3 环境因素诱导表达的植物抗寒相关基因 79

4 耐瘠薄基因及其应用 80

4.1 耐低磷候选基因及其应用 80

4.2 耐低钾候选基因及其应用 81

复习题 81

名词解释 81

问题 81

第10章 影响作物产量、品质的基因及其应用 82

1 影响作物产量的基因及其应用 82

1.1 植物光合作用机制及提高作物产量的设想 82

1.2 影响作物光合作用的基因及其应用 82

1.3 植物产量形成的相关基因 84

2 影响作物品质的基因及其应用 85

2.1 谷物种子贮藏蛋白基因及其应用 85

2.2 影响淀粉品质的基因及其应用 86

3 调控果实成熟基因及其应用 87

3.1 多聚半乳糖醛酸酶 87

3.2 果胶酯酶 87

3.3 果胶裂解酶 88

3.4 纤维素酶 88

3.5 脂氧合酶 88

3.6 乙烯合成相关酶类 88

4 改良脂肪酸组成的基因及其应用 88

4.1 植物饱和脂肪酸合成途径及其改造 88

4.2 植物不饱和脂肪酸的合成途径及其改造 90

4.3 三酰甘油组装酶及其改造 90

4.4 影响种子含油量的调控因子 90

5 植物甜味蛋白及其应用 90

5.1 甜味蛋白的基因工程 90

5.2 环化糊精糖苷转移酶基因及其应用 91

复习题 91

问题 91

第11章 调控植物生长发育的基因及其应用 92

1 植物激素基因对植物生长发育的调控及其应用 92

1.1 生长素相关基因 92

1.2 细胞分裂素基因 93

1.3 赤霉素基因 93

2 光信号转导相关基因对植物形态建成的调控及其应用 94

2.1 光受体基因对形态建成的调控 94

2.2 copl基因及其对光形态建成的负调控 95

2.3 hy5基因及其对光形态建成的正调控 95

3 调控胚胎发育及体细胞再生的基因及应用 95

3.1 调控胚胎发育的基因 95

3.2 胚胎发育基因在体细胞再生中的应用 96

4 调控叶片发育、衰老的基因及其应用 96

4.1 调控叶片发育的基因 96

4.2 调控叶片衰老的基因 97

5 调控植物花发育、衰老的基因及应用 98

5.1 调控植物花发育的基因 98

5.2 调控植物花衰老的基因及其应用 99

6 植物雄性不育基因及其应用 99

6.1 创建植物雄性不育的基因 99

6.2 雄性不育保持及恢复相关基因 100

复习题 101

名词解释 101

问题 101

第12章 植物生物产品基因工程 102

1 植物基因工程生物反应器 102

1.1 植物基因工程生物反应器的优点 102

1.2 植物基因工程产品的表达定位 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 不饱和脂肪酸的基因调控 104

3.2 饱和脂肪酸的基因调控 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 改造或生产特定结构淀粉的基因 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的结构功能 107

5.2 PHA的生物合成及其基因调控 108

5.3 利用转基因植物生产PHA的策略 108

复习题 109

问题 109

第13章 植物医药基因工程及其应用 110

1 植物医药基因工程概述 110

1.1 植物医药基因工程的发现 110

1.2 转基因植物生产药物的优点 110

1.3 植物医药基因工程宿主植物的选择 110

1.4 重组蛋白在细胞中的定位 111

2 植物抗体基因工程及相关基因 112

2.1 抗体及其基因的结构与功能 112

2.2 抗体在转基因植物中的表达 113

2.3 植物抗体的应用前景 113

2.4 植物抗体存在的问题及研究方向 113

3 植物疫苗基因工程及相关基因 114

3.1 植物疫苗基因工程目的基因的选择 114

3.2 植物疫苗基因工程的研究进展及应用前景 114

3.3 植物疫苗基因工程存在的问题及策略 116

4 转基因植物生产药用蛋白多肽 117

5 植物医药基因工程研究展望 117

复习题 118

名词解释 118

问题 119

部分近期参考文献 120

第三篇 目的基因分离克隆 124

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种类 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 简并引物设计 125

2.2 克隆基因片段序列及同源性分析 126

3 目的基因全长克隆 126

3.1 cDNA末端的快速克隆（RACE技术） 126

3.2 染色体步移（chromosome walking）技术 129

4 基因序列同源性克隆的评述 130

复习题 130

名词解释 130

问题 130

第15章 基因芯片技术克隆目的基因 131

1 基因芯片概述 131

1.1 基因芯片的定义 131

1.2 基因芯片的特点 131

2 利用基因芯片技术分离目的基因 131

2.1 基因芯片技术分离目的基因的原理 131

2.2 基因芯片技术分离目的基因的操作流程 132

2.3 基因芯片技术在分离目的基因中的应用 134

3 基因芯片技术的其他应用 135

3.1 基因表达分析 135

3.2 大规模测序 135

3.3 突变体和多态性检测 135

3.4 基因文库作图 135

3.5 转基因产品检测 135

3.6 基因芯片技术的评价及发展前景 135

复习题 135

名词解释 135

问题 135

第16章 基因文库技术 136

1 基因文库概述 136

2 基因文库的类别 136

2.1 基因组文库和cDNA文库 136

2.2 克隆文库及表达文库 136

2.3 不同载体的基因文库 137

3 植物核基因组文库构建 137

3.1 DNA片段的产生和制备 137

3.2 构建基因文库的载体 138

3.3 应用λ噬菌体载体构建基因组文库 138

4 植物cDNA文库构建 138

4.1 mRNA的制备 138

4.2 cDNA的合成 138

4.3 cDNA与载体的连接 139

5 人工染色体文库构建 140

5.1 人工染色体文库简介 140

5.2 酵母人工染色体（YAC）文库 140

5.3 细菌人工染色体（BAC）文库 141

5.4 可转化人工染色体（TAC）文库 142

6 基因文库筛选方法 142

6.1 核酸杂交法 142

6.2 免疫学检测法 143

6.3 同胞选择法 143

6.4 PCR筛选法 143

7 问题与展望 143

复习题 144

名词解释 144

问题 144

第17章 差异表达基因的分离技术 145

1 mRNA差异显示技术 145

1.1 mRNA差异显示技术的基本原理 145

1.2 mRNA差异显示技术分离差异表达基因的基本程序 146

1.3 mRNA差异显示技术的优点及局限性 146

1.4 mRNA差异显示技术的改进 147

1.5 mRNA差异显示实验中的注意事项 149

2 实时荧光定量PCR技术分离目的基因 150

3 RACE技术克隆全长目的基因 150

4 基因表达系列分析技术（SAGE）分离目的基因 150

4.1 SAGE的原理 150

4.2 SAGE操作程序 150

4.3 SAGE的特点分析及应用 151

5 差减杂交（SH）与抑制性差减杂交（SSH）技术分离目的基因 151

5.1 SSH的基本原理 152

5.2 SSH的操作程序 152

5.3 SSH的优点分析 153

5.4 SSH在基因克隆中的应用前景 153

复习题 153

名词解释 153

问题 153

第18章 插入突变技术分离克隆目的基因 154

1 插入失活筛选重组体 154

1.1 根据载体表型特征选择重组体 154

1.2 根据插入序列的表型特征筛选重组体 155

2 插入接头突变分离克隆目的基因 155

2.1 基本原理 155

2.2 具体操作 155

3 T-DNA标签法分离克隆目的基因 156

3.1 基本原理 156

3.2 操作及应用 156

4 转座子诱变分离克隆目的基因 157

4.1 转座子的基本概念 157

4.2 转座子的分类和结构特征 157

4.3 转座机制 158

4.4 转座子的应用 159

5 插入突变的其他应用 162

复习题 162

名词解释 162

问题 162

第19章 图位克隆分离目的基因 163

1 图位克隆的基本原理 163

2 图位克隆的基本程序 163

3 图位克隆的主要技术环节 163

3.1 目的基因遗传作图群体的构建 163

3.2 筛选与目标基因连锁的分子标记 164

3.3 目的基因区域的精细定位和作图 166

3.4 目的基因克隆 167

3.5 目的基因的鉴定 168

4 图位克隆的研究进展 168

复习题 169

名词解释 169

问题 169

第20章 酵母双杂交系统分离克隆目的基因 170

1 酵母双杂交系统的基本原理 170

2 酵母双杂交系统的内容 171

2.1 酵母双杂交的组成 171

2.2 酵母双杂交的实验模式 171

2.3 酵母双杂交体系的寄主菌与质粒载体 171

3 酵母双杂交系统的特点分析 172

3.1 双杂交系统优点 172

3.2 酵母双杂交系统应用的局限性和存在的主要问题 173

3.3 酵母双杂交系统的改进 174

4 酵母双杂交系统的功能及其新技术 175

4.1 筛选与已知蛋白特异作用的成分 175

4.2 确定两个已知有生理作用的蛋白间的作用位点或结构域 176

4.3 酵母单杂交系统 176

4.4 反向双杂交技术 176

4.5 酵母三杂交系统 176

5 酵母双杂交系统的应用 177

复习题 178

名词解释 178

问题 178

第21章 功能蛋白组技术分离目的基因 179

1 功能蛋白组技术概述 179

2 蛋白质双向电泳技术 180

2.1 双向电泳原理 180

2.2 用于功能蛋白组研究的双向电泳系统 180

2.3 蛋白质双向电泳技术 181

3 功能蛋白氨基酸序列分析 183

3.1 概述 183

3.2 蛋白质指纹质谱分析 183

4 功能蛋白基因分离 184

4.1 聚合酶链式反应技术分离目的基因 184

4.2 核酸杂交筛选法分离目的基因 185

4.3 免疫学筛选法分离目的基因 185

复习题 187

名词解释 187

问题 187

第22章 基因分离克隆的新技术与选择策略 188

1 基因分离克隆的新技术 188

1.1 EST序列标签法分离克隆目的基因 188

1.2 EST表达标签法的原理 188

1.3 EST表达标签法的思路 188

1.4 EST表达标签法在植物研究中的应用 189

2 代表性差异分析（RDA） 189

2.1 gDNA-RDA 190

2.2 cDNA-RDA 190

2.3 cDNA-RDA在植物基因分离克隆中的应用 191

3 TADSH技术 191

3.1 TADSH的基本原理 191

3.2 TADSH方法操作程序 191

3.3 TADSH方法特点 191

4 cDNA-DS技术（cDNA直选法） 192

4.1 cDNA-DS的基本原理与内容 192

4.2 cDNA直选法的操作程序 192

4.3 cDNA-DS方法的影响因素 192

4.4 cDNA直选法的应用及研究进展 193

5 cDNA-AFLP与cDNA-RAPD技术 193

5.1 cDNA-AFLP 193

5.2 cDNA-RAPD 194

6 基因鉴定集成法 194

6.1 IPGI技术的基本原理 194

6.2 IPGI的实验步骤 194

6.3 IPGI技术的优点 195

6.4 基因鉴定集成法的应用前景 195

7 目的基因分离克隆方法的评述与选择策略 195

7.1 植物目的基因分离克隆新方法评述 195

7.2 植物目的基因分离克隆方法的选择策略 197

复习题 198

名词解释 198

问题 198

部分近期参考文献 199

第四篇 植物基因工程载体及其构建 202

第23章 植物基因工程载体 202

1 植物基因工程载体概述 202

2 植物基因工程载体命名规则及种类 202

2.1 植物基因工程载体的命名规则 202

2.2 植物基因工程载体的种类及特性 202

3 载体的基本结构 203

4 RNA干扰表达载体 204

4.1 RNAi的分子机制 204

4.2 植物RNAi的特点 205

4.3 RNAi载体的设计及构建 205

4.4 RNA干扰的研究与应用展望 206

5 植物基因工程常用的质粒载体 207

5.1 植物基因工程常用的克隆载体 207

5.2 植物基因工程常用的表达载体 209

6 植物基因工程载体改进和优化 210

6.1 改进和优化启动子 210

6.2 增强翻译效率 210

6.3 消除位置效应 210

6.4 使用定位信号 210

6.5 利用内含子增强基因表达 210

复习题 211

名词解释 211

问题 211

第24章 植物基因工程载体的标记基因和报告基因 212

1 标记基因 212

1.1 标记基因概述及环境安全 212

1.2 标记基因的分类 212

1.3 常用的选择标记基因 214

1.4 转基因植物中选择标记基因的消除 215

2 报告基因 218

2.1 报告基因概述 218

2.2 氯霉素乙酰转移酶基因（cat） 218

2.3 荧光素酶基因（luc） 218

2.4 绿色荧光蛋白基因（gfp） 219

2.5 β－葡萄糖醛酸糖苷酸酶基因（gus） 219

3 标记基因和报告基因的选择策略 219

复习题 219

名词解释 219

问题 219

第25章 Ti质粒载体及其构建 220

1 Ti质粒载体的结构与功能 220

1.1 T-DNA区域的基因结构与功能 220

1.2 Vir区操纵子的基因结构与功能 221

2 Ti质粒基因在转化中的调控作用 222

2.1 单链T-DNA的加工 222

2.2 T链复合体的形成 223

2.3 T链复合体的转运 223

2.4 T－复合体靶向植物细胞核 224

2.5 农杆菌染色体基因对T-DNA转移的调控 224

3 Ti质粒的改造及载体构建 224

3.1 双元载体系统 225

3.2 载体卡盒 225

4 双元质粒Ti载体的新技术 225

4.1 双元Ti载体结构的优化 226

4.2 双元Ti载体的发展 227

4.3 双元Ti载体应用的展望 230

复习题 230

名词解释 230

问题 230

第26章 Ri质粒载体及其构建 231

1 Ri质粒载体的结构与功能 231

1.1 Ri质粒的酶切图谱 231

1.2 Ri质粒与Ti质粒的同源性 232

1.3 Vir区的基因结构与功能 232

2 Ri质粒T区的基因结构与功能 232

2.1 农杆碱型Ri质粒T-DNA区特点与功能 232

2.2 甘露碱型和黄瓜碱型T-DNA区特点 234

2.3 RiT-DNA在转化体的整合机制 234

3 Ri T-DNA微型质粒的构建 235

复习题 235

名词解释 235

问题 235

第27章 植物病毒载体及构建 236

1 植物病毒载体概述 236

1.1 植物病毒载体特点 236

1.2 植物病毒载体分类 236

2 植物病毒载体的构建 241

2.1 基因替代置换 241

2.2 基因插入 242

2.3 融合抗原 242

2.4 基因互补 242

3 病毒载体的应用及评价 243

3.1 植物病毒载体表达系统在植物基因工程中的应用 243

3.2 植物病毒诱导的基因沉默系统（VIGS）在植物功能基因组研究中的应用 244

复习题 246

名词解释 246

问题 246

部分近期参考文献 247

第五篇 目的基因转化 250

第28章 植物基因转化受体系统的建立 250

1 植物基因转化受体系统的条件 250

1.1 高效稳定的再生能力 250

1.2 较高的遗传稳定性 250

1.3 具有稳定的外植体来源 251

1.4 对选择性抗生素敏感 251

1.5 对农杆菌侵染有敏感性 251

2 植物组织培养转化受体系统 251

2.1 植物组织培养转化受体系统的种类及其特性 251

2.2 植物组织培养转化受体系统建立的程序 253

2.3 植物组织培养转化受体系统建立的常见问题 255

3 植物非组织培养受体系统 258

3.1 植物生殖细胞受体系统 258

3.2 植物种子受体系统 259

3.3 植物茎尖分生细胞受体系统 259

3.4 植物质体受体系统 259

复习题 259

名词解释 259

问题 259

第29章 根癌农杆菌Ti质粒基因转化 260

1 根癌农杆菌的生物学特性 260

1.1 根癌农杆菌的形态结构、生活习性及寄主范围 260

1.2 根癌农杆菌的分类及鉴定 260

1.3 根癌农杆菌的遗传宿主及内共生原理 260

1.4 根癌农杆菌附着植物细胞的机制 261

2 根癌农杆菌侵染植物细胞的化学机制 261

2.1 根癌农杆菌的趋化性 261

2.2 根癌农杆菌侵染的诱导物及作用机制 261

2.3 冠瘿碱的化学特性及功能 264

3 根癌农杆菌的侵染能力及其特性 266

3.1 转化中常用的根癌农杆菌菌系及菌株 266

3.2 影响农杆菌侵染能力的内在因素 267

3.3 根癌农杆菌的侵染能力差异及植物的敏感反应 268

4 根癌农杆菌转化程序及操作原理 268

4.1 根癌农杆菌转化程序 269

4.2 根癌农杆菌的培养、纯化、保存及工程菌液制备 269

4.3 Vir区基因活化诱导物的使用 270

4.4 外植体的选择 271

4.5 外植体的预培养、接种及与农杆菌的共培养 272

4.6 外植体脱菌及选择培养 273

5 根癌农杆菌转化方法 274

5.1 整体植株接种共感染法 274

5.2 叶盘转化法 275

6 根癌农杆菌转化系统的评述 276

复习题 277

名词解释 277

问题 277

第30章 发根农杆菌Ri质粒基因转化 278

1 发根农杆菌的生物学特性 278

1.1 发根农杆菌的宿主及转化体的特性 278

1.2 发根农杆菌的分类及命名 279

1.3 毛状根是单细胞克隆体 279

1.4 发根农杆菌的冠瘿碱合成 280

2 发根农杆菌基因转化策略 280

2.1 共整合载体转化 280

2.2 双元载体转化 280

2.3 Ri质粒与Ti质粒的相容性 280

3 发根农杆菌基因转化的方法及操作原理 280

3.1 转化方法 281

3.2 毛状根的培养 281

4 发根农杆菌基因转化的影响因素 281

4.1 发根农杆菌种类之间侵染能力的差异 281

4.2 发根农杆菌Vir区基因的影响 282

4.3 发根农杆菌染色体基因的影响 282

4.4 宿主对发根农杆菌侵染的敏感性 282

5 发根农杆菌转化的应用 282

5.1 促进生根 282

5.2 增强抗逆性 282

5.3 次生代谢产物生产 282

复习题 283

名词解释 283

问题 283

第31章 植物病毒载体介导基因转化 284

1 植物病毒的生物学特性 284

1.1 植物病毒的种类及其特性 284

1.2 植物病毒的形态结构 285

2 植物病毒介导基因转化的原理 286

2.1 植物病毒的侵染机制 286

2.2 病毒在植物细胞内的装配 286

3 植物病毒介导基因转化的程序 287

3.1 病毒载体转化系统的基本条件 287

3.2 病毒载体转化系统的选择策略 287

3.3 病毒载体转化的方法 288

4 病毒载体与质粒载体转化系统的比较 288

4.1 病毒载体与质粒载体转化系统的异同 288

4.2 病毒载体的缺点 288

5 病毒载体转化系统的应用潜力 288

复习题 289

名词解释 289

问答题 289

第32章 DNA直接导入法基因转化 290

1 化学诱导DNA直接转化 290

1.1 PEG介导基因转化 290

1.2 脂质体介导基因转化 292

2 物理法诱导DNA直接转化 293

2.1 电激法介导基因转化 293

2.2 超声波介导基因转化 294

2.3 显微注射介导基因转化 295

2.4 激光微束介导基因转化 296

2.5 基因枪法介导基因转化 297

2.6 低能离子束介导植物基因转化 301

复习题 302

名词解释 302

问题 302

第33章 植物种质系统介导基因转化 303

1 花粉管通道法介导基因转化 303

1.1 花粉管通道法的提出 303

1.2 花粉管导入的原理 303

1.3 花粉管通道法的操作程序 304

1.4 对花粉管通道法的技术评价 304

2 花粉粒介导基因转化 305

2.1 花粉粒介导基因转化的原理 305

2.2 花粉粒介导基因转化的操作程序 305

2.3 花粉粒基因转化的优点及问题 306

2.4 花粉粒基因转化的应用 306

3 生殖细胞浸泡法介导基因转化 306

3.1 浸泡转化法的原理 306

3.2 浸泡转化法程序 307

3.3 浸泡转化法的技术评价 307

4 胚囊、子房注射法介导基因转化 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、子房注射法的评述 308

5 萌发种子基因转化 309

5.1 萌发种子基因转化的原理 309

5.2 萌发种子胚基因转化方法 309

5.3 萌发种子基因转化的优缺点 309

5.4 萌发种子基因转化的应用前景 309

复习题 309

名词解释 309

问题 309

第34章 植物质体基因转化系统 310

1 植物质体基因转化系统概述 310

1.1 植物质体系统的定义 310

1.2 植物质体基因转化的研究历史 310

1.3 植物质体基因转化系统的优越性 310

2 叶绿体基因转化及原理 311

2.1 叶绿体基因组结构特点 311

2.2 叶绿体的转化方法及原理 311

2.3 叶绿体基因转化载体的特性 311

2.4 外源基因在叶绿体基因组的整合原理 312

3 外源基因在叶绿体基因组的表达 313

4 转化外源基因在叶绿体基因组的同质化途径 314

4.1 16SrRNA突变型细胞途径 314

4.2 利用筛选标记基因途径 314

4.3 利用花粉管导入途径 314

5 标记基因的选择及删除 314

5.1 选择筛选标记基因 314

5.2 筛选标记基因的删除 315

6 叶绿体基因工程的应用 315

6.1 提高光合效率 315

6.2 改良作物特性 316

6.3 生产药物及工业生物产品 316

7 存在问题及展望 316

7.1 转化效率低 316

7.2 叶绿体同质化困难 317

7.3 展望 317

复习题 317

名词解释 317

问题 317

部分近期参考文献 317

第六篇 转基因植物的检测 320

第35章 标记及报告基因的表达检测 320

1 抗生素抗性基因检测 320

1.1 β－葡萄糖苷酸酶基因gus的检测 320

1.2 氯霉素乙酰转移酶基因cat的检测 322

1.3 npt-Ⅱ基因的检测 323

2 抗除草剂基因检测 324

2.1 pat基因的检测原理 324

2.2 检测方法 325

3 生化代谢基因检测 325

3.1 冠瘿碱合成酶基因的检测 325

3.2 萤光素酶基因的检测 325

3.3 二氢叶酸还原酶基因的检测 326

4 生物安全性标记基因检测 326

4.1 磷酸甘露糖异构酶基因（pmi）的检测 326

4.2 木糖异构酶基因（xyla）检测 327

4.3 甜菜碱醛脱氢酶（BADH）基因的测定 327

4.4 绿色荧光蛋白基因gfp的检测 328

复习题 328

名词解释 328

问题 328

第36章 外源基因整合检测 329

1 外源基因整合的Southern杂交鉴定 329

1.1 植物DNA提取 329

1.2 杂交探针的制备 330

1.3 Southern印迹杂交 332

1.4 Southern印迹杂交结果分析 335

2 整合外源基因拷贝数的IPCR检测 337

2.1 IPCR的原理 337

2.2 IPCR技术要点 337

3 整合外源基因实时荧光定量PCR检测 337

3.1 实时荧光定量PCR概述 337

3.2 实时荧光定量PCR的基本概念 338

3.3 实时荧光定量PCR的化学原理 338

3.4 应用SYBR GreenⅠ法进行基因整合检测（绝对定量分析） 340

4 整合外源基因的原位杂交 340

4.1 染色体DNA原位杂交原理 341

4.2 染色体DNA原位杂交方法 341

复习题 341

名词解释 341

问题 341

第37章 外源基因的表达检测 342

1 外源基因转录的Northern杂交检测 342

1.1 植物RNA提取 342

1.2 探针制备 344

1.3 Northern斑点杂交 344

1.4 Northern印迹杂交 344

2 外源基因表达的RT-PCR检测 345

2.1 原理 345

2.2 RT-PCR反应程序 345

3 外源基因表达蛋白的检测 345

3.1 ELISA检测 345

3.2 免疫荧光技术检测 346

4 表达蛋白的含量测定 346

5 Western杂交检测 347

5.1 Western杂交原理 347

5.2 Western杂交程序 347

5.3 Western印迹实验设计 348

6 外源基因表达的原位杂交检测 348

6.1 组织细胞mRNA原位杂交 348

6.2 外源基因表达蛋白的组织细胞免疫定位 349

6.3 组织印迹的Northern及Western杂交 349

复习题 350

名词解释 350

问题 350

第38章 转基因植物的生物学特性检测 351

1 转基因植株外源基因纯合和嵌合性检测 351

1.1 转基因植株外源基因纯合体检测 351

1.2 转基因植株嵌合体检测 355

2 转基因植物遗传多样性检测 355

2.1 RFLP检测分析原理 355

2.2 RAPD检测分析原理 356

2.3 SSR标记分析转基因植株的遗传多样性 356

3 转基因植株的目的性状检测 358

3.1 生理生化检测转基因植物的目的性状指标 358

3.2 转基因植物目的性状的生物学鉴定 358

4 转基因植物稳定性检测 359

复习题 359

名词解释 359

问题 359

部分近期参考文献 360

第七篇 转基因植物的遗传特性及其安全性 362

第39章 外源DNA在转基因植物中的整合特性 362

1 外源DNA的整合特点 362

1.1 外源DNA整合的随机性 362

1.2 外源DNA整合的规律性 362

1.3 农杆菌介导法的整合特点 363

1.4 基因枪法的整合特点 363

1.5 花粉管通道法的整合特点 364

2 外源DNA的整合机制 364

2.1 T-DNA整合的机制 364

2.2 直接导入法外源DNA整合的分子机制 365

3 外源DNA的整合方式及结构变化 367

3.1 外源DNA的整合方式 367

3.2 转化后外源DNA的结构变化 368

4 外源DNA整合的效应 369

4.1 位置效应 369

4.2 重组效应 369

4.3 转基因拷贝数的效应（剂量效应） 370

4.4 转基因沉默 370

5 外源基因的删除 370

5.1 共转化法 370

5.2 转座子法 370

5.3 位点特异性重组法 371

5.4 染色体内同源重组法 372

5.5 几种方法的比较和评价 372

6 提高外源DNA有效整合的技术 372

6.1 定点重组转基因技术简介 372

6.2 定点重组转基因技术的主要类型 372

6.3 位点特异性重组的作用机制 373

6.4 位点特异性重组的应用 373

复习题 374

名词解释 374

问题 374

第40章 外源基因在转基因植物中的表达特性 375

1 外源基因的瞬时表达 375

1.1 瞬时表达的过程 375

1.2 瞬时表达的机制 375

1.3 植物瞬时表达的技术 376

1.4 瞬时表达的应用 376

2 外源基因的稳定表达 377

2.1 外源基因稳定表达的特点 377

2.2 外源基因稳定表达的类型 377

3 同源性和异源性外源基因的表达 378

3.1 同源性外源基因的表达 378

3.2 异源性外源基因的表达 379

4 外源基因的沉默 379

4.1 转基因沉默的表现 379

4.2 转基因沉默的机制 379

5 外源基因的整合方式对其表达的影响 381

5.1 外源基因的整合位置 381

5.2 外源基因的拷贝数 381

6 优化外源基因表达的策略 381

6.1 启动子的合理选择 381

6.2 目的基因的修饰 382

6.3 信号肽序列的利用 382

6.4 特殊序列的恰当使用 382

6.5 利用优良的转化方法和重组系统 383

复习题 383

名词解释 383

问题 383

第41章 外源基因的遗传特性及其利用 384

1 外源基因的遗传规律 384

1.1 孟德尔式遗传 384

1.2 非孟德尔式遗传 385

2 外源基因的遗传稳定性 387

2.1 转基因在转化细胞中的稳定性 387

2.2 转基因在遗传传递中的稳定性 387

2.3 转基因植株的倍性变化 388

2.4 沉默转基因的遗传稳定性 388

3 影响外源基因遗传特性的因素 388

3.1 环境条件 388

3.2 转化方法 389

4 转基因材料在遗传育种中的应用 389

4.1 转基因材料在遗传学研究中的利用 389

4.2 转基因材料的育种利用 390

4.3 转基因材料的基因聚合利用方法 392

4.4 快速利用转基因材料的技术 392

复习题 393

名词解释 393

问题 393

第42章 转基因植物的安全性 394

1 转基因生物安全性概述 394

1.1 生物安全的定义 394

1.2 转基因生物的安全性评价 394

1.3 转基因生物安全等级的划分 395

2 转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 标记基因的安全性 395

2.3 调控元件的安全性 396

2.4 载体骨架序列的安全性 396

3 转基因植物的环境安全性 396

3.1 生存竞争能力 396

3.2 基因漂移的环境影响 397

3.3 转基因植物的功能效率评价 397

3.4 对生物多样性的影响 397

3.5 产业化后的环境监测与风险管理 398

4 转基因植物的食品安全性 398

4.1 转基因食品安全 398

4.2 转基因植物食品安全性的评价内容 398

5 转基因生物安全管理 399

5.1 国外转基因生物安全管理 399

5.2 我国转基因生物安全管理 399

6 转基因生物安全的风险交流 400

6.1 风险交流的定义 400

6.2 风险评估、风险管理和风险交流之间的关系 400

7 转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 转基因玉米品种对大鼠肾脏和肝脏毒性事件 401

复习题 401

名词解释 401

问题 401

部分近期参考文献 401

第八篇 生物信息学与植物基因工程 406

第43章 生物信息学概述 406

1 什么是生物信息学？ 406

1.1 生物信息学概念 406

1.2 生物信息学的研究内容 406

2 生物信息学发展简史 408

3 生物分子数据库 408

3.1 基因组数据库 409

3.2 功能数据库 409

4 生物信息学在植物基因工程中的应用 410

4.1 生物信息学在基因信息挖掘中的应用 410

4.2 生物信息学在基因克隆中的应用 410

4.3 生物信息学在转基因植物表达分析中的应用 411

4.4 生物信息学在整合外源基因结构功能分析中的应用 411

复习题 411

问题 411

第44章 生物信息学与基因结构功能分析 412

1 序列同源性分析 412

1.1 序列比对 412

1.2 进化树分析 413

2 基因完整性分析 414

3 基因结构域分析 414

4 启动子分析 414

4.1 在线搜索的方法 415

4.2 本地运行方法 415

复习题 416

问题 416

第45章 生物信息学与植物基因分离克隆 417

1 植物基因组与基因信息获取 417

1.1 TAIR库资源的获取 417

1.2 GenBank库资源的获取 417

2 分子标记和基因组数据分析 418

2.1 基因表达数据分析与候选基因筛选 418

2.2 基因芯片数据分析 418

2.3 Next-generation sequencing（NGS）数据分析 419

3 基因克隆中的生物信息学方法 421

3.1 PCR引物设计方法 421

3.2 电子克隆基因 422

复习题 424

问题 424

第46章 生物信息学与蛋白质结构功能分析 425

1 蛋白质结构数据库 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 蛋白质结构预测 426

2.1 蛋白质二级结构预测的方法及软件 426

2.2 蛋白质三级结构预测的方法及软件 427

3 蛋白质功能预测 428

3.1 蛋白质功能预测方法 428

3.2 蛋白质结构与功能关系数据库 428

复习题 429

问题 429

部分近期参考文献 430

植物基因工程中英文名词对照 431