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第一章 植物生物技术发展的简介 1

一、植物生物技术发展的简史 1

二、植物生物技术主要领域的发展 5

思考题 8

主要参考文献 8

第二章 植物细胞的全能性 9

第一节 植物细胞的脱分化与植物感受态细胞的发生 9

一、细胞周期与脱分化 9

二、植物细胞脱分化的条件和特征 10

三、感受态细胞 11

第二节 植物细胞的决定作用 15

一、诱导细胞决定的信号分子 16

二、决定细胞的特征 18

三、细胞决定作用发生的时期 20

第三节 细胞和组织分化 20

一、维管束组织的分化 21

二、导管细胞分化的分子调控 21

三、培养基成分对维管束成分分化的影响 21

第四节 细胞全能性在细胞培养过程中的变化 22

一、愈伤组织的驯化 22

二、长期培养物形态发生潜力的丧失 23

思考题 23

主要参考文献 23

第三章 植物组织培养基和组织培养基本技术 25

第一节 培养基 25

一、无机营养 27

二、有机营养 34

三、植物生长调节剂 40

四、凝胶剂 42

五、培养基中的其他物质 44

六、培养基的类型 45

七、培养基的配制 45

第二节 实验室的配置 47

一、准备实验室 47

二、无菌操作室 48

三、培养室 48

第三节 植物材料的表面消毒 49

一、消毒剂 49

二、外植体的表面消毒 49

思考题 50

主要参考文献 50

第四章 培养细胞的形态发生 51

第一节 愈伤组织的诱导和生长调节 51

一、愈伤组织的诱导 51

二、愈伤组织的生长调节 51

第二节 器官发生 53

一、培养细胞器官发生的特征 53

二、器官发生过程中培养细胞的生理变化 53

三、诱导器官发生的特异性基因表达 54

四、器官发生的假说 61

第三节 体细胞胚的发生 64

一、体细胞胚发生的特征 64

二、胚性细胞的生理变化 69

三、体细胞胚发生的基因调控 71

四、体细胞胚发生的假说 74

第四节 培养细胞形态发生的调节 77

一、外植体的选择 77

二、培养基的成分 79

三、培养条件 81

思考题 82

主要参考文献 83

第五章 试管苗的快速繁殖 85

第一节 无病毒苗木的培育 85

一、培育脱毒苗的途径 86

二、脱毒苗的鉴定 91

第二节 试管苗的快速繁殖 92

一、启动阶段 93

二、组培苗的增殖 96

三、生根 98

四、移栽 101

五、光自养快速繁殖 102

第三节 人工种子 105

一、人工种子的种类和制备 105

二、人工种子的萌发 107

第四节 种质资源的保存 108

一、低温保存 108

二、冷冻保存 108

思考题 112

主要参考文献 112

第六章 细胞培养及其应用 113

第一节 细胞培养 113

一、悬浮细胞的来源和初始培养 113

二、悬浮细胞的培养方式 115

三、固定化培养 117

四、培养细胞生长量和活力分析 119

第二节 细胞培养生产有用的次生代谢产物 120

一、植物细胞反应器的类型 120

二、细胞培养生产有用次生代谢产物的种类 124

三、高效生产次生代谢产物的策略 126

第三节 细胞突变体的诱导和筛选 137

一、突变细胞的来源 137

二、培养细胞突变发生的机理 142

三、诱导培养细胞突变的主要类型 147

四、培养细胞变异的筛选和鉴定 150

思考题 152

主要参考文献 153

第七章 单倍体和三倍体的细胞培养 154

第一节 单倍体植株的来源 154

一、单倍体植株产生的途径 154

二、诱导小孢子形成胚的过程 155

第二节 通过雄核发育途径培育单倍体 159

一、花药培养 159

二、小孢子培养 165

三、影响花药和花粉培养的因素 167

第三节 通过雌核发育途径培育单倍体 170

一、未受精胚珠和子房的培养 170

二、产生单倍体的其他途径 176

第四节 单倍体植株的染色体加倍和鉴定 178

一、单倍体植株的鉴定 178

二、染色体加倍 178

三、单倍体培养在植物遗传和育种中的应用 181

第五节 胚乳培养 182

一、取样 185

二、接种与培养 185

三、培养基 186

四、胚乳植株再生 186

五、三倍体的应用与局限性 187

思考题 188

主要参考文献 188

第八章 植物原生质体培养和体细胞杂交 189

第一节 植物原生质体培养 189

一、植物原生质体的分离 189

二、原生质体培养 194

第二节 植物体细胞杂交 197

一、原生质体融合的方法 197

二、体细胞杂交的类型 200

三、体细胞杂种的选择和鉴定 203

第三节 体细胞杂种的遗传 204

一、细胞核对称体细胞杂种 205

二、细胞核不对称体细胞杂种 205

三、细胞质基因组的遗传 206

思考题 209

主要参考文献 210

第九章 植物基因的克隆 211

第一节 植物基因的结构和功能 211

一、植物基因的结构和特点 211

二、植物功能基因的类型 213

第二节 基因克隆的载体 215

一、质粒载体 215

二、噬菌体载体 219

三、黏粒载体 222

四、人工染色体载体 223

第三节 基因克隆的工具酶 224

一、限制性核酸内切酶及其应用 224

二、DNA连接酶及其应用 225

三、DNA聚合酶及其应用 226

四、修饰性工具酶 228

第四节 基因克隆的策略 229

一、目标DNA片段的获得 229

二、载体的选择及制备 230

三、目的DNA片段和载体的连接 231

四、重组载体转化宿主细胞 232

五、重组克隆的筛选 233

第五节 植物目的基因的分离与克隆方法 234

一、生物芯片 235

二、基因文库的构建和目的基因的筛选 236

三、蛋白质组的差异分析 240

四、mRNA差异显示 240

五、插入失活技术 240

六、图位克隆 242

七、其他方法 243

第六节 植物microRNA基因的克隆及其靶基因的确定 245

一、植物miRNA的生物合成 246

二、miRNA基因的克隆 247

三、miRNA靶基因的确定 248

思考题 248

主要参考文献 249

第十章 外源基因导入植物细胞 250

第一节 根癌土壤杆菌介导的遗传转化 250

一、Ti质粒 250

二、农杆菌介导的遗传转化机理 253

三、Ti质粒的改造和利用 257

四、农杆菌介导的基因转移方法 266

第二节 基因直接转移方法 266

一、化学方法 267

二、物理方法 267

三、农杆微弹转化方法 269

第三节 转基因表达的调控 270

一、组成型表达 270

二、诱导型表达 271

三、基因瞬时表达和稳定表达 281

第四节 转基因的表达特征 281

一、外源基因拷贝数量、插入位点与排列 281

二、外源基因表达序列的特征 283

三、外源基因表达的沉默 284

四、外源基因表达产物的定位 288

第五节 删除标记基因的技术 289

一、共转化 289

二、位点特异性重组 290

三、转座 290

四、MAT载体系统 290

五、不使用选择标记基因 291

思考题 291

主要参考文献 292

第十一章 DNA分子标记 293

第一节 非PCR依赖的分子标记 293

一、限制性片段长度多态性标记 293

二、染色体原位杂交 297

第二节 基于PCR的分子标记 298

一、随机扩增多态性DNA 298

二、简单序列重复 302

三、扩增片段长度多态性（AFLP） 303

四、相关序列扩增多态性（SRAP） 306

五、DNA扩增指纹印迹（DAF） 308

六、随机引物聚合酶链式反应（AP-PCR） 309

七、特异的PCR标记 310

第三节 DNA分子标记的应用 313

一、遗传多样性与亲缘关系研究 313

二、图谱定位控制重要性状的基因 313

三、分子标记辅助选择 316

四、比较基因组研究 317

五、杂种优势的预测 317

第四节 生物芯片 319

一、生物芯片的种类 319

二、生物芯片技术的应用 322

思考题 324

主要参考文献 324

第十二章 转基因植物的研究与应用 326

第一节 抗虫害 327

一、微生物来源的抗虫基因 327

二、高等植物来源的抗虫基因 329

第二节 抗病毒病害 330

一、外壳蛋白基因 331

二、卫星RNA 332

三、核糖体灭活蛋白 333

第三节 抗细菌和真菌病害 333

一、抗菌蛋白 334

二、诱导超敏反应的抗性蛋白 335

第四节 抗除草剂 337

一、修饰除草剂的靶蛋白 338

二、解毒蛋白 339

第五节 抗逆性 339

一、耐干旱和盐碱 339

二、抗寒 340

三、耐重金属污染 341

第六节 植物品种品质的改良 342

一、种子贮藏蛋白 342

二、淀粉和糖类 343

三、脂肪酸 345

四、维生素 346

五、延迟果实成熟 346

第七节 植物生长发育的调节 348

一、调节内源激素水平 349

二、调节小孢子发育 349

三、调节甜味蛋白和花色素成分 349

第八节 药物生产 351

一、抗体 351

二、可食疫苗 353

第九节 转基因植物的安全性及其评价 358

一、选择标记基因 358

二、转基因食品 358

三、转基因植物对生态安全性的风险 359

四、转基因植物的安全性评价 362

思考题 363

主要参考文献 364