第一篇 全球转基因植物的发展 3
第一章 转基因植物对全球繁荣的重要性 3
1.1 生物技术与转基因植物 3
1.1.1 生物技术 3
1.1.2 转基因植物 3
1.2 转基因植物发展的特点 4
1.2.1 转基因植物种类持续增多 4
1.2.2 转基因植物商品化速度明显加快 5
1.2.3 转基因植物作为生物反应器促进药物生产 6
1.2.4 转基因植物稳定高效表达技术不断完善 8
1.3.2 转基因植物技术促进农作物新品种的培育 10
1.3.1 传统农业面临的挑战 10
1.3 转基因植物对农业发展的影响 10
1.3.3 转基因植物商品化提高农业生产的效益 21
1.4 转基因植物对国民经济其他产业和人类社会的影响 22
1.4.1 转基因植物对医药业的影响 22
1.4.2 转基因植物对食品、纺织和化工等产业的影响 24
1.4.3 转基因植物对人类社会的影响 27
第二章 全球转基因植物进人田间试验情况 36
2.1 转基因农作物进入田间试验的国家和年度分布 36
2.1.1 全球田间试验发展概况 36
2.1.2 国家分布 37
2.2.1 转基因植物的田间试验基本概况 41
2.2 进入田间试验的转基因植物和性状分布 41
2.2.2 不同转基因植物和性状在国家和地区间分布 42
2.3 我国转基因植物的田间试验 47
2.3.1 我国转基因植物的田间试验状况 47
2.3.2 我国转基因植物田间试验中存在的问题 48
第三章 全球转基因作物的商业化 51
3.1 转基因作物种植在不同国家的分布 52
3.2 不同转基因作物的分布 54
3.3 商业化的转基因性状分布 60
3.3.1 商业化转基因性状 60
3.3.2 未来可能商业化的主要性状 61
3.4 转基因植物商业化中存在的问题 64
第四章 转基因作物应用的收益 66
4.1 工业化国家应用转基因作物的收益 67
4.1.1 美国耐除草剂大豆的收益 68
4.1.2 美国Bt玉米的收益 70
4.1.3 美国Bt棉花的收益 71
4.1.4 美国Bt马铃薯的收益 73
4.1.5 加拿大抗除草剂油菜的收益 73
4.2 发展中国家应用转基因作物的收益 74
4.2.1 中国的转基因作物收益 74
4.2.3 墨西哥的抗病毒马铃薯收益 77
4.2.4 肯尼亚的高产香蕉收益 77
4.2.2 阿根廷的转基因作物收益 77
第二篇 转基因植物的研制 81
第五章 转基因植物的基因转化方法 81
5.1 植物基因转化的受体系统 81
5.1.1 原生质体受体系统 81
5.1.2 愈伤组织受体系统 81
5.1.3 种质系统 82
5.1.4 胚状体受体系统 82
5.1.5 直接分化芽受体系统 82
5.2 农杆菌介导的植物基因转化技术 83
5.2.1 Ti质粒的结构与功能 83
5.2.2 Ti质粒载体系统 85
5.2.3 Ti质粒介导的遗传转化方法 87
5.2.4 发根农杆菌Ri质粒介导的基因转化 91
5.2.5 农杆菌介导的基因转化系统的应用及进展 92
5.3 DNA直接导入的基因转化技术 94
5.3.1 聚乙二醇（PEG）介导的基因转化 94
5.3.2 脂质体介导法 96
5.3.3 电穿孔法 96
5.3.4 基因枪法 99
5.3.5 其他方法 103
5.4 花粉管通道法介导的基因转化技术 105
5.4.1 原理 106
5.4.2 操作程序 107
5.4.3 应用 109
第六章 转基因植物的诊断方法 117
6.1 基于报告基因／选择标记基因的转基因植物诊断方法 117
6.1.1 选择性标记基因 117
6.1.2 报告基因 119
6.1.3 选择性标记基因和报告基因鉴定方法 120
6.1.4 PCR快速检测法 144
6.1.5 报告基因的分离分析与转基因插入拷贝数的鉴定 152
6.2 外源目的基因整合的鉴定 154
6.2.1 分子杂交与转基因植物的鉴定 154
6.2.2 Southern杂交 154
6.2.3 PCR-Southern杂交 190
6.2.4 Southern斑点杂交 192
6.2.5 应用原位杂交技术鉴定外源基因整合的位点 193
6.2.6 应用DNA标记技术鉴定外源基因的整合 193
6.3 转基因植物的外源基因表达检测 197
6.3.1 外源基因转录的检测 197
6.3.2 外源基因表达蛋白的检测 206
第七章 转基因水稻 214
7.1 转基因水稻植株的培育 214
7.1.1 农杆菌介导法 214
7.1.2 基因枪法 216
7.1.3 标记基因及其消除 217
7.2.1 转基因的整合与遗传特点 219
7.2 转基因的遗传、表达与沉默 219
7.2.2 转基因的表达与调控 220
7.2.3 转基因沉默 221
7.3 抗生物和非生物胁迫转基因水稻的培育 222
7.3.1 抗虫水稻 223
7.3.2 抗病水稻 225
7.3.3 抗逆转基因水稻 226
7.4 稻米品质的基因工程改良 227
7.4.1 淀粉品质 227
7.4.2 蛋白质品质 228
7.4.3 金米 228
7.5 水稻基因组的研究 229
7.4.4 富铁稻米 229
第八章 转基因小麦 239
8.1 转基因小麦研制方法 239
8.1.1 常用基因来源 239
8.1.2 表达载体 240
8.1.3 目的基因向小麦的转化 242
8.1.4 转化体的筛选和鉴定 246
8.1.5 基因转化后再生植株选择和转基因表达分析 247
8.2 转基因小麦研究进展及展望 247
8.2.1 抗病毒转基因小麦 249
8.2.2 改良籽粒品质的转基因小麦 250
8.2.3 改变籽粒中淀粉结构的转基因小麦 251
8.2.4 抗病、抗虫转基因小麦 252
8.2.5 雄性核不育小麦的培育 253
8.2.6 培育抗除草剂转基因小麦 253
第九章 转基因玉米 257
9.1 玉米转基因技术概述 258
9.1.1 转基因的导入技术 258
9.1.2 转化受体的基因型选择及愈伤组织的培养与植株再生 262
9.1.3 转化体的表达调控与选择 263
9.2 抗虫转基因玉米的研制 267
9.2.1 抗虫转基因玉米的研究进展 267
9.2.2 抗虫转基因 268
9.2.3 Bt基因在玉米中的遗传及其稳定性 269
9.3 抗除草剂转基因玉米的研制 271
9.3.1 抗除草剂转基因玉米的研发现状 271
9.3.2 抗除草剂转基因及其应用 271
9.4 其他转基因玉米的研制 273
9.4.1 抗旱耐盐转基因及其应用 273
9.4.2 抗真菌转基因及其应用 274
9.4.3 抗病毒转基因及其应用 276
9.4.4 基因工程雄性不育性的创制 277
第十章 转基因棉花 283
10.1 转基因棉花的培育 283
10.1.1 农杆菌介导法 284
10.1.2 花粉管通道法 286
10.2 转基因棉花中外源基因的表达调控和遗传 289
10.2.1 影响外源基因表达的元件 289
10.2.2 转基因棉花的遗传 292
10.3 抗除草剂转基因棉花的研究 292
10.3.1 抗草甘膦除草剂转基因棉花的研究 293
10.3.2 抗溴苯腈转基因棉花的研究 293
10.3.3 抗2,4-D除草剂转基因棉花的研究 293
10.3.4 抗磺酰脲类除草剂转基因棉花的研究 294
10.3.5 抗草丁膦除草剂转基因棉花的研究 294
10.4 抗虫转基因棉花的研究 294
10.4.1 Bt转基因抗虫棉的研究 295
10.4.2 胰蛋白酶抑制剂转基因棉花的研究 296
10.4.3 其他转基因抗虫棉的研究 297
10.5 其他转基因棉花的研究 300
10.5.1 抗病转基因棉花研究 300
10.5.2 抗逆境转基因棉花研究 302
10.5.3 转基因雄性不育棉花的研究 302
10.5.4 棉花纤维品质改良基因工程研究 304
10.6 转基因棉花研究展望 306
第十一章 转基因马铃薯 314
11.1 抵抗生物逆境基因工程 314
11.1.1 马铃薯抗病基因工程 314
11.1.2 抗昆虫转基因马铃薯 320
11.2 抵抗非生物逆境基因工程 321
11.2.1 抗干旱研究 322
11.2.2 抗冻害的研究 322
11.3 改善马铃薯的产量和品质 322
11.3.1 增加马铃薯块茎的尺寸 323
11.3.2 改善马铃薯的营养价值 323
11.3.3 防止切开马铃薯变褐的措施 323
11.4 生物反应器 324
11.4.1 以马铃薯生产人奶蛋白 325
11.4.2 食用马铃薯疫苗的研究开发 326
11.4.3 转蜘蛛丝蛋白基因的马铃薯 327
12.1 大豆转基因的方法和程序 330
第十二章 转基因大豆 330
12.1.1 农杆菌介导的转基因 332
12.1.2 物理方式的转基因 334
12.1.3 生物和物理方式相结合的基因导入 336
12.2 大豆含目的基因质粒的构建 336
12.2.1 抗除草剂草甘膦的CP4 EPSPS基因 336
12.2.2 抗豆荚花斑病毒的BPMVCP-P基因 337
12.2.3 抗虫Bt crylA基因 337
12.2.4 去饱和酶基因 337
12.3 转基因大豆的生产应用 337
12.3.1 抗草甘膦大豆的生产应用 338
12.3.2 抗草甘膦大豆的营养品质及安全性 339
12.3.3 抗草甘膦大豆的除草效果和经济效益 343
12.3.4 抗草甘膦大豆的检测 343
12.3.5 有望在短期内应用于生产的转基因大豆 344
第十三章 转基因油菜 354
13.1 油菜的遗传转化方法 354
13.1.1 农杆菌介导转化法 354
13.1.2 外源基因直接转化法 357
13.2 转化受体及筛选标记 362
13.2.1 转化受体 362
13.2.2 筛选标记 365
13.3.1 基因表达调控 367
13.3 遗传特性 367
13.3.2 外源基因的遗传特性及传递规律 368
13.4 外源基因在油菜育种中的应用 368
13.4.1 抗病、虫及除草剂转基因油菜 369
13.4.2 品质改良转基因油菜 371
13.4.3 转基因雄性不育油菜 374
13.5 问题与展望 375
第十四章 转基因烟草 381
14.1 抗真菌病害的转基因烟草研究 381
14.1.1 烟草抗真菌病害防卫反应的研究 382
14.1.2 几丁质酶与β1,3葡聚糖酶的研究与应用 383
14.1.5 过氧化物酶基因及其应用 384
14.1.3 植物抗毒素基因及其应用 384
14.1.4 RIP基因及其应用 384
14.1.6 问题与展望 385
14.2 抗病毒病转基因烟草研究 385
14.2.1 CP基因的研究与利用 385
14.2.2 病毒卫星RNA的利用 387
14.2.3 病毒复制酶基因及其应用 387
14.2.4 核糖体失活蛋白的特性及抗病原理 388
14.2.5 干扰素基因及其应用 389
14.2.6 缺陷干扰颗粒的应用 389
14.3.1 利用非植物抗菌蛋白 390
14.3 烟草抗细菌病害基因工程研究 390
14.3.2 抑制细菌毒素 391
14.3.3 克隆和表达外源抗菌基因 391
14.3.4 共诱导侵染点细胞程序化死亡 392
14.3.5 烟草抗细菌病害基因工程的应用前景 392
14.4 抗虫转基因烟草研究 393
14.4.1 第一代抗虫基因 393
14.4.2 第二代抗虫基因 395
14.4.3 问题与展望 396
14.5 抗除草剂转基因烟草研究 397
14.5.1 抗除草剂转基因机理研究及抗除草剂基因种类 397
14.6 分子标记技术在烟草研究中的应用 398
14.5.2 抗除草剂基因应用于其他研究 398
14.6.1 RAPD标记在烟草研究中的应用 399
14.6.2 发展前景 400
14.7 特殊用途转基因烟草的研究 401
14.7.1 利用转基因烟草生产药物 401
14.7.2 耐不良环境转基因烟草研究 403
14.7.3 抗重金属毒性转基因烟草研究 403
14.7.4 抗热（耐高温）转基因烟草研究 403
第十五章 转基因蔬菜 409
15.1 茄果类蔬菜转基因的研究 409
15.1.1 转基因番茄 409
15.1.2 转基因茄子 414
15.2 芸薹属蔬菜转基因的研究 415
15.2.1 花椰菜 416
15.2.2 白菜 416
15.2.3 甘蓝 417
15.3 葫芦科蔬菜转基因的研制 417
15.3.1 甜瓜 417
15.3.2 番木瓜 417
15.3.3 西葫芦 419
15.4 甜菜转基因的研究 420
16.1 林木转基因应用研究 426
16.1.1 抗虫转基因研究 426
第十六章 转基因林木 426
16.1.2 抗病转基因研究 427
16.1.3 抗除草剂基因工程 428
16.1.4 生殖发育调控基因工程 429
16.1.5 抗逆境基因工程 430
16.1.6 材性改良基因工程 431
16.2 林木转基因基础性研究 433
16.3 林木转基因应用情况 435
16.4 存在问题及展望 435
第十七章 转基因果树 442
17.1 转基因苹果 444
17.2 转基因番木瓜 445
17.3 转基因香蕉 447
17.4 转基因核桃 448
第十八章 转基因花生、花卉和草类 452
18.1 转基因花生 452
18.2 转基因花卉 453
18.2.1 改变花色 454
18.2.2 控制形态 454
18.2.3 调控香味 455
18.2.4 延长花期 455
18.2.5 改良其他品质 455
18.2.7 结束语 456
18.3 转基因草类 456
18.2.6 调控开花 456
18.3.1 豆科牧草 457
18.3.2 禾本科牧草与草坪草 462
18.4 结束语 464
第三篇 转基因植物的安全性评价 473
第十九章 转基因植物食品的安全性评价 473
19.1 转基因植物食品的安全性 473
19.2 转基因植物食品安全性评价的原则 475
19.2.1 实质等同性原则 475
19.2.4 逐步评估原则 478
19.2.3 个案评估原则 478
19.2.2 预先防范性原则 478
19.2.5 风险效益平衡原则 479
19.2.6 熟悉性原则 479
19.3 转基因食品安全性评价的内容 479
19.3.1 毒性 480
19.3.2 过敏 481
19.3.3 抗生素抗性标记基因 482
19.4 小结 482
第二十章 转基因植物生态环境的安全性评价 484
20.1 转基因植物的潜在风险 484
20.1.1 转基因作物本身可能演化为杂草 484
20.1.2 基因流与转基因逃逸及其对近缘物种的潜在威胁 485
20.1.3 转基因植物对非目标生物的危害及生物多样性的影响 487
20.1.4 抗病毒转基因作物带来的潜在风险 489
20.1.5 转基因植物中非目的的外源基因序列的潜在风险 491
20.2 转基因植物环境的安全性评价方法 492
20.2.1 转基因植物环境安全性评价的目的与原则 492
20.2.2 转基因植物潜在风险评价的技术路线与方法 493
第二十一章 转基因产品安全性评价的实例 499
21.1 转Bt基因抗虫棉安全性评价 499
21.2 转基因玉米的安全性评价 500
21.3 抗虫转基因马铃薯的安全性评价 502
22.1.1 样本采集的总体原则 505
22.1.2 转基因样本采集中使用的一些术语 505
第二十二章 转基因农产品的检测 505
22.1 样本的采集 505
22.1.3 与GMO检测有关的ISO采样标准 506
22.1.4 建议和注意事项 506
22.2 样品制备和DNA分离方法 507
22.2.1 碱法DNA抽提 508
22.2.2 样品研磨和DNA纯化 508
22.2.3 DNA纯化的具体方法步骤介绍 508
22.3 定性PCR的检测方法 510
22.3.3 PCR检测方法的缺点和局限性 511
22.3.4 PCR检测方法的操作程序 511
22.3.2 PCR检测方法的优点 511
22.3.1 检测策略概要 511
22.4半 定量和定量PCR检测方法 516
22.4.1 策略概要 517
22.4.2 绝对定量和相对定量 518
22.4.3 优点、不足和局限性 518
22.4.4 常用方法的简介 519
22.5 免疫学检测方法 523
22.5.1 策略概要 523
22.5.2 检测方法 523
22.6 以选择性遗传标记为基础的检测方法 524
22.5.3 小结 524
22.6.1 转基因植物常用的主要选择性标记基因 525
22.6.2 选择性标记基因的直接检测方法 526
22.6.3 间接检测方法 526
第四篇 转基因植物的安全性管理 533
第二十三章 全球对转基因食品的认识 533
23.1 欧洲国家的反应 533
23.2 美洲国家的反应 535
23.3 其他国家的反应 538
第二十四章 转基因植物的安全性管理 541
24.1 转基因植物生物安全性管理的范畴及重要性 541
24.2 部分国家、国家联盟和地区的转基因植物安全性管理 543
24.2.1 北美 543
24.2.2 欧盟 547
24.2.3 英国 550
24.2.4 德国 551
24.2.5 日本 552
24.2.6 非洲 555
24.2.7 拉丁美洲和加勒比海地区 558
24.3 中国转基因植物的管理办法 559
24.3.1 转基因植物安全性管理的原则 559
24.3.2 基因改良活生物体安全性等级的划分与安全管理措施 561
24.3.3 中国转基因植物安全管理能力建设 563
第五篇 附录 569
附录一 农业转基因生物安全管理条例 569
附录二 农业转基因生物安全评价管理办法 576
附录Ⅰ 转基因植物安全评价 585
附录Ⅱ 转基因动物安全评价 592
附录Ⅲ 转基因微生物安全评价 598
附录Ⅳ 农业转基因生物及其产品安全控制措施 614
附录三 农业转基因生物进口安全管理办法 618
附录四 农业转基因生物标识管理办法 621
附录五 转基因植物研究常用的外源基因和启动子中英文名称对照表 625
附录六 转基因植物获得抗性对应的主要除草剂英汉对照表 627
附录七 转基因植物研究涉及的主要植物病毒名称英汉对照表 628
附录八 生物技术专业术语和有关国际机构名称英汉对照表 629
附录九 生物技术和转基因植物有关的网站和网址 635
附录十 全球正式批准的转基因植物品种（系）一览表 649