第一章 导论 1
一、生物技术概论 1
二、现代生物技术的范畴 1
三、现代生物技术与21世纪农业 9
参考文献 16
第二章 植物基因工程的分子生物学基础 18
第一节 基因的现代概念 18
一、基因的结构 18
二、基因的表达与调控 19
三、基因的分离与合成 24
四、移动基因 25
五、断裂基因 27
六、假基因 30
七、重复序列与重复基因 31
八、重叠基因 33
九、同源异形基因与同源异形盒基因 34
第二节 高等植物器官发育的基因表达与调控 35
一、概述 35
二、植物的器官发育与基因调控 37
三、植物营养器官特异基因 51
四、植物同源异形(盒)基因与其转录因子 58
五、植物特化器官的特异基因 62
第三节 植物叶绿体、线粒体、抗病原体及种子贮存蛋白等基因的分子生物学概论 68
一、植物叶绿体分子生物学 68
二、植物线粒体基因及其调控 75
三、植物与病原微生物互作的分子生物学 81
四、种子贮存蛋白基因 89
第四节 基因组研究概况及主要作物基因组研究进展 92
一、基因组的物理图谱与DNA测序 93
二、几种生物基因组分析的现状 97
三、主要作物基因组研究进展 100
参考文献 108
第三章 植物基因工程概论 114
第一节 植物目的基因的分离 114
一、构建基因文库及目的基因的分离 115
二、基因定位克隆 116
三、克隆基因的分离 123
第二节 植物基因工程载体的构建 136
一、Ti质粒的功能与结构 136
二、Ti质粒的改造与植物基因工程载体的构建 139
三、其他植物基因工程载体 144
四、植物转化载体的构建 146
第三节 植物的遗传转化 148
一、农杆菌介导的遗传转化法 149
二、DNA直接转化法 152
三、通过细胞击孔向植物导入外源基因 153
四、叶绿体遗传转化 155
第四节 转基因植物的筛选与鉴定 159
一、转化细胞的筛选 159
二、外源基因表达的检测 160
三、转化效果的鉴定 160
一、植物转基因的整合机制 161
第五节 植物转基因表达的调控 161
二、转基因沉默 165
三、基质结合区(MARs)与转基因植物的基因表达 167
四、诱导型启动子与转基因的有效表达 170
五、外源基因在转化植物中的转录后调控 172
参考文献 176
第四章 转基因植物的研究与应用 179
第一节 转基因植物与优良品质的培育 181
一、改变植物贮藏蛋白的品质 181
二、调节碳水化合物的合成 182
三、改善植物油脂的品质 182
四、改进植物品质的新途径 184
一、植物抗性基因的克隆 185
第二节 植物抗病基因的克隆与转基因抗病育种 185
二、抗病基因与抗病育种 187
第三节 抗植物病毒基因工程 188
一、向植物转入病毒外壳蛋白基因 189
二、复制酶基因介导的抗性 192
三、病毒移动蛋白 192
四、向植物中转入病毒的卫星RNA基因 193
五、利用病毒的反义RNA 193
六、利用核(苷)酶裂解病毒基因组 194
一、抗真菌蛋白基因 195
第四节 抗真菌植物基因工程 195
二、植物抗毒素基因 197
第五节 抗虫植物基因工程 197
一、Bt毒蛋白基因 198
二、其他抗虫基因在农业上的应用研究 201
第六节 抗除草剂基因工程 204
一、筛选抗除草剂农作物 204
二、抗除草剂基因的克隆和转基因 205
三、抗除草剂基因工程的应用前景 207
第七节 植物抗渗透胁迫(抗盐、抗旱)与抗寒冻基因工程 207
一、植物抗渗透胁迫(抗盐、抗旱)的分子生物学与基因工程 208
二、植物抗冻蛋白的分子生物学与基因工程 217
第八节 生物固氮的分子生物学及其基因工程概论 221
一、根瘤菌的固氮作用 222
二、耐盐联合固氮菌及其遗传改造与应用 235
第九节 植物雄性不育及其基因工程研究 238
一、细胞质雄性不育与线粒体分子生物学 238
二、应用生物技术获得雄性不育植株 244
三、雄性不育的保持与恢复 246
一、动物基因在植物中的转化及表达 247
第十节 转基因植物--生产药物的新型生物反应器 247
二、转基因植物生产疫苗的研究 248
三、转基因植物产生抗体的研究 249
四、在植物中表达的蛋白质药物 252
五、植物生物反应器存在的问题与展望 253
第十一节 转基因作物的安全性及其对策与专利问题 255
一、转基因作物的潜在风险 255
二、转基因作物作为食品的安全性问题 261
三、转基因作物的专利保护：终止子技术 265
四、我国学者对转基因作物安全性与专利问题对策的建议 267
参考文献 269
第五章 转基因动物的研究与应用 280
第一节 转基因动物的技术方法 281
一、转基因技术与载体细胞 281
二、基因导入的方法 283
第二节 外源基因在转基因动物中的整合、表达与调控 286
一、转基因的整合与表达 287
二、调控元件的研究 290
三、转基因的整合与表达检测技术 293
第三节 转基因鱼类的研究与应用 295
一、鱼类转基因的概况 297
二、转基因鱼类的实验技术与方法 300
三、转基因鱼类研究的进程与展望 302
四、经济鱼类转基因研究的发展趋势 304
第四节 转基因鸡(家禽) 304
一、鸡的遗传学及繁殖特点 304
二、外源基因导入的方法 305
三、转基因鸡的应用前景 307
第五节 转基因哺乳类动物与生物反应器 308
一、转基因小鼠 308
二、转基因大型动物 317
三、转基因动物研究中存在的问题 321
一、胚胎干细胞 324
第六节 胚胎干细胞与基因打靶 324
二、基因打靶 328
三、胚胎干细胞与基因打靶技术的应用前景 336
四、植物基因打靶技术的研究进展 342
参考文献 343
第六章 动物细胞核移植与克隆动物 350
第一节 克隆的基本概念 350
第二节 胚胎细胞核移植克隆动物 351
一、细胞核移植的发展简史 351
二、两栖类胚胎细胞核移植的研究 351
三、鱼类胚胎细胞核移植与杂种克隆鱼研究 352
四、哺乳动物胚胎细胞核移植--胚胎细胞克隆 357
第三节 分化体细胞核移植克隆动物 360
一、克隆羊的成功及其科学意义 360
二、哺乳动物体细胞核移植的研究进展 361
三、哺乳动物体细胞克隆相关理论的研究进展 363
四、动物克隆技术的发展及产业化 365
参考文献 368
第七章 现代分子生物学技术研究进展 371
第一节 基因多态性分析的DNA指纹技术 371
一、以分子杂交为基础的DNA指纹技术 371
二、以PCR为基础的DNA指纹技术 372
第二节 mRNA差异显示技术 381
一、mRNA差异显示技术原理 381
二、mRNA差异显示技术操作步骤 382
三、差异显示技术的发展 384
四、mRNA差别显示技术的应用 385
第三节 染色体显微切割与微克隆技术 387
一、技术原理 388
二、显微切割 388
三、微克隆的建立 389
四、染色体DNA文库的构建 390
五、染色体显微切割技术的应用 391
第四节 DNA芯片技术 393
一、DNA芯片的基本原理 394
二、DNA芯片的制备 395
三、DNA芯片的种类及其应用 399
四、目前DNA芯片技术存在的问题及其研究进展 402
第五节 表面展示技术 402
一、原核蛋白表面展示系统 403
二、真核蛋白表面展示系统 410
三、表面展示技术的应用 412
参考文献 415
附录 英汉名词对照 422