第一节 可能成为第二次绿色革命的技术基础 1
一、抗病 1
第一章 农业生物工程的前景和展望 1
二、抗虫 2
三、改良品质 2
四、利用杂交优势增产 2
五、抗逆 2
六、基因工程疫苗 2
第二节 生物工程体和生物工程产品的生物安全性 3
七、转基因动物反应器 3
一、Kanr的抗性基因NPTⅡ(aphA2)与转化为不可控的野草 4
二、aphA2能否扩散 5
三、aphA2基因产物是否对人、畜等动物有害 5
四、目标基因及其产物是否对人、畜等动物有害 5
五、转基因能否引起新病原菌的产生 6
第三节 我国农业生物工程的发展 7
二、植物快速繁殖的生产规模和植物种类大幅度增加 8
三、转基因植物得到发展 8
一、培育出的品种 8
四、在应用基础研究方面的发展 10
第四节 对我国农业生物工程的几点建议 12
一、加强应用基础研究，大力发掘有价值的基因和表达调控元件 12
二、结合国情发扬优势 12
三、实施对动物、植物新品种的专利保护 13
第五节 植物组织培养产业化现状及发展前景 13
一、国外植物组织培养产业的兴起和衰落 14
（一）我国试管苗产业的兴起与发展 16
二、我国试管苗产业的现状 16
（二）我国试管苗产业的特点和弱点 18
参考文献 21
第二章 生物固氮作用及其调控 23
第一节 生物固氮与持续农业 23
第二节 生物固氮反应机制 24
一、固氮酶的结构和功能 24
二、生物固氮反应机制 27
三、化学模拟生物固氮 31
第三节 生物固氮的调控 32
（一）肺炎克氏杆菌的固氮调控 33
一、自生固氮菌的固氮调控 33
（二）棕色固氮菌的固氮调控 37
（三）荚膜红杆菌的固氮调控 39
（四）巴西固氮螺菌的固氮调控 41
二、根瘤菌结瘤和固氮的调控 45
（一）豆科植物根瘤的形成 45
（二）结瘤基因的结构 46
（三）结瘤基因的功能和表达调节 47
（四）固氮基因的结构和功能 49
（五）nif和fix表达的调节 51
第四节 结束语 53
参考文献 53
第三章 植物激素的代谢与作用机理 56
第一节 引言 56
第二节 生长素 56
一、生长素吲哚乙酸的生物合成 56
二、生长素的代谢 58
三、生长素信号的转导途径 59
一、细胞分裂素的合成与分解代谢 61
第三节 细胞分裂素 61
二、细胞分裂素的信号转导途径 62
第四节 赤霉素 64
一、赤霉素的生物合成 65
二、赤霉素生物合成的调控 65
三、赤霉素的信号转导 67
四、麦类糊粉层中GA信号的转导 68
第五节 脱落酸 69
一、脱落酸的生物合成 69
二、脱落酸的信号转导 70
第六节 乙烯 72
一、乙烯的生物合成和调控 73
二、乙烯信号的转导 74
第七节 激素应用的成功范例 75
一、乙烯的应用举例 75
二、赤霉素的应用举例 75
三、生长素和细胞分裂素的应用举例 76
四、脱落酸的应用举例 76
参考文献 77
一、发展趋势 88
第一节 直接转化外源基因的概述 88
第四章 植物直接转化外源基因的方法 88
二、转化外源基因的受体 89
三、对转基因植物的检测与评估 91
第二节 直接转化外源基因的载体系统 92
一、用于直接转化载体系统的特点 92
二、用于直接转化载体系统的种类 93
三、用于直接转化载体的改进和优化 98
一、基因枪转化法 106
第三节 植物直接的遗传转化法 106
二、生殖细胞原位转化法 113
三、激光微束穿刺转化法 116
四、电激转化法 119
五、显微注射转化法 122
六、碳化硅纤维介导法 124
七、电泳转化法 125
八、超声波转化法 126
九、PEG介导的原生质体转化法 127
转基因植物中的遗传及存在的问题 129
第四节 植物基因直接转移与外源基因的整合表达及遗传 129
参考文献 133
第五章 高等植物抗性基因的研究进展 140
第一节 过敏性反应和系统获得性抗性 140
一、过敏性反应 140
二、系统获得性抗性 141
二、细胞壁加固 143
三、病程相关蛋白 143
一、活性氧的诱导释放 143
第二节 植物防卫反应 143
四、脂质氧化酶和植保素 144
第三节 植物抗性基因 144
一、抗性（R）基因克隆的方法 144
（一）转座子标签技术 144
（二）图位克隆技术 144
二、R基因产物的结构特征 145
（一）NBS-LRR类R基因 146
（二）Ser/Thr蛋白激酶类R基因 146
（一）植物细胞对病原信号的识别 147
三、植物R基因引发防卫反应的信号传导 147
（五）毒素还原酶类R基因 147
（四）类受体蛋白激酶R基因 147
（三）细胞外受体类R基因 147
（二）R基因介导的信号传导 148
（三）植物R基因的进化 149
第四节 植物抗病防卫反应及其基因工程 150
一、植物抗病防卫反应的激活 150
二、植物抗病害基因工程研究 151
（一）植物R基因的应用 151
（二）植物防卫反应基因的应用 152
三、小结 154
参考文献 155
第六章 植物抗虫育种的新途径 159
第一节 概述 159
第二节 抗虫基因的来源 160
一、植物来源的抗虫基因 161
二、蛋白酶抑制剂基因 162
三、植物来源的其他抗虫基因 163
四、与昆虫生长发育有关的基因 164
五、苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因 164
第三节 抗虫基因的克隆及改造 167
第四节 抗虫转基因植物研究进展 170
一、转Bt基因植物 170
二、表达蛋白酶抑制剂基因或双抗虫基因的抗虫转基因植物 172
三、表达双抗虫基因的转基因植物 173
四、其他植物来源的抗虫基因在转基因植物方面的应用 174
第五节 抗虫转基因植物的合理应用、预防昆虫产生耐受性的对策及生物安全性 174
一、抗虫转基因植物的合理应用 174
（三）表达水平控制法 176
（二）启动子调控 176
（一）基因策略 176
二、预防昆虫产生耐受性的对策 176
（四）综合管理 177
三、生物安全性 177
第六节 结束语 178
参考文献 179
第七章 植物耐逆性分子机制和基因工程 183
第一节 离子平衡 184
第二节 渗透调节物质 185
二、渗透蛋白 186
一、最重要的渗透调节剂－甜菜碱 186
三、二级胁迫应答及其他与渗透胁迫相关的功能性蛋白 188
第三节 胁迫应答的信号传递 189
一、蛋白激酶类 189
二、蛋白磷酸酶 191
三、乙烯信号传递与植物的逆境胁迫反应 192
四、顺式和反式作用元件 195
参考文献 197
一、食品业 201
二、非食品业 201
第一节 淀粉的用途 201
第八章 基因工程改良淀粉品质 201
第二节 淀粉的生物合成研究 203
一、淀粉生物合成过程 203
二、淀粉合成相关酶的生化和分子生物学研究 203
第三节 基因工程改良淀粉品质 209
一、改变淀粉含量 210
二、改变淀粉的质量 215
三、不停地探索 218
参考文献 219
第九章 转基因作物的环境风险分析 223
第一节 国际转基因作物的发展 223
第二节 转基因作物的环境风险分析 224
一、风险和风险分析 224
二、转基因作物环境风险分析的原则 225
三、转基因作物环境风险分析的参照物 225
四、常规育种与转基因育种的比较 227
五、转基因作物环境风险分析的内涵 229
一、下一代转基因作物及其潜在环境风险 241
第三节 未来转基因作物及其环境风险分析 241
二、未来监管政策和相关问题 246
三、需加强的相关研究领域 248
参考文献 249
第十章 植物生物反应器 255
第一节 概述 255
第二节 目前研究进展 256
一、工业用酶类和蛋白质 256
二、医药工程 256
一、转基因植物稳定整合表达系统 259
第三节 植物生物反应器的研制策略 259
二、重组植物病毒瞬时表达系统 260
三、植物稳定整合表达体系和重组植物病毒瞬时表达系统的比较 260
第四节 存在的问题及可能的解决方法 261
一、目的蛋白的糖基化问题 261
二、目的蛋白的提取与纯化 261
三、生物安全性 261
参考文献 262
第十一章 动物生物反应器 265
第一节 转基因动物的培育方法 265
一、显微注射 266
（一）基因构建 267
（二）DNA显微注射溶液 267
（三）胚胎的准备 268
（四）DNA的显微注射 269
（五）胚胎移植 269
二、胚胎干细胞法 270
三、反转录病毒载体 271
四、原始生殖细胞介导法 271
（二）转基因动物体细胞克隆 273
（一）利用外源基因直接转染核供体细胞生产转基因动物 273
五、精子载体法 273
七、克隆技术在转基因动物生产中的应用 273
六、脂质体介导精子作载体导入外源基因法 273
（三）体细胞基因打靶生产定点整合高效表达转基因动物 274
第二节 外源基因的表达 274
一、真核基因的结构与功能 274
二、转基因的表达 274
第三节 特异表达系统 276
一、乳腺表达系统 276
（一）乳清酸性蛋白基因及其表达构件 278
（二）牛αsl－酪蛋白基因及其表达构件 280
（三）β－酪蛋白基因及其表达构件 281
（四）羊β－乳球蛋白及其表达构件 282
二、血液表达系统 283
三、尿液表达系统 284
四、精浆表达系统 284
五、禽蛋表达系统 284
六、核型多角体病毒为载体的家蚕表达系统 285
七、转基因动物使用外源基因的种类和类型 287
（一）结构基因类 287
（二）所使用的启动子种类 288
第四节 动物生物反应器的经济价值及其应用前景 288
参考文献 291
（二）动物克隆的研究历史 293
（一）克隆技术的发展 293
二、细胞核移植的研究历史 293
一、克隆和克隆动物 293
第一节 克隆技术的研究历史 293
第十二章 动物克隆技术（细胞核移植）的研究现状及发展方向 293
三、动物克隆技术的发展阶段 295
（一）动物克隆技术的分类 295
（二）细胞核移植技术的发展阶段 295
（一）以原核期受精卵或2细胞胚胎为受体卵 296
二、受体细胞的去核 296
（二）体细胞的分离 296
（三）培养细胞的分离 296
一、供体核的分离 296
第二节 哺乳动物细胞核移植（克隆）操作方法 296
（一）胚细胞的分离 296
（二）以成熟卵母细胞为受体卵 297
三、核卵重组 298
（一）融合法 298
（二）注射法 298
四、移核胚的活化 298
五、移植胚的培养与移植 299
六、重复克隆（连续细胞核移植） 299
（二）化学激活 299
（三）生物激活 299
（一）电活化 299
第三节 动物克隆的影响因素 300
一、供体细胞核的影响 300
（一）供体细胞的年龄 300
（二）细胞周期 300
（三）培养时间 300
（三）遗传背景的影响 301
（二）细胞来源的影响 301
（一）细胞周期的影响 301
（四）细胞培养过程中的操作 301
二、卵母细胞作为受体的影响 301
三、核移植操作流程的影响 302
四、克隆效率很低的原因 302
（一）印记作用 302
（二）程序重排 302
（三）端粒 303
（四）线粒体 303
第四节 不同动物细胞核移植研究现状 303
一、羊（绵羊和山羊）细胞核移植的研究 303
二、牛细胞核移植的研究 303
三、小鼠细胞核移植的研究 304
四、猪细胞核移植的研究 304
五、兔细胞核移植的研究 304
六、鱼类细胞核移植的研究 304
一、繁殖性克隆 305
（一）大量增加优秀动物个体的数量 305
第五节 动物克隆技术的发展方向 305
七、其他 305
（二）转基因动物生产 306
（三）遗传资源保护 306
（四）建立动物模型 307
二、非繁殖性克隆 307
参考文献 308
第十三章 动物的性别控制 312
第一节 性别决定的研究 313
一、X精子和Y精子分离的研究 314
第二节 性别控制的研究 314
（一）X精子和Y精子间区别的研究 315
（二）X精子和Y精子的分离方法 316
二、胚胎性别鉴定的研究 319
（一）细胞学方法 319
（二）免疫学方法 319
（三）雄性特异DNA探针检测法 320
（四）PCR扩增DNA片段检测法 320
（五）PCR技术扩增SRY序列检测法 321
参考文献 322
中西文名词对照 324