0绪论：植物基因工程概述 1
0.1植物基因工程的定义 1
0.2植物基因工程的研究发展历史 2
0.3植物基因工程的理论依据及技术路线 5
0.4植物基因工程研究的内容 7
0.5植物基因工程的发展现状及前景 9
复习题 11
第一篇 植物基因分子生物学 12
第1章 植物基因组的结构与功能 12
1.1植物基因组与基因组学的基本概念 12
1.2植物基因组的结构特点 13
1.3植物细胞三套基因组的结构功能 19
1.4植物细胞三套基因组的遗传关系 23
复习题 26
第2章 植物基因的分子结构与功能 27
2.1植物细胞核基因的分子结构与功能 27
2.2植物叶绿体基因的分子结构与功能 31
2.3植物线粒体基因的分子结构与功能 36
复习题 38
第3章 植物基因的表达调控 40
3.1植物基因表达的基本概念 40
3.2植物基因表达的调控特点 45
3.3基因表达调控的生物学意义 56
3.4植物基因的转座 56
复习题 62
第二篇 植物基因工程的目的基因 63
第4章 抗植物虫害基因及其应用 63
4.1 bt基因及其应用 64
4.2蛋白酶抑制剂基因及其应用 68
4.3植物凝集素基因及其应用 70
4.4淀粉酶抑制剂基因及其应用 71
4.5胆固醇氧化酶基因 72
4.6营养杀虫蛋白基因 72
4.7系统肽基因 72
4.8其他抗虫基因 73
4.9非蛋白质类杀虫剂调控基因 74
4.10抗虫基因的互补和协同作用 74
复习题 76
第5章 抗植物病毒基因及其应用 77
5.1 cp基因及其应用 77
5.2病毒复制酶基因及其应用 79
5.3病毒卫星RNA的利用 79
5.4反义RNA介导抗病毒 80
5.5缺陷型运动蛋白介导的抗病毒 80
5.6植物体内的抗病毒基因 81
5.7缺陷干扰颗粒抗病毒 81
5.8核糖体失活蛋白基因及其应用 82
5.9干扰素基因及其应用 83
复习题 84
第6章 抗植物真菌病害基因及其应用 85
6.1几丁质酶基因与β-1，3-葡聚糖酶基因及其应用 86
6.2植物抗毒素基因及其应用 87
6.3来自植物的抗真菌病基因及其应用 88
6.4 rip基因及其抗真菌病的应用 89
6.5过氧化物酶基因及其应用 90
6.6 SAR的抗病基因 90
复习题 92
第7章 抗植物细菌病害基因及其应用 93
7.1病原菌自身的抗性基因及其应用 93
7.2抗菌肽基因及其应用 94
7.3溶菌酶基因及其应用 95
7.4病原相关蛋白基因及其应用 96
7.5防御素基因及其应用 97
7.6植物保卫素及其合成酶基因 98
7.7 TLP蛋白基因及其应用 98
复习题 99
第8章 抗非生物胁迫基因及应用 100
8.1耐除草剂基因及其应用 100
8.2抗其他非生物胁迫的基因及其应用 105
复习题 112
第9章 提高作物产量、改良作物品质的基因及其应用 113
9.1提高作物产量的基因及其应用 113
9.2改良作物品质的基因及其应用 115
复习题 123
第10章 调控植物生长发育繁殖的基因及其应用 124
10.1调控胚胎发生、形态建成的基因及其应用 124
10.2植物激素基因对植物生长发育的调控及其应用 126
10.3调控植物花色、花形、衰老的基因及其应用 128
10.4植物雄性不育基因及其应用 131
复习题 135
第11章 植物医药基因工程及其应用 136
11.1植物医药基因工程生物反应器 136
11.2植物医药基因工程的表达系统 141
11.3植物医药基因工程的内容及其应用 144
复习题 150
第三篇 目的基因的转化及其原理 151
第12章 植物基因工程载体及其构建 151
12.1植物基因工程载体命名规则及种类 151
12.2根癌农杆菌Ti质粒的结构与功能 152
12.3农杆菌Ti质粒基因转化机理 161
12.4农杆菌Ti质粒的改造及载体构建 167
12.5载体构建中常用的选择标记基因及报道基因 178
复习题 184
第13章 植物基因转化受体系统的建立 185
13.1植物基因转化受体系统的条件 185
13.2植物基因转化受体系统的类型及其特性 187
13.3植物基因转化受体系统建立的程序 190
13.4植物基因转化受体系统建立的常见问题 193
复习题 196
第14章 根癌农杆菌Ti质粒介导基因转化 198
14.1根癌农杆菌的生物学特性 199
14.2根癌农杆菌侵染植物细胞的化学机制 200
14.3根癌农杆菌的侵染能力及其特异性 208
14.4根癌农杆菌转化程序及操作原理 212
14.5根癌农杆菌Ti质粒转化的方法 221
14.6根癌农杆菌转化系统的评述 225
复习题 226
第15章 发根农杆菌Ri质粒载体基因转化 227
15.1发根农杆菌的生物学特性 227
15.2 Ri质粒的基因结构与功能 230
15.3发根农杆菌基因转化策略 234
15.4发根农杆菌基因转化的方法及操作 236
15.5 Ri质粒基因转化的影响因素 237
15.6发根农杆菌转化的应用 238
复习题 239
第16章 植物病毒载体介导基因转化 240
16.1植物病毒的生物学特性 240
16.2双链DNA病毒转化载体 244
16.3植物单链RNA病毒的基因转化载体 251
16.4逆转录病毒基因转化载体 253
16.5植物病毒作为基因转化载体的应用潜力和策略 256
复习题 258
第17章 DNA直接导入基因转化及原理 259
17.1化学诱导DNA直接转化 259
17.2物理法诱导DNA直接转化 263
复习题 276
第18章 种质系统介导基因转化 277
18.1花粉管通道法介导基因转化 277
18.2生殖细胞浸泡法介导基因转化 285
18.3胚囊、子房注射法介导基因转化 287
复习题 289
第四篇 转基因植物的检测及其原理 291
第19章 报道基因的表达检测及其原理 291
19.1绿色荧光蛋白基因gfp的检测 291
19.2 β-葡萄糖苷酸酶基因gus的检测 292
19.3氯霉素乙酰转移酶基因cat的检测 296
19.4冠瘿碱合成酶基因的检测 298
19.5萤光素酶基因的检测 299
19.6 npt-Ⅱ基因的检测 300
19.7 pat基因的检测 301
19.8二氢叶酸还原酶基因的检测 302
复习题 302
第20章 外源基因整合的Southern杂交鉴定及原理 303
20.1分子杂交概述 303
20.2 Southern杂交 304
复习题 340
第21章 外源基因转录的Northern杂交检测及原理 341
21.1植物RNA提取 341
21.2探针制备 344
21.3 Northern斑点杂交 344
21.4 Northern印迹杂交 345
复习题 347
第22章 外源基因表达蛋白的检测及原理 348
22.1 ELISA检测 348
22.2 Western杂交 352
22.3表达蛋白的含量测定 356
复习题 357
第23章 外源基因整合及表达的原位杂交检测及原理 358
23.1染色体DNA原位杂交 358
23.2组织细胞mRNA原位杂交 359
23.3外源基因表达蛋白的组织细胞免疫定位 361
23.4组织印迹的Northern及Western杂交 363
复习题 363
第24章 转基因植物的PCR检测及原理 364
24.1外源基因整合的PCR-Southern杂交检测 364
24.2外源基因拷贝数的IPCR检测 370
24.3外源基因表达的RT-PCR检测 371
复习题 372
第25章 外源基因整合及表达的RFLP、RAPD及生物芯片分析 373
25.1外源基因整合的RFLP分析原理 373
25.2外源基因整合的RAPD分析原理 373
25.3外源基因整合位点的遗传学分析 374
25.4生物芯片技术在转基因植物检测中的应用 374
复习题 375
第五篇 转基因植物的遗传特性及安全性 376
第26章 转基因植物中外源DNA的整合特性 376
26.1外源DNA的整合位点和拷贝数 376
26.2外源DNA结构对整合的影响 379
26.3转化后整合位点的DNA结构变化 379
26.4转化方法对整合外源基因结构的影响 381
26.5位点特异性重组 383
复习题 387
第27章 转基因植物中外源DNA整合的遗传效应 388
27.1位置效应 388
27.2重组效应 389
27.3转基因沉默 389
27.4克服转基因沉默的策略 394
复习题 396
第28章 转基因植物中外源基因的遗传特性 397
28.1外源基因在转化植物中的遗传传递规律 397
28.2转基因的遗传稳定性 400
28.3外界环境对转基因遗传特性的影响 403
28.4不同转化方法获得的转基因植株的遗传特性比较 404
复习题 405
第29章 转化外源基因的瞬时表达和遗传性表达 406
29.1转化外源基因的瞬时表达 406
29.2转化外源基因的稳定表达 408
29.3外源基因的同源性和异源性表达 413
复习题 415
第30章 转基因植物的安全性 416
30.1转基因植物安全性的概述 416
30.2转基因植物的食品安全性 419
30.3转基因植物的环境安全性 421
复习题 427
第六篇 植物基因工程实验技术篇 428
第一部分 核酸分离提取技术 428
实验1-1大肠杆菌质粒DNA提取 428
实验1-2大肠杆菌质粒DNA纯化 431
实验1-3农杆菌Ti质粒DNA提取 432
实验1-4农杆菌双元载体中mini-Ti质粒提取 433
实验1-5 M13噬菌体DNA提取 434
实验1-6植物总DNA提取 435
实验1-7植物核DNA提取 438
实验1-8植物细胞器DNA提取 441
实验1-9植物总RNA提取 443
实验1-10总RNA中mRNA的分离 448
实验1-11核酸提取物纯度及浓度检测 450
第二部分 载体构建及DNA重组技术 453
实验2-1 cDNA合成 453
实验2-2目的基因的PCR扩增 454
实验2-3目的基因与载体的限制酶酶切及连接 455
实验2-4重组质粒DNA转化大肠杆菌 459
实验2-5重组质粒DNA的检测 460
实验2-6中间表达载体构建 461
实验2-7中间载体直接导入农杆菌 462
实验2-8三亲交配法将中间载体导入农杆菌 463
实验2-9菌落原位杂交 464
第三部分 分离克隆目的基因技术 466
实验3-1 mRNA差别显示（DDRT-PCR） 466
实验3-2 cDNA文库构建 467
实验3-3 YAC文库构建 469
实验3-4 BAC文库构建 473
实验3-5 TAC文库构建 474
实验3-6酵母双杂交系统分离克隆目的基因 475
第四部分 目的基因转化技术 477
实验4-1整体植株及组织器官接种根癌农杆菌诱发冠瘿瘤 477
实验4-2冠瘿瘤的离体培养及植株再生 478
实验4-3农杆菌叶盘法转化 479
实验4-4植物悬浮细胞与农杆菌共培养转化 481
实验4-5植物原生质体与农杆菌共培养转化 482
实验4-6发根农杆菌整体植株接种及离体器官共培养诱发毛状根 483
实验4-7毛状根的离体培养及植株再生 484
实验4-8发根农杆菌介导的目的基因转化 485
实验4-9病毒介导外源基因转化 485
实验4-10基因枪转化外源基因 486
实验4-11 PEG介导基因转化 488
实验4-12电激诱导基因转化 489
实验4-13显微注射导入外源基因 490
实验4-14激光转化外源基因 491
实验4-15超声波转化外源基因 492
实验4-16脂质体转化外源基因 494
实验4-17花粉粒媒体介导外源基因转化 496
实验4-18子房注射导入外源基因 498
实验4-19穗鞘腔浸泡导入外源基因 498
实验4-20种子浸泡导入外源基因 498
第五部分 转基因植物的检测技术 499
实验5-1冠瘿碱检测 499
实验5-2 NPT-Ⅱ活性检测 501
实验5-3 Gus活性检测 504
实验5-4 Cat活性检测 509
实验5-5 Pat活性检测 511
实验5-6 Dhfr活性检测 512
实验5-7萤光素酶活性检测 512
实验5-8转基因植物总核酸的提取 514
实验5-9转基因植物的Southern印迹杂交鉴定 514
实验5-10外源基因整合的PCR-Southern印迹杂交检测 522
实验5-11外源基因表达的Northern印迹杂交检测 522
实验5-12外源基因表达的RT-PCR检测 523
实验5-13外源基因整合的原位杂交 524
实验5-14外源基因表达的mRNA原位杂交 524
实验5-15外源基因表达的ELISA检测 526
实验5-16外源基因表达的Western印迹分析 528
参考文献 531