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目录1

第一章　植物细胞工程实验室的设备和基本操作1

第一节　实验室的结构和设备1

一、培养基制备实验室1

二、无菌操作室2

三、培养室2

四、显微工作室3

第二节　实验室的基本技术操作3

一、配制培养基需要的器皿3

二、细胞组织培养用的器皿4

三、玻璃器皿的清洗5

四、培养基的配制5

五、材料和器械的消毒与无菌操作5

六、细胞计量技术7

七、植物激素调控离体细胞的器官与胚胎发生9

参考文献11

第二章　培养基的组成及制备13

第一节　培养基组成成分13

一、无机盐类13

三、维生素和氨基酸14

四、植物激素14

二、碳源14

五、其他有机复合成分15

六、琼脂15

第二节　培养基的制备16

一、培养基的选择和常用培养基16

二、培养基的制备方法17

参考文献19

第三章　细胞培养21

第一节　植物细胞悬浮培养21

一、细胞悬浮培养概述21

二、建立良好悬浮细胞系应注意的事项22

三、操作实例26

第二节　单细胞培养31

一、微滴培养32

二、微室饲养培养33

参考文献35

第四章　原生质体培养和体细胞杂交37

第一节　原生质体分离37

一、酶解材料准备38

二、材料预处理38

三、酶解38

一、植板密度39

第二节　原生质体培养注意事项39

五、原生质体活力测定39

四、原生质体纯化39

二、原生质体培养基40

三、原生质体培养方法40

四、原生质体再生植株过程40

第三节　体细胞杂交41

一、植物原生质体融合方法41

二、杂种细胞筛选42

三、体细胞杂种或胞质杂种鉴定42

一、水稻原生质体培养43

第四节　操作实例43

四、植物体细胞杂交的影响因子43

二、玉米原生质体培养44

三、柑橘原生质体对称融合46

四、小麦的非对称融合49

参考文献50

第五章　愈伤组织的诱导及植株再生51

第一节　愈伤组织的诱导52

一、愈伤组织形成的原理52

二、诱导愈伤组织的技术要点52

第二节　愈伤组织的分化55

一、愈伤组织分化的原理55

二、诱导愈伤组织分化的技术要点56

三、解决分化中所遇问题的一些策略58

第三节　组织培养中基因型及培养条件的作用59

一、基因型59

二、培养条件60

第四节　离体培养的核心规律61

一、细胞状态在离体培养中的地位61

二、细胞类型与细胞状态及细胞状态间的关系62

三、细胞状态的变化规律63

四、细胞状态调控64

第五节　操作实例65

一、小麦愈伤组织的诱导及植株再生65

二、棉花愈伤组织的诱导及植株再生68

参考文献69

第六章　植物器官的克隆70

第一节　克隆器官的规律性70

第二节　克隆器官研究过程中提出的各种学说72

一、细胞全能性完全表达和部分表达的设想73

二、细胞的发育和逆发育以及主胚性细胞的发育循环设想73

三、生长素浓度在花器官按次序发生中起转换开关作用的设想76

四、在主胚性细胞发育循环过程中内源生长素浓度的高低发生循环变化的设想77

五、激活培养细胞中器官特征基因条件的设想78

第三节　克隆器官的理论依据79

二、克隆器官的技术要点80

一、克隆器官的操作步骤80

第四节　克隆器官的操作步骤及技术要点80

第五节　对疑难问题的分析81

第六节　操作实例82

参考文献84

第七章　胚培养和胚乳培养86

第一节　胚培养86

一、胚胎培养的用途86

二、影响幼胚培养的因素87

三、操作实例90

第二节　胚乳培养96

一、胚乳愈伤组织的诱导97

二、胚乳愈伤组织的分化和植株再生98

三、胚乳愈伤组织和再生植株的染色体数目99

四、操作实例100

五、胚乳培养的应用前景101

参考文献101

第八章　离体受精和合子培养104

第一节　卵细胞和精子的分离及体外培养104

一、卵细胞的分离104

二、精细胞的分离106

三、细胞花粉精细胞分离的两种主要方法107

四、细胞花粉精细胞分离的方法108

五、卵细胞的培养109

第二节　离体受精109

第三节　合子培养111

参考文献114

第九章　单倍体植物的诱导115

第一节　单倍体植物的特点及用途115

第二节 自然界单倍体植物的起源116

第三节　人工传粉及理化因素诱导孤雌生殖116

一、异种、属花粉授粉116

三、射线照射118

二、延迟授粉118

四、化学药剂处理119

第四节　染色体消除产生单倍体119

一、球茎大麦法119

二、玉米法123

三、其他染色体消除型种间杂交126

第五节　雄核发育和半配合生殖产生单倍体127

一、雄核发育127

二、半配合生殖128

第六节　未授粉子房和胚珠培养产生单倍体131

一、离体子房和胚珠单倍体来源和发育途径132

二、未授粉子房和胚珠培养应注意的问题132

三、操作实例135

参考文献137

第十章　花药和游离小孢子培养140

第一节　花药和花粉培养在育种上的作用141

一、利用单倍体植物控制杂种分离，加快常规育种速度141

二、提高常规育种的选择效率142

三、获得超雄植株和全雄植株142

四、利用DH群体绘制遗传图谱和进行基因定位142

第二节　影响花药和游离小孢子培养成功率的因素143

一、供体的基因型143

三、花粉的发育时期144

二、供体植株的生理状况144

四、材料的预处理和预培养145

五、培养基146

六、培养方式147

七、培养条件148

八、花粉植株的移栽148

九、花粉植株的倍性及染色体加倍技术149

第三节　植物花药培养的操作实例149

一、花药培养的一般程序149

二、花药培养的操作实例150

第四节　植物游离小孢子培养的操作实例154

一、游离小孢子培养的一般程序154

二、花粉培养的操作实例155

参考文献157

第十一章　体细胞无性系变异与植物改良159

第一节　在田间从再生植株中选择有用的细胞突变体160

一、从幼胚或幼穗诱导愈伤组织和再生植株160

二、R1代的田间观察161

三、在R2代选择有用细胞变异株161

第二节　利用选择压筛选有用细胞突变体162

一、富含氨基酸的芦笋细胞突变体筛选162

二、抗黑胫病烟草细胞突变体的筛选163

三、豆瓣菜耐海水耐盐细胞突变体的筛选164

四、烟草抗除草剂细胞突变体的筛选166

参考文献167

第十二章　人工种子168

第一节　体细胞胚胎发生169

一、体细胞胚的诱导169

二、体细胞胚胎发生的同步控制172

第二节　人工种子的包裹173

一、人工种子的基本要求173

二、人工胚乳174

三、包裹材料的选择174

四、人工种子的包裹方法175

二、人工种子的播种176

一、胶囊储藏176

第三节　人工种子的储藏与播种176

第四节　操作实例178

参考文献181

第十三章　植物脱毒和微体快速繁殖182

第一节　植物脱毒和微体快速繁殖概况182

第二节　植物脱毒和微体快速繁殖的原理184

一、植物脱除病毒的原理184

二、植物微体快速繁殖的原理185

第三节　植物脱毒和微体快速繁殖的一般方法185

一、植物病毒脱除的方法185

二、植物无病毒植株的鉴定方法188

三、主要植物种类病毒类型、脱毒和鉴定方法190

四、植物微体快速繁殖的一般方法191

第四节　马铃薯脱毒和微体快繁技术192

一、马铃薯的脱毒方法193

二、病毒检测的方法194

三、脱毒植株的应用、保存及存在的问题194

四、马铃薯脱毒苗的微体快繁技术措施195

第五节　葡萄脱毒和微体快繁技术200

一、葡萄病毒病研究概况200

二、葡萄病毒病的种类及危害201

三、葡萄病毒病的脱除技术202

四、葡萄病毒病的鉴定203

五、脱病毒葡萄苗的微体快繁工厂化生产204

参考文献211

第十四章 以离体培养为基础的快速育种213

第一节　离体培养与快速育种213

一、植物加代研究的简要回顾与存在的问题213

二、加快植物发育速度的突破口214

三、胚培养在加快植物发育中的地位与作用214

四、快速育种技术的作用与应注意的问题215

第二节　小麦的快速育种技术215

一、突破口的选择215

二、新的理论基础215

三、新的技术基础216

四、快速育种的技术流程217

五、注意事项217

第三节　其他作物的快速育种218

参考文献218

第十五章　植物细胞生产有用次生代谢产物的调控技术和大规模培养220

第一节　细胞系的筛选220

一、高产细胞系筛选的整体思路220

二、高产细胞系培养221

三、高产细胞系的筛选方法223

四、高产细胞系的稳定性及保存227

一、外植体的属性228

第二节　植物细胞培养生产有用次生代谢产物的调控技术228

二、培养基229

三、pH值229

四、光照和温度230

五、诱导子和前体的添加230

六、培养方法231

七、植物转基因技术的应用232

八、反义技术233

九、次生代谢途径与关键酶233

第三节　植物细胞、组织和器官大规模培养236

一、植物组织细胞大规模培养236

二、操作程序239

三、操作实例240

参考文献244

第十六章　植物种质的离体储存246

第一节　植物培养细胞长期储存的技术原理和要点246

一、几种储存方法246

二、种质储存后细胞活力、存活率及遗传特性的观测248

第二节　种质储存操作的实例250

一、0℃以上低温储存250

二、程序慢速降温超低温储存250

三、玻璃化超低温储存251

参考文献252

第十七章　微藻细胞培养253

第一节　光自养培养法254

一、光自养培养法的技术要点及注意事项254

二、光自养培养法的操作实例254

第二节　暗异养培养法261

一、异养培养法的技术要点及注意事项261

二、暗异养培养法的操作实例261

第三节　混合营养培养法262

一、培养法的技术要点及注意事项262

二、混合营养培养法的操作实例262

参考文献263

第十八章　植物插入突变体库技术264

第一节　植物插入突变体库技术的原理264

一、植物插入突变体库概述264

二、基因敲除技术的应用和局限性266

三、饱和突变体库的建立267

四、获得外源片段插入位点侧翼序列的方法268

五、插入突变技术的改进272

第二节　拟南芥和水稻插入突变体库研究进展275

一、拟南芥插入突变体库研究进展275

二、水稻插入突变体库研究进展276

一、农杆菌介导的真空渗透法转化成熟拟南芥整体植株279

第三节　拟南芥插入突变库技术操作实例279

二、从T-DNA标签突变体中克隆基因280

第四节　水稻插入突变库技术操作实例282

一、转化实验用材料和培养基283

二、水稻的遗传转化283

三、转基因植株的分子检测284

四、增强子捕获及插入失活突变体筛选285

五、T-DNA插入位点侧翼序列的扩增、测序和分析285

参考文献286

一、天然野生型Ti质粒的结构与功能289

第一节　农杆菌介导基因转移的基本原理289

第十九章　农杆菌介导的基因转移289

二、T-DNA的转移机理290

第二节 Ti质粒的改造和载体系统的构建291

一、Ti质粒的改造291

二、Ti质粒衍生的载体系统292

第三节　影响农杆菌介导基因转移的因素294

一、农杆菌菌株294

二、受体植物294

三、共培养条件295

四、转化体的选择296

一、共培养法297

第四节　农杆菌介导基因转移操作实例297

二、叶盘法298

三、整体植株转化法300

参考文献302

第二十章　外源基因的直接转移304

第一节　PEG法304

一、PEG法的技术要点及注意事项304

二、PEG法的操作实例305

第二节　电激法307

一、电激法的基本原理307

二、电激法的技术要点及注意事项308

三、电激法的操作实例309

第三节　基因枪法310

一、基因枪的主要类型310

二、基因枪法的特点312

三、基因枪法的技术要点和注意事项312

四、基因枪法的操作实例312

第四节　花粉管通道法316

一、花粉管通道法的技术要点和注意事项317

二、花粉管通道法操作实例318

参考文献319

二、转基因植物的分子鉴定321

一、标记基因321

第一节　概述321

第二十一章　转基因植物的鉴定技术321

三、转基因植物的免疫鉴定322

第二节　标记基因的应用323

第三节　转基因植物分子鉴定的操作程序324

一、PCR检测324

二、Southern杂交325

三、Northern杂交328

四、Western印迹分析331

一、ELISA分析332

第四节　转基因植物的免疫鉴定332

二、免疫荧光技术333

参考文献333

第二十二章　植物组织培养物的细胞学检查334

第一节　整体染色及透明技术334

一、整体染色法334

二、整体透明法336

第二节　染色体制片技术338

一、取材338

二、材料的预处理339

三、固定340

四、离析340

五、染色341

六、压片342

七、永久封片343

八、几种常用压片法的操作步骤343

第三节　植物染色体分带344

一、植物染色体分带概述344

二、植物染色体分带的主要步骤和注意事项346

三、植物染色体分带方法348

第四节　植物染色体原位杂交350

一、植物染色体原位杂交基本原理350

二、染色体原位杂交技术主要步骤350

三、植物染色体原位杂交实例351

二、原位杂交试剂配制方法355

附录355

一、实验用品及药品355

第五节　植物RNA原位杂交实用技术356

一、原位杂交的原理及用途357

二、原位杂交的标记物357

三、原位杂交的探针358

四、原位杂交的操作流程358

五、植物组织原位杂交举例361

参考文献364

附录1　常用培养基366

附录2　缩略语373