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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