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绪论 1

一、细胞工程的定义 2

二、细胞工程的发展历史 2

三、细胞工程主要研究内容 3

四、细胞工程的应用 4

上篇　植物细胞工程 13

第一章　组织培养的设备和基本方法 13

第一节　实验室及设备 13

一、培养基制备室 13

二、无菌操作室 14

三、培养室 14

四、显微观察室 14

五、温室 14

第二节　器皿的选择与清洗 15

一、配制培养基需要的器皿 15

二、细胞培养需用的器皿 15

三、玻璃器皿的清洗 16

第三节　培养基的配制 16

一、母液的配制 17

二、培养基的配制 19

第四节　材料、器械的消毒与无菌操作 20

一、灭菌的方法 20

二、植物材料的消毒 22

三、器械的消毒 23

四、无菌操作 23

第二章　植物细胞的全能性与脱分化、再分化 25

第一节　植物细胞的全能性学说 25

一、植物细胞全能性概念 25

二、植物细胞全能性的实现途径 28

第二节　胚性细胞 31

一、合子和早期胚胎细胞 32

二、顶端分生组织中的胚性细胞 33

三、植物成熟器官中遗留的胚性细胞 36

第三节　植物细胞的分化 38

一、植物细胞的分化现象 38

二、细胞分化的分子遗传学解释 41

第四节　植物细胞的脱分化 41

一、细胞脱分化过程的形态学和生物学变化 42

二、分化细胞脱分化过程中细胞结构的变化 45

第五节　分生细胞的再分化与植株再生 46

第三章　影响植物细胞脱分化和再分化的因子 51

第一节　培养基对植物细胞脱分化和再分化的影响 51

一、培养基的组成成分 52

二、培养基的渗透压 53

三、培养基的酸碱度 53

第二节　植物激素对细胞脱分化、再分化的调控 54

一、植物激素的种类和性能 54

二、激素类物质对细胞增殖和器官发生的调控作用 57

第三节　环境条件对细胞脱分化和再分化的影响 59

一、温度 59

二、湿度 61

三、光照 61

第四节　供体遗传特性与生理状态对细胞脱分化和再分化的影响 62

一、供体植物的遗传特性对器官发生的影响 62

二、供体植物生理状态对器官发生的影响 62

第四章　植物组织培养与快速繁殖 64

第一节　植物组织培养快速繁殖技术 68

一、利用芽和茎尖培养进行快速繁殖 69

二、利用其他类型外植体进行快速繁殖 77

三、试管苗开花技术 81

第二节　组织培养与脱病毒技术 82

一、茎尖培养脱毒法 82

二、高温和低温处理脱毒技术 86

三、化学处理脱毒技术 88

四、珠心胚培养脱毒法 88

五、蒜苔圆盘培养脱毒法 88

第三节　植物病毒的鉴定 89

一、指示植物法 89

二、抗血清鉴定法 91

三、酶联免疫法 92

四、电子显微镜检查法 92

五、RT-PCR检测法 92

第五章　胚胎培养 94

第一节　胚培养 96

一、成熟胚培养 96

二、幼胚培养 96

三、胚培养的应用 100

第二节　胚乳培养 105

一、胚乳愈伤组织的诱导 106

二、胚乳愈伤组织的分化和植株再生 108

三、胚乳愈伤组织和再生植株的染色体数目 110

四、胚乳培养的应用前景 110

五、胚乳培养的操作实例 111

第三节　子房、胚珠培养 112

一、传粉后子房的培养 112

二、未传粉子房的培养 113

三、胚珠培养 114

四、试管受精在育种上的应用 114

第四节　离体受精与合子培养 115

一、精子的分离 116

二、卵细胞的分离 117

三、精卵离体融合 119

四、合子的离体培养 119

第五节　体细胞胚胎发生和人工种子 120

一、体细胞胚胎发生过程 122

二、影响胚状体发生和发育的因素 124

三、人工种子 128

第六章　花药培养 133

第一节　花药培养技术 133

一、花药培养的一般程序 133

二、影响花药培养的因素 134

三、花粉植株的倍性及染色体加倍技术 139

四、雄核发育的途径 141

第二节　游离小孢子培养 142

一、小孢子的分离方法 142

二、影响小孢子培养的因素 143

第三节　单倍体的诱导 145

一、单倍体在植物遗传育种中的应用 145

二、诱导单倍体的途径 146

第七章　原生质体培养与体细胞杂交 154

第一节　原生质体的分离 157

一、机械分离方法 157

二、酶解分离法 158

第二节　原生质体的培养 164

一、培养基 164

二、培养方式 165

三、影响原生质体培养的因素 167

第三节　原生质体培养操作实例 168

一、烟草原生质体培养 168

二、锦橙原生质体培养 170

三、水稻原生质体培养 171

第四节　原生质体融合与体细胞杂交 172

一、原生质体融合 172

二、杂种细胞的选择 177

三、体细胞杂种的鉴定 181

四、体细胞杂交技术在农业生产中的应用 182

第八章　体细胞无性系变异与突变体筛选 186

第一节　体细胞无性系变异的普遍性及遗传学特点 186

一、体细胞再生植株的变异 187

二、花粉植株的无性系变异 188

三、影响无性系变异的因素 189

四、体细胞无性系变异的遗传学特点 191

第二节　无性系变异在育种上的应用 195

一、人工诱发突变体 196

二、突变体的筛选 196

三、突变体筛选实例 200

第九章　植物细胞培养 203

第一节　植物细胞大量培养技术 206

一、愈伤组织的诱导和悬浮细胞系的建立 206

二、高产细胞系的筛选与保存 213

三、植物细胞大量培养 215

四、植物细胞两相培养技术 217

五、植物细胞固定化培养 219

第二节　影响植物细胞大量培养的因素 220

一、光照 221

二、搅拌 221

三、通气 222

四、培养基成分 222

五、温度 223

六、pH值 223

七、接种量 223

八、胁迫因子 224

九、诱导子 224

十、前提物质 227

第十章　转基因植物 230

第一节　植物基因工程的目的基因 231

一、植物抗病虫害基因 231

二、抗非生物胁迫、改良作物产品质量的基因 236

第二节　植物转基因研究动态 239

一、农作物转基因研究动态 239

二、果树转基因研究进展 241

第三节　植物基因转化受体系统的建立 248

一、植物基因转化受体系统应具备的条件 248

二、基因转化受体系统的类型及其特性 250

第四节　外源基因的导入 252

一、农杆菌质粒介导法 252

二、植物病毒载体介导法 253

三、DNA的直接导入 253

四、种质系统介导基因转化 256

第五节　转基因植物的筛选与检测 257

一、转基因植物的筛选 257

二、转化体的选择培养 261

三、转基因植物的分子生物学检测 262

第六节　根癌农杆菌Ti质粒介导基因转化 263

一、根癌农杆菌的生物学特性 263

二、根癌农杆菌转化程序及操作 265

三、根癌农杆菌Ti质粒转化的方法 273

四、农杆菌转化系统的评述 274

第七节　外源基因的基因枪导入法 275

一、基因枪技术的优点 275

二、基本方法 276

第八节　改进转基因技术 277

一、转基因植物中外源DNA的整合位点和拷贝数 277

二、转基因植物中外源基因的沉默 278

三、提高外源基因表达水平的策略 280

四、目前植物转基因技术所面临的问题 282

五、转基因植物的安全性 282

下篇　动物细胞工程 284

第十一章　动物细胞与组织培养 284

第一节　动物细胞的特点及细胞与组织培养的发展历史 284

一、动物细胞的特点 284

二、动物细胞与组织培养的定义 285

三、发展历史 285

四、动物细胞的体外培养生长特点 287

第二节　动物细胞、组织培养的基本技术 289

一、动物细胞体外培养特点 289

二、体外培养细胞的生长与增殖过程 290

三、动物细胞培养的传统方法 291

四、原代培养和传代培养技术 292

五、动物细胞大规模培养技术 295

六、动物细胞生物反应器培养 297

七、动物细胞体外培养实例 299

第三节　组织工程 300

一、组织工程的定义 300

二、组织培养 301

第四节　器官培养 305

一、器官培养的特点 305

二、器官培养技术 306

第五节　干细胞 312

一、干细胞的特性 312

二、成体干细胞 314

三、胚胎干细胞 315

四、干细胞培养与诱导分化的意义 324

第十二章　动物细胞融合 330

一、动物单细胞的获得 330

二、细胞融合技术 331

三、动物细胞融合技术的应用 332

第十三章　胚胎工程 336

第一节　胚胎工程发展历史及意义 336

一、胚胎工程的定义 336

二、胚胎工程的发展历史及意义 336

第二节　胚胎工程的技术方法 338

一、体外受精 338

二、胚胎移植 343

三、胚胎分割 346

四、胚胎融合 348

五、动物的性别控制与胚胎性别鉴定 350

六、胚胎冷冻保存技术 351

第三节　试管动物 351

一、试管动物的定义 351

二、试管动物的培养流程 352

三、试管婴儿 352

第十四章　细胞重组与克隆技术 356

第一节　细胞重组 356

一、细胞重组的特点与意义 356

二、细胞重组技术 357

第二节　克隆技术 359

一、克隆的定义 359

二、克隆的技术方法 359

第十五章　转基因动物 369

第一节　动物转基因技术 370

一、显微注射法 370

二、逆转录病毒法 373

三、胚胎干细胞法 375

四、精子载体法 377

五、体细胞核移植法 379

六、受体介导法 380

七、提高动物基因转化率的策略 382

第二节　转基因动物的应用 382

一、转基因动物在生命科学基础研究中的应用 382

二、转基因技术在动物育种中的应用 383

三、转基因动物在医学研究中的应用 385

四、转基因动物研究中存在的问题及展望 389

第三节　基因治疗 390

一、基因治疗的概念 390

二、基因治疗的现状与展望 392

附录：实验技术 394

实验一　MS培养基母液的配制 394

实验二　培养基的配制与灭菌 397

实验三　植物培养材料的灭菌与接种 399

实验四　种胚的离体培养 401

实验五　愈伤组织的诱导 402

实验六　悬浮细胞系的建立 404

实验七　植物原生质体的制备与融合 405

实验八　草莓遗传转化实验（农杆菌介导法） 409

实验九　水稻悬浮细胞的遗传转化实验（基因枪法） 411

实验十　动物组织的消化培养及单细胞的获得 413

主要参考文献 415