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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