目錄
序
前言
第一章 緒論 1
第一節(jié) 園藝植物生物技術(shù)的主要內(nèi)容 1
一、園藝植物組織培養(yǎng) 1
二、園藝植物細(xì)胞工程 2
三、園藝植物染色體工程 3
四、園藝植物基因工程 3
五、園藝植物分子標(biāo)記 4
第二節(jié) 園藝植物生物技術(shù)的發(fā)展簡史與趨勢 5
一、植物生物技術(shù)發(fā)展簡史 5
二、園藝植物生物技術(shù)發(fā)展趨勢 11
第二章 園藝植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)與基本技術(shù) 15
第一節(jié) 概述 15
一、園藝植物組織培養(yǎng)的概念和類型 15
二、園藝植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ) 16
第二節(jié) 園藝植物組織培養(yǎng)所需的儀器及設(shè)備 19
一、滅菌設(shè)備 19
二、無菌接種設(shè)備 20
三、可調(diào)控人工培養(yǎng)設(shè)備 20
四、其他儀器設(shè)備 21
第三節(jié) 園藝植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù) 21
一、培養(yǎng)基配制技術(shù) 21
二、外植體的滅菌技術(shù) 25
三、接種環(huán)境和接種設(shè)備滅菌技術(shù) 26
四、無菌接種技術(shù) 27
五、組培苗的繼代技術(shù) 28
六、組培苗的生根技術(shù) 28
七、組培苗的馴化和移栽技術(shù) 29
第四節(jié) 影響園藝植物組織培養(yǎng)的因素 30
一、外植體的種類 30
二、培養(yǎng)基成分及激素配比 31
三、組織培養(yǎng)環(huán)境條件 33
第三章 園藝植物脫毒與離體快速繁殖 37
第一節(jié) 園藝植物的脫毒 37
一、脫毒的意義 37
二、脫毒的方法 37
三、脫毒苗的鑒定 41
四、無毒苗的保存與繁殖 44
五、脫毒技術(shù)在園藝植物上的應(yīng)用 45
第二節(jié) 園藝植物的離體快速繁殖 46
一、離體快速繁殖的意義 46
二、離體快速繁殖的方法 47
三、離體快速繁殖在園藝植物上的應(yīng)用 49
第三節(jié) 園藝植物人工種子的生產(chǎn) 50
一、人工種子的概念及意義 50
二、人工種子的制備方法與技術(shù) 51
三、人工種子的儲藏與萌發(fā) 54
四、園藝植物人工種子的制備技術(shù) 55
第四章 園藝植物種質(zhì)離體保存與無性系變異篩選 58
第一節(jié) 園藝植物種質(zhì)資源的離體保存 58
一、限制生長保存 58
二、超低溫保存 60
三、園藝植物種質(zhì)資源離體保存技術(shù)應(yīng)用 66
第二節(jié) 園藝植物的無性系變異及其篩選 67
一、植物體細(xì)胞無性系變異的來源 68
二、植物體細(xì)胞無性系變異的遺傳學(xué)基礎(chǔ) 70
三、植物體細(xì)胞無性變異系的篩選 72
四、體細(xì)胞無性系變異在園藝植物育種中的應(yīng)用 74
第五章 園藝植物的細(xì)胞工程 76
第一節(jié) 園藝植物細(xì)胞培養(yǎng) 76
一、單細(xì)胞培養(yǎng) 76
二、細(xì)胞懸浮培養(yǎng) 81
三、植物細(xì)胞的規(guī)�；�培養(yǎng) 84
第二節(jié) 園藝植物的原生質(zhì)體培養(yǎng) 87
一、原生質(zhì)體培養(yǎng)的意義 87
二、原生質(zhì)體培養(yǎng)的基本技術(shù) 88
第三節(jié) 園藝植物的細(xì)胞融合 93
一、細(xì)胞融合前的準(zhǔn)備 93
二、細(xì)胞融合技術(shù) 93
三、雜種細(xì)胞的篩選技術(shù) 95
第六章 園藝植物的染色體工程 98
第一節(jié) 園藝植物單倍體制備 98
一、雄配子途徑 98
二、雌配子途徑 101
第二節(jié) 園藝植物多倍體制備 103
一、活體誘導(dǎo) 103
二、離體誘導(dǎo) 104
第三節(jié) 園藝植物非整套染色體操作 106
一、染色體代換系的創(chuàng)制 106
二、染色體附加系的創(chuàng)制 106
三、染色體易位系的創(chuàng)制 107
第四節(jié) 園藝植物染色體工程產(chǎn)物的鑒定 108
一、形態(tài)學(xué)鑒定 108
二、細(xì)胞學(xué)鑒定 109
三、生理生化鑒定 110
四、分子生物學(xué)鑒定 110
第五節(jié) 園藝植物染色體工程的成就及其發(fā)展方向 111
一、成就 111
二、存在的問題及今后的發(fā)展方向 111
第七章 植物基因工程的基礎(chǔ)知識與技術(shù) 114
第一節(jié) 植物遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)知識 114
一、DNA的結(jié)構(gòu)與功能 114
二、RNA的結(jié)構(gòu)與功能 116
三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 117
四、遺傳信息的傳遞 118
五、基因的概念 118
第二節(jié) 植物基因工程常用的工具酶 119
一、限制性內(nèi)切核酸酶 119
二、DNA連接酶 120
三、DNA聚合酶 120
四、其他工具酶 122
第三節(jié) 園藝植物基因工程常用的載體 123
一、質(zhì)粒載體 123
二、λ噬菌體載體 125
三、柯斯質(zhì)粒載體 126
四、人工染色體載體 126
第四節(jié) 植物基因工程的基本技術(shù) 127
一、核酸分離技術(shù) 127
二、核酸電泳技術(shù) 130
三、核酸體外擴(kuò)增技術(shù) 131
四、分子雜交技術(shù) 134
第八章 園藝植物基因的分離與克隆 138
第一節(jié) 文庫篩選法 138
一、園藝植物基因組文庫的構(gòu)建 138
二、園藝植物cDNA文庫的構(gòu)建 140
三、目的基因的篩選 143
第二節(jié) 圖位克隆技術(shù) 144
一、分離基因的程序 144
二、優(yōu)缺點 145
第三節(jié) 轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法 145
一、轉(zhuǎn)座子的分類 145
二、分離基因的程序 145
三、優(yōu)缺點 146
四、TGDNA標(biāo)簽法 146
第四節(jié) 基因差異表達(dá)技術(shù) 147
一、mRNA差異顯示技術(shù) 147
二、抑制性消減雜交技術(shù) 148
三、代表性差異分析法 149
四、基因表達(dá)系列分析 150
五、cDNAGAFLP技術(shù) 151
第五節(jié) 同源序列法 152
一、基于同源序列的候選基因法 152
二、cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù) 153
第六節(jié) 基因芯片技術(shù) 155
一、基因芯片的類型 155
二、基本程序 155
三、優(yōu)缺點 156
第九章 園藝植物遺傳轉(zhuǎn)化載體的構(gòu)建 158
第一節(jié) 根癌農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒基因轉(zhuǎn)化載體的構(gòu)建 158
一、Ti質(zhì)粒的改造 158
二、Ti中間表達(dá)載體的構(gòu)建 160
三、Ti共整合轉(zhuǎn)化載體的構(gòu)建 161
四、Ti雙元轉(zhuǎn)化載體的構(gòu)建 164
第二節(jié) 發(fā)根農(nóng)桿菌Ri質(zhì)�；�因轉(zhuǎn)化載體的構(gòu)建 165
一、Ri質(zhì)粒的基因結(jié)構(gòu) 165
二、Ri中間表達(dá)載體的構(gòu)建 166
三、Ri共整合轉(zhuǎn)化載體的構(gòu)建 166
四、Ri雙元轉(zhuǎn)化載體的構(gòu)建 166
第三節(jié) 載體構(gòu)建中常用的選擇標(biāo)記基因和報告基因 166
一、選擇標(biāo)記基因和報告基因的基本特點 167
二、常用的選擇標(biāo)記基因 167
三、常用的報告基因 171
第四節(jié) 園藝植物常用的遺傳轉(zhuǎn)化載體類型 173
一、正義表達(dá)載體 173
二、反義表達(dá)載體 173
三、RNA干涉載體 174
四、基因打靶載體 174
五、其他載體 175
第五節(jié) 目的基因與載體的連接 175
一、插入滅活法 176
二、定向克隆法 176
第十章 園藝植物遺傳轉(zhuǎn)化 179
第一節(jié) 園藝植物遺傳轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng) 179
一、遺傳轉(zhuǎn)化對園藝植物受體系統(tǒng)的要求 179
二、常用的園藝植物受體系統(tǒng) 180
第二節(jié) 園藝植物遺傳轉(zhuǎn)化方法 181
一、外源裸露DNA的轉(zhuǎn)化 181
二、載體介導(dǎo)的DNA轉(zhuǎn)化 185
三、種質(zhì)轉(zhuǎn)化法 188
第三節(jié) 園藝植物轉(zhuǎn)化植株的鑒定 190
一、利用選擇標(biāo)記基因和報告基因鑒定 190
二、利用重組DNA分子特征鑒定 192
三、利用外源基因的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)鑒定 192
第四節(jié) 提高外源基因在園藝植物體內(nèi)表達(dá)水平的策略 193
一、轉(zhuǎn)基因園藝植物中外源基因的沉默 193
二、提高外源基因在園藝植物體內(nèi)表達(dá)水平的策略 195
第五節(jié) 基因沉默技術(shù)與基因剔除技術(shù) 197
一、基因沉默技術(shù) 197
二、基因剔除技術(shù) 199
第六節(jié) 外源基因在園藝植物中的遺傳 200
第十一章 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在園藝植物育種上的應(yīng)用 202
第一節(jié) 培育抗病品種 202
一、抗病毒轉(zhuǎn)基因園藝植物 202
二、抗真菌轉(zhuǎn)基因園藝植物 203
三、抗細(xì)菌轉(zhuǎn)基因園藝植物 204
第二節(jié) 培育抗蟲品種 204
一、抗蟲基因的來源 205
二、抗蟲轉(zhuǎn)基因園藝植物 205
第三節(jié) 培育抗逆品種 207
第四節(jié) 培育抗除草劑品種 208
第五節(jié) 培育耐儲運(yùn)品種 210
第六節(jié) 創(chuàng)造雄性不育材料 211
一、創(chuàng)造雄性核不育系的途徑 211
二、基因工程雄性不育系的恢復(fù)與保持 213
第七節(jié) 改良產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì) 213
第八節(jié) 改變花卉作物的花型和花色 215
一、改良花型 215
二、改變花色 216
三、改變花期 217
第九節(jié) 提高光合效率和固氮能力 218
一、提高光合效率 218
二、提高固氮能力 219
第十節(jié) 改良其他性狀 219
一、改良香味 219
二、改良生長特性 220
三、單性結(jié)實 220
四、轉(zhuǎn)基因生物反應(yīng)器 220
第十二章 園藝植物的分子標(biāo)記 222
第一節(jié) 園藝植物遺傳標(biāo)記概述 222
一、遺傳標(biāo)記的類型 222
二、理想的遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的特點 223
第二節(jié) 園藝植物分子標(biāo)記的種類及其原理 224
一、分子標(biāo)記多態(tài)性產(chǎn)生的分子基礎(chǔ) 224
二、基于Southern雜交的分子標(biāo)記 224
三、基于PCR擴(kuò)增的DNA標(biāo)記 226
四、基于序列測定的分子標(biāo)記 234
五、園藝植物主要分子標(biāo)記的技術(shù)特點比較 235
第三節(jié) 分子標(biāo)記數(shù)據(jù)的處理與分析 236
一、數(shù)據(jù)的獲得 236
二、統(tǒng)計學(xué)處理 236
第四節(jié) 分子標(biāo)記在園藝植物上的應(yīng)用 238
一、分子遺傳圖譜構(gòu)建和基因定位 238
二、分子標(biāo)記輔助選擇育種 241
三、遺傳多樣性和親緣關(guān)系分析 242
四、核心種質(zhì)構(gòu)建 243
五、園藝植物品種鑒定與純度分析 244
第十三章 園藝植物生物技術(shù)與生物信息學(xué) 246
第一節(jié) 生物信息學(xué)基本知識 246
一、生物信息學(xué)的研究任務(wù)與內(nèi)容 246
二、生物信息學(xué)常用數(shù)據(jù)庫 246
三、生物信息學(xué)信息檢索系統(tǒng) 251
四、核酸和蛋白質(zhì)同源性比對檢索分析系統(tǒng) 252
第二節(jié) 生物信息學(xué)在園藝植物上的應(yīng)用 253
一、尋找園藝植物新基因 253
二、克隆園藝植物新基因 254
三、預(yù)測園藝植物基因區(qū)域 255
四、預(yù)測園藝植物基因功能 256
五、預(yù)測園藝植物蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 256
六、分析園藝植物系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系 257
第三節(jié) 新基因的登錄及其發(fā)明專利的申請 258
一、新基因的登錄 258
二、生物技術(shù)發(fā)明專利申請的意義與必備條件 259
三、基因?qū)＠�的申�?261
四、生物技術(shù)發(fā)明專利申請存在的問題 262
第十四章 園藝植物生物技術(shù)的安全性評價與管理 265
第一節(jié) 概述 265
一、生物安全的內(nèi)涵 265
二、生物安全的種類 265
三、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用情況 266
四、對轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行安全性評價的必要性 267
第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的環(huán)境安全性評價 267
一、外源基因?qū)κ荏w植物的影響 267
二、轉(zhuǎn)基因植物在生態(tài)方面的潛在風(fēng)險 269
第三節(jié) 園藝植物生物技術(shù)對人類健康的安全性評價 272
一、園藝植物轉(zhuǎn)基因食品對人類健康存在的可能影響 273
二、轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價 275
第四節(jié) 園藝轉(zhuǎn)基因植物生物安全管理 276
一、轉(zhuǎn)基因植物生物安全控制措施 276
二、轉(zhuǎn)基因植物生物安全管理體系及實施原則 277
三、加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植物生物安全工作的對策 279
主要參考文獻(xiàn) 282