植物基因工程[何光源主編書籍]

概念

用人工的方法，從不同生物中提取外源基因片段及載體DNA，經過體外切割、拼接和重組，然後採取某種方法，把重組後的帶有外源基因的載體DNA引入植物細胞，並使其在植物細胞內進行複製和表達，以達到預期的改變受體植物細胞遺傳特性的目的.此種過程即稱為植物基因工程.已知土壤中的根癌農桿菌（Agrobacteriwmtemefaciens）的Ti質粒和髮根農桿菌（A.rhizogenes）的Ri質粒是轉移外源基因片段的理想載體DNA.目的基因的Ti質粒或Ri質粒的重組體通過細菌或微粒槍射法，能轉移到多數雙子葉植物體內，並便受體植物表現出目的基因所控制的遺傳特性.利用上述方法，目前已培養出一批具有抗蟲、抗病毒或抗除草劑特性的作物“工程株”；但重組體進入水稻、小麥、玉米等單子葉植物還有困難，尚須加緊研究.

GOOGLE英文翻譯:Artificial method of extraction from different biological exogenous gene fragment and vector DNA, through in vitro cutting, splicing and reorganization, and then take some kind of a way to separate the reorganized carrier with a foreign gene DNA into plant cells, and to its replication in plant cells and expression in order to achieve the desired change in the genetic characteristics of plant cell receptors purpose. this process is referred to as plant genetic engineering. known to the soil Agrobacterium tumefaciens (Agrobacteriwmtemefaciens) of the Ti plasmid , and Agrobacterium rhizogenes (A.rhizogenes) of the Ri plasmid is to transfer the foreign gene fragment an ideal vector DNA. The purpose of the Ti plasmid gene or a Ri plasmid of recombinant bacteria or particles was shot by law, can be transferred to the majority of dicotyledonous plants, and plants have shown receptor gene under the control of inherited characteristics. Using this method, has cultivated a group of insect-resistant, anti-virus or anti-crop herbicide characteristics of "engineering strain"; But the reorganization of body into the rice, wheat, corn and other monocots, there are still difficulties, it would need to step up research .

圖書信息

書名：植物基因工程

書號：9787302141587

作者：何光源

定價：43元

出版日期：2007-4-1

出版社：清華大學出版社

內容簡介

本書共分15章。第1~4章主要從染色體水平論述植物遺傳規律，其中包括基因與基因組學、染色體與植物遺傳工程、染色體外遺傳、體細胞遺傳等內容。第5~10章系統地介紹了植物基因工程的原理與技術，分別論述了目的基因和標記基因、基因分離、植物基因工程載體構建、植物轉化體系的建立、植物遺傳的轉化方法、外源基因整合、表達及其檢測等內容。第11~15章介紹了基因工程植物與食品、基因工程園藝、植物基因工程藥物、生物信息學與基因工程、基因工程法規與轉基因植物安全性評價等內容。全書體系完備，結構合理，論證嚴密，文筆流暢，系統地闡述了現代植物基因工程原理與技術。本書既可作為各高等院校相關專業本科生、研究生的教材，也可作為研究單位技術人員的參考資料。

目錄

第1章基因與基因組學

1.1遺傳物質的本質1

1.1.1DNA是遺傳物質1

1.1.2RNA也可以作為遺傳物質2

1.2基因的概念3

1.2.1孟德爾遺傳因子3

1.2.2基因是位於染色體上的實體3

1.2.3“一個基因一個酶”假說4

1.2.4順反子是一個基因4

1.2.5操縱子是遺傳信息傳遞和表達的統一體5

1.2.6基因結構和功能的認識進展6

1.3基因組8

1.3.1結構基因組學9

1.3.2功能基因組學研究11

1.3.3基因組的數據處理15

1.3.4基因組學相關的學科15

參考文獻15

第2章染色體與植物遺傳工程

2.1染色體的結構和功能17

2.2染色體工程的經典方法18

2.2.1單體附加系的選育19

2.2.2臂間易位系的選育19

2.2.3小片段易位的選育20

2.3染色體特定位點的重組20

2.3.1特定位點的重組酶20

2.3.2特定位點的重組技術21

2.3.3特定位點重組系統的套用21

2.4染色體的顯微切割22

2.4.1目標染色體的辨認22

2.4.2染色體的顯微切割與分離22

2.4.3染色體的微克隆23

2.4.4染色體微克隆文庫的鑑定23

2.4.5植物染色體顯微切割技術的套用24

2.5花粉染色體工程24

2.5.1花粉染色體工程的原理25

2.5.2花粉染色體工程的操作程式25

參考文獻26

第3章染色體外遺傳

3.1線粒體的遺傳27

3.1.1線粒體基因組28

3.1.2線粒體基因組的結構31

3.2葉綠體的遺傳32

3.2.1葉綠體DNA的大小範圍33

3.2.2葉綠體基因組的結構34

3.2.3葉綠體基因組結構的變異36

3.3核外遺傳與植物雄性不育性37

3.3.1植物的雄性不育性37

3.3.2線粒體與雄性不育性38

3.3.3葉綠體與雄性不育性39

參考文獻39

第4章體細胞遺傳

4.1植物體細胞培養與形態發生41

4.1.1植物組織培養技術42

4.1.2植物組織培養與形態發生44

4.2胚乳培養與多倍體育種46

4.2.1胚乳培養46

4.2.2胚乳培養的形態發生48

4.3植物體細胞變異與突變體篩選50

4.3.1植物體細胞變異及其機制50

4.3.2植物體細胞突變體篩選53

4.4花葯培養與單倍體育種55

4.4.1花葯培養55

4.4.2植物單倍體育種56

4.5植物原生質體培養與細胞融合57

4.5.1原生質體培養57

4.5.2原生質體融合與雜種細胞的篩選59

參考文獻60

第5章目的基因和標記基因

5.1抗植物蟲害基因63

5.1.1蘇雲金桿菌毒蛋白基因63

5.1.2植物蛋白酶抑制劑基因65

5.1.3植物凝集素基因67

5.1.4澱粉酶抑制劑基因68

5.1.5膽固醇氧化酶基因69

5.1.6營養殺蟲蛋白基因69

5.1.7系統肽基因70

5.1.8其他抗蟲基因70

5.2抗植物病毒基因71

5.2.1外殼蛋白基因72

5.2.2複製酶基因——病毒特異性地依賴於RNA的RNA多聚酶基因73

5.2.3移動蛋白基因73

5.2.4衛星RNA和核酶基因74

5.3抗植物真菌病害基因74

5.3.1抗真菌蛋白75

5.3.2抗真菌基因76

5.4抗植物細菌病害基因77

5.4.1外源抗菌蛋白基因表達介導的抗性77

5.4.2抑制病菌的致病（毒性）因子78

5.5抗非生物脅迫基因79

5.5.1抗乾旱脅迫基因79

5.5.2抗鹽脅迫基因80

5.5.3抗低溫脅迫基因81

5.5.4抗氧化脅迫基因82

5.5.5耐除草劑基因82

5.6改良作物品質的基因83

5.7調控植物花色、花形、衰老的基因84

5.7.1調節花色的基因84

5.7.2調節植物衰老的基因86

5.8植物雄性不育基因87

5.9標記基因89

5.9.1標記基因分類及環境安全89

5.9.2轉基因作物中標記基因的消除90

5.9.3選擇基因分類91

5.9.4常用的選擇基因92

5.10報告基因95

5.10.1報告基因概述95

5.10.2螢火蟲螢光素酶基因97

5.10.3綠色螢光蛋白基因97

5.10.4β?葡萄糖醛酸糖苷酸酶基因99

5.11標記基因在植物病害及其流行規律研究中的套用101

參考文獻102

第6章基因分離

6.1概述106

6.2蛋白質序列起始克隆法106

6.3圖位克隆法106

6.4酵母雙雜交系統110

6.5基因序列同源克隆法112

6.6T?DNA、轉座子標籤法112

6.7分離差異表達基因片段的方法113

6.7.1差減雜交113

6.7.2抑制性差減雜交114

6.7.3mRNA差異顯示技術116

6.7.4mRNA差異顯示衍生技術118

6.7.5代表性差異分析119

6.7.6RNA指紋技術122

6.7.7差異篩選技術122

6.7.8基因鑑定集成法123

6.8DNA微陣列法123

6.9cDNA末端快速擴增法124

6.10表達序列標籤及生物信息學方法127

6.11其他基因分離方法131

6.11.1cDNA捕捉法131

6.11.2擴增限制性片段長度多態性法131

6.11.3微陣列法131

6.11.4外顯子捕獲法132

6.11.5功能互補法132

參考文獻132

第7章植物基因工程載體構建

7.1植物基因工程載體概述135

7.1.1載體種類及命名規則135

7.1.2載體分類136

7.2Ti質粒載體及其構建137

7.2.1Ti質粒的發現與分類137

7.2.2Ti質粒的結構與功能140

7.2.3T?DNA的結構與功能142

7.2.4Vir區的結構與功能144

7.2.5Ti質粒整合機制145

7.2.6載體改造及構建152

7.2.7轉化載體系統的構建158

7.2.8常用的中間表達載體166

7.2.9Ti質粒在植物基因工程中的套用及評價170

7.3Ri質粒載體及其構建171

7.3.1質粒的分類171

7.3.2Ri質粒的結構和功能172

7.3.3Ri質粒構建及轉化175

7.3.4Ri質粒在植物基因工程中的套用及評價177

7.4植物病毒載體及構建179

7.4.1植物病毒載體概述179

7.4.2單鏈RNA植物病毒載體系統180

7.4.3單鏈DNA植物病毒載體系統180

7.4.4雙鏈DNA植物病毒載體系統181

7.4.5植物病毒表達載體的構建182

7.4.6病毒載體在植物基因工程中的套用及評價184

參考文獻185

第8章植物轉化體系的建立

8.1植物基因轉化的受體系統187

8.1.1愈傷組織受體系統187

8.1.2種質受體系統189

8.1.3原生質體受體系統189

8.1.4胚狀體受體系統192

8.1.5直接分化芽受體系統193

8.2轉化的選擇系統的建立193

8.2.1概述193

8.2.2第一類篩選系統194

8.2.3第二類篩選系統197

8.2.4無標記基因的植物轉化系統198

參考文獻201

第9章植物遺傳轉化的方法

9.1農桿菌介導的植物基因遺傳轉化204

9.1.1Ti質粒介導的遺傳轉化方法205

9.1.2髮根Ri質粒介導的基因轉化206

9.1.3農桿菌介導的植物基因轉化系統的套用及進展208

9.2基因槍法210

9.2.1基因槍法轉化原理210

9.2.2基因槍法的優點211

9.3花粉管通道介導的基因轉化技術211

9.3.1花粉管通道原理212

9.3.2花粉管通道的套用212

9.4其他轉化方法213

9.4.1聚乙二醇介導的基因轉化213

9.4.2電穿孔法213

9.4.3注射法214

9.4.4脂質體介導法215

9.4.5碳化矽纖維介導DNA轉移法216

參考文獻216

第10章外源基因整合、表達及其檢測

10.1外源基因整合217

10.1.1外源基因整合方式及其結構變化217

10.1.2外源基因在轉基因植株中的整合機制218

10.1.3整合方式對外源基因表達的影響220

10.2外源基因的沉默221

10.2.1轉基因植物中外源基因的沉默221

10.2.2轉基因沉默的控制226

10.3提高外源基因表達效率的策略228

10.3.1啟動子的選用和改造228

10.3.2增強翻譯效率229

10.3.3信號肽的使用230

10.3.4構建葉綠體表達載體230

10.3.5利用內含子增強外源基因的表達231

10.4外源基因的遺傳穩定性231

10.5轉基因植物的鑑定方法232

10.5.1標記基因的表達檢測232

10.5.2轉基因植物目的基因的分子鑑定235

10.5.3其他的轉基因植物鑑定方法237

參考文獻238

第11章基因工程植物與食品

11.1基因工程食品的定義243

11.2國內外基因工程食品的發展概況和現狀244

11.2.1國外基因工程食品的發展概況和現狀244

11.2.2國內基因工程食品的發展概況和現狀245

11.3基因工程食品的套用246

11.3.1轉基因食品分類246

11.3.2轉基因植物246

11.4發展轉基因食品生產的必要性263

參考文獻264

第12章基因工程園藝

12.1基因工程在花卉改良中的套用267

12.1.1花卉基因工程研究現狀268

12.1.2花卉植物基因工程的套用前景272

12.2基因工程在牧草和草坪草改良中的套用273

12.2.1基因工程牧草274

12.2.2草坪草279

12.3基因工程林木281

12.3.1林木轉基因研究281

12.3.2林木轉基因基礎性研究285

12.3.3轉基因林木套用情況286

12.3.4林木基因工程研究中存在的問題及展望287

參考文獻288

第13章植物基因工程藥物

13.1轉基因植物藥物生物反應器的優點297

13.2轉基因植物表達藥用蛋白298

13.2.1植物基因工程生產藥用蛋白的現狀299

13.2.2植物基因工程生產藥用蛋白的策略299

13.3轉基因植物抗體300

13.3.1轉基因植物生產抗體的研究現狀301

13.3.2轉基因植物生產抗體的策略302

13.3.3轉基因植物抗體的套用前景與存在的問題304

13.4轉基因植物表達疫苗306

13.4.1轉基因植物生產疫苗的研究現狀306

13.4.2轉基因植物生產疫苗的策略310

13.4.3轉基因植物疫苗的套用前景與存在的問題311

參考文獻312

第14章生物信息學與基因工程

14.1生物信息學簡介317

14.1.1獲取生物的完整基因組317

14.1.2發現新基因和新的單核苷酸多態性318

14.1.3基因組中非編碼蛋白質區域的結構與功能研究319

14.1.4在基因組水平研究生物進化320

14.1.5從功能基因組到系統生物學320

14.2生物信息學資料庫321

14.2.1核酸序列資料庫322

14.2.2蛋白質序列資料庫327

14.2.3生物大分子結構資料庫330

14.2.4其他生物信息學資料庫331

14.2.5資料庫整合335

14.3生物信息學軟體338

14.3.1概述338

14.3.2生物信息學軟體在分子生物學實驗中的套用339

14.4生物信息學入口網站344

14.4.1美國國立生物技術信息中心344

14.4.2歐洲生物信息研究所346

14.4.3北京大學生物信息中心346

14.5生物信息學在基因晶片技術中的作用348

14.5.1概述348

14.5.2生物信息學在基因晶片技術中的作用349

參考文獻352

第15章基因工程法規與轉基因植物安全性評價

15.1轉基因植物的安全性問題354

15.1.1基本概念354

15.1.2生物安全憂患354

15.1.3與轉基因安全相關的幾個事件355

15.2國際社會對基因工程的態度與規則356

15.2.1科學界對轉基因作物的態度356

15.2.2相關的生物安全國際準則358

15.3我國基因工程安全管理措施363

15.3.1我國科學界對GMO爭議的反應363

15.3.2我國對基因工程安全的立法和監管364

15.4申請轉基因植物田間試驗或環境釋放需要提供的資料366

15.4.1受體生物的生物學特性366

15.4.2基因操作的安全性366

15.4.3轉基因植物的生物學特性367

15.4.4有關轉基因植物釋放地點的環境、生態等方面的資料367

15.4.5安全控制措施和預防事故的應急措施367

15.5轉基因植物的食品安全性367

15.5.1“實質等同性”原則與轉基因食品安全367

15.5.2轉基因植物食品中外源基因的安全性369

15.5.3轉基因食品的檢測技術371

15.5.4轉基因食品的安全性評價373

15.6轉基因植物的環境安全性374

15.6.1基因漂移與植物傳粉374

15.6.2轉基因植物在生態方面的潛在風險375

15.6.3終止子技術與生物安全376

15.6.4轉基因環境安全性的管理377

15.7轉基因植物安全性評價378

15.7.1轉基因植物安全性評價的必要性378

15.7.2轉基因植物安全性評價的迫切性379

15.7.3轉基因植物安全性評價的監控原則379

15.7.4轉基因植物安全性評價的監控體系380

15.8轉基因植物安全性評價積累的經驗和數據380

15.8.1食品安全性381

15.8.2評價因素381

15.8.3生存競爭性383

15.8.4生殖隔離距離384

15.8.5對非靶生物的影響384

15.8.6轉基因植物安全性評價現狀386

參考文獻388