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内容简介

　　《植物生物技术概论/普通高等教育“十二五”规划建设教材》系统介绍了植物生物技术的有关概念、原理、研究方法及应用领域。内容涉及组织培养、单倍体育种、染色体工程、基因组学、生物信息学、分子标记技术、核酸分子操作及遗传转化等技术原理及应用。《植物生物技术概论/普通高等教育“十二五”规划建设教材》注重基础理论与应用的结合，图文并茂，通俗易懂。

目录

第1章 生物技术总论
1.1 生物技术
1.1.1 发酵工程
1.1.2 酶工程
1.1.3 细胞工程
1.1.4 基因工程
1.1.5 蛋白质工程
1.2 生物技术发展史
1.2.1 第一代生物技术
1.2.2 第二代生物技术
1.2.3 第三代生物技术
1.3 生物技术与其他学科的关系
1.4 生物技术的应用
1.4.1 生物技术与农业
1.4.2 生物技术与食品
1.4.3 生物技术与医药
1.4.4 生物技术与能源
1.4.5 生物技术与环境
1.5 生物技术的安全性
1.6 植物生物技术在农业上的应用
1.6.1 组织培养技术
1.6.2 单倍体育种技术
1.6.3 染色体工程技术
1.6.4 转基因技术i
1.6.5 分子标记技术
1.7 植物生物技术的发展趋势
1.7.1 植物应用范畴的多元化
1.7.2 植物生物制品的多样化
1.7.3 传统农场向分子生物农场转变

第2章 植物组织培养技术
2.1 植物组织培养
2.1.1 植物组织培养操作技术
2.1.2 愈伤组织诱导
2.1.3 植物细胞培养
2.1.4 植物原生质体培养
2.2 植物组织培养技术的应用
2.2.1 体细胞无性系变异
2.2.2 次生代谢产物的生产
2.2.3 种质资源保存
2.2.4 植物脱毒与快繁
2.2.5 人工种子

第3章 植物单倍体育种技术
3.1 单倍体
3.1.1 单倍体育种的意义
3.1.2 单倍体细胞培养
3.2 单倍体诱导的其他途径及选择鉴定
3.2.1 单倍体植株的诱导
3.2.2 单倍体或加倍单倍体植株的鉴定
3.3 单倍体加倍
3.3.1 单倍体诱导过程中自然加倍
3.3.2 药剂加倍
3.4 单倍体育种技术的发展与应用
3.4.1 单倍体育种技术的发展
3.4.2 单倍体在育种中的应用

第4章 植物染色体工程技术
4.1 染色体组工程
4.1.1 同源多倍体
4.1.2 异源多倍体
4.2 整条染色体工程
4.2.1 染色体异附加系
4.2.2 染色体异代换系
4.3 染色体片段工程
4.3.1 诱导异源染色体易位的方法
4.3.2 异易位系的鉴定
4.3.3 易位系的利用

第5章 核酸分子操作技术
5.1 核酸的基本特性
5.2 核酸的提取
5.2.1 核酸提取的要求和基本步骤
5.2.2 植物核酸提取的常用方法
5.2.3 核酸的溶解和保存
5.2.4 核酸质量检测
5.3 聚合酶链式反应（PCR）
5.3.1 PCR技术的基本原理和特点
5.3.2 影响PCR反应的因素和反应条件的优化
5.3.3 PCR技术的发展
5.3.4 PCR反应常见问题
5.3.5 PCR技术的应用
5.4 核酸凝胶电泳
5.4.1 常用的核酸凝胶电泳
5.4.2 核酸电泳缓冲溶液
5.4.3 核酸电泳的指示剂和染色剂
5.5 核酸分子杂交
5.5.1 核酸探针的种类
5.5.2 核酸探针的标记
5.5.3 常用核酸分子杂交技术
5.6 核酸测序技术
5.6.1 第一代测序技术
5.6.2 第二代测序技术
5.6.3 第三代测序技术
5.6.4 测序技术的发展与展望

第6章 DNA分子标记技术及应用
6.1 遗传标记
6.2 DNA分子标记的类型
6.2.1 限制性酶切片段长度多态性（RFLP）
6.2.2 随机扩增多态性DNA（RAPD）
6.2.3 扩增片段长度多态性（AFLP）
6.2.4 简单序列重复（SSR）
6.2.5 表达序列标签（EST）
6.2.6 单核苷酸多态性（SNP）
6.2.7 酶切扩增多态性序列标记（CAPS）
6.2.8 序列标签位点（STS）
6.2.9 序列扩增相关多态性标记（SRAP）
6.2.10 多样性阵列技术（DArT）
6.2.11 基于转座因子的标记技术
6.3 分子标记应用
6.3.1 种质资源的遗传多样性分析
6.3.2 指纹图谱构建及品种鉴别
6.3.3 遗传作图及基因／QTL定位
6.3.4 外源染色质检测
6.3.5 分子标记辅助育种

第7章 植物基因组
7.1 结构基因组
7.1.1 遗传图谱
7.1.2 物理图谱
7.1.3 基因组测序与序列组装
7.1.4 基因组序列诠释
7.1.5 模式生物的基因组测序计划
7.2 比较基因组
7.2.1 植物基因组的基本特征
7.2.2 比较基因组学中常用术语
7.2.3 比较基因组学研究方法
7.2.4 比较基因组学的应用
7.2.5 水稻与拟南芥、人类基因组的比较研究
7.3 功能基因组
7.3.1 基因突变分析
7.3.2 基因表达分析
7.3.3 基因芯片技术
7.3.4 基因功能分析
7.4 生物信息学
7.4.1 生物信息的存贮与获取
7.4.2 生物信息学的应用

第8章 植物基因工程及转基因植物
8.1 基因工程的工具酶
8.1.1 限制性核酸内切酶
8.1.2 DNA连接酶
8.1.3 DNA聚合酶
8.1.4 核酸修饰酶
8.1.5 核酸酶
8.1.6 核酸外切酶
8.2 基因工程载体
8.2.1 基因工程载体应具备的条件
8.2.2 载体的分类
8.2.3 常用的基因工程载体
8.3 目的基因制备
8.3.1 化学合成法获得目的基因
8.3.2 PCR技术筛选目的基因
8.3.3 基因文库法分离目的基因
8.3.4 基因芯片技术分离目的基因
8.3.5 mRNA差别显示技术分离目的基因
8.3.6 插入突变法分离目的基因
8.3.7 图位克隆法分离目的基因
8.3.8 cDNA末端快速扩增技术克隆目的基因
8.3.9 电子克隆分离目的基因
8.4 DNA体外重组与遗传转化
8.4.1 目的基因与载体的连接
8.4.2 重组DNA分子的遗传转化和筛选
8.5 重组体的筛选与鉴定
8.5.1 遗传检测法
8.5.2 电泳检测法-
8.5.3 核酸分子杂交法
8.5.4 免疫化学检测法
8.6 植物转基因受体系统的建立和遗传转化
8.6.1 常用的植物转基因受体系统
8.6.2 植物遗传转化方法
8.7 转基因植物中外源基因的检测
8.7.1 转基因植物中外源目的基因的检测
8.7.2 转基因植物中选择标记基因和报告基因的检测
8.8 转基因植物中外源基因的遗传效应
8.8.1 外源基因在转基因植物中的整合方式
8.8.2 转基因的遗传稳定性
8.8.3 外源基因在转基因植物中的位置效应和剂量效应
8.8.4 转基因植物中外源基因的沉默
8.8.5 提高转基因植物中外源基因表达效率的策略
8.9 转基因植物的应用
8.9.1 转基因植物发展的特点
8.9.2 转基因植物的应用
8.9.3 转基因植物应用收益
8.9.4 转基因植物的发展前景
8.10 转基因植物的安全性及其评价
8.10.1 转基因植物的环境安全性
8.10.2 转基因植物的食品安全性
8.10.3 转基因植物的安全性评价
8.10.4 转基因植物安全性保障
参考文献
缩写符号对照表

精彩书摘

　　《植物生物技术概论/普通高等教育“十二五”规划建设教材》：
　　Barret等于2008年通过诱导系和非诱导系杂交，对单倍体诱导系诱导单倍体产生的机理进行了遗传分析，结果在玉米1号染色体上找到了控制孤雌生殖的主要位点，命名为ggil。另一个和玉米孤雌生殖诱导相关的基因ig被定位在第3号染色体上，该基因主要编码LOB蛋白。在大麦中也存在这样的基因，被称为单倍体诱导基因hap，该基因的作用是阻止卵细胞受精，但是不影响极核的受精和胚乳的发育。因此，单倍体胚的形成不需要组织培养，因为胚乳发育正常可以给单倍体胚的发育提供营养。这种单倍体诱导机理在马铃薯远缘杂交诱导单倍体中也存在。
　　小麦玉米杂交的目的主要是获得DH群体，DH植株的稳定性决定了其使用价值。研究人员评价了110个小麦X玉米远缘杂交的小麦DH系，发现15个DH植株后代性状发生了变异，出现了生育力低、穗型改变和植株变得矮小等现象。推测在DH系中检测到的这些变异可能是秋水仙素处理的结果，但也有研究者报道小麦玉米杂交DH系通过世代交替是稳定的。这些结果的差异可能是因为单倍体诱导过程中各个环节处理不同的结果。但值得注意的是，在利用小麦玉米杂交途径获得单倍体的过程中，必须保证DH植株的遗传稳定，这是利用DH群体进行下一步工作的基础。此外，DH群体要成为一个稳定的作图群体，必须要保证获得一定规模的单倍体植株。对于小麦玉米杂交获得单倍体而言，还得保证单倍体植株群体必须是只含有21条小麦染色体的单倍体。根据Laurie等（1989）提出的小麦玉米杂交过程中可发生玉米单亲染色体消失的孤雌生殖理论，小麦×玉米产生的杂交后代理论上应该是真正的仅含有21条小麦染色体的单倍体，而无需对其后代进行单倍性鉴定。但实际上，人们在杂交子房内获得的往往不全是没有胚乳的幼胚，还有较低频率的含有发育不完全胚乳的胚，而且已有研究表明，由小麦×玉米诱导产生的杂种经染色体加倍后获得的DH植株与理论上预期应完全同质的遗传表现不相符，并有较低比例的DH植株发生了形态变异，而且，玉米染色体不一定在合子胚发育早期完全消除。还有研究表明玉米DNA片段有可能插入小麦基因组。因此有研究者认为，以上研究结果意味着在某些小麦玉米杂交组合中，两个远缘种可能发生了不同程度的双受精作用，而不是Laurie等提出的孤雌生殖。更为重要的是，这些可能不完全由孤雌生殖发育的幼胚，其染色体倍性是否为单倍，将直接影响后期DH植株的真实性和遗传稳定性。因此，在实色操作中，针对不同的小麦玉米杂交组合，对其杂交后代进行单倍体鉴定是不可或缺的。
　　人们也曾尝试用玉米和燕麦杂交获得燕麦单倍体，尽管得到一些燕麦单倍体，但频率很低。而且后来的研究也表明经胚拯救后会产生不正常的植株，这些植株往往仍含有玉米染色体。通过这种方法还获得了全套的燕麦一玉米附加系，然而这些材料在研究中也无多大用处。
　　除小麦玉米杂交获得单倍体外，利用球茎大麦进行远缘杂交也可获得单倍体，该方法也可称为球茎大麦法，由Kasha和Kao在20世纪70年代建立。他们用球茎大麦与栽培大麦进行杂交而得到大麦单倍体。和玉米与小麦杂交一样，在最初几天里，杂合受精卵中的球茎大麦染色体很快就消失。随后该方法被进一步改进，如在授粉前后用不同的生长调节剂进行处理，这样可以提高获得单倍体的效率。授粉后胚乳发育也会夭折，通常在授粉12～14d后，将幼胚转移到适宜培养基上进行幼胚拯救。在大麦育种中，球茎大麦法诱导单倍体相对简单经济，且存在较小的基因型依赖，因此在大麦育种中起着重要作用。通过球茎大麦法培育的大麦品种已超过50个。用球茎大麦也可以和小麦或小黑麦杂交而获得小麦单倍体。然而，球茎大麦和小麦、小黑麦杂交受基因型限制大，因此在诱导小麦单倍体中，玉米杂交更普遍。在马铃薯单倍体诱导中，也可用远缘杂交的方法。利用四倍体栽培马铃薯作母本，其近缘二倍体作父本进行杂交.可以产生双单倍体。
　　通过远缘杂交获得单倍体有许多优点，从方法上看，主要用到的方法包括去雄、杂交、组织培养进行胚拯救，这些技术简单易行，通常为多数作物育种者掌握，所以可以普及使用。从诱导单倍体频率上看，多数情况下远缘杂交受基因型因素限制的情况较少，只要育种者有能力，可以尽可能多地做杂交，获得更多单倍体。最后，通过远缘杂交方法获得的单倍体植株中白化苗极少，成活率也较高。但远缘杂交方法最大的缺点是参与杂交的植物花期相遇困难，往往需借助温室控制，使其成本增加。此外，对除谷类作物之外的物种而言，将单倍体加倍成二倍体通常比较困难。
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前言/序言

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