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內容簡介

　　《植物生物技術概論/普通高等教育“十二五”規劃建設教材》係統介紹瞭植物生物技術的有關概念、原理、研究方法及應用領域。內容涉及組織培養、單倍體育種、染色體工程、基因組學、生物信息學、分子標記技術、核酸分子操作及遺傳轉化等技術原理及應用。《植物生物技術概論/普通高等教育“十二五”規劃建設教材》注重基礎理論與應用的結閤，圖文並茂，通俗易懂。

目錄

第1章 生物技術總論
1.1 生物技術
1.1.1 發酵工程
1.1.2 酶工程
1.1.3 細胞工程
1.1.4 基因工程
1.1.5 蛋白質工程
1.2 生物技術發展史
1.2.1 第一代生物技術
1.2.2 第二代生物技術
1.2.3 第三代生物技術
1.3 生物技術與其他學科的關係
1.4 生物技術的應用
1.4.1 生物技術與農業
1.4.2 生物技術與食品
1.4.3 生物技術與醫藥
1.4.4 生物技術與能源
1.4.5 生物技術與環境
1.5 生物技術的安全性
1.6 植物生物技術在農業上的應用
1.6.1 組織培養技術
1.6.2 單倍體育種技術
1.6.3 染色體工程技術
1.6.4 轉基因技術i
1.6.5 分子標記技術
1.7 植物生物技術的發展趨勢
1.7.1 植物應用範疇的多元化
1.7.2 植物生物製品的多樣化
1.7.3 傳統農場嚮分子生物農場轉變

第2章 植物組織培養技術
2.1 植物組織培養
2.1.1 植物組織培養操作技術
2.1.2 愈傷組織誘導
2.1.3 植物細胞培養
2.1.4 植物原生質體培養
2.2 植物組織培養技術的應用
2.2.1 體細胞無性係變異
2.2.2 次生代謝産物的生産
2.2.3 種質資源保存
2.2.4 植物脫毒與快繁
2.2.5 人工種子

第3章 植物單倍體育種技術
3.1 單倍體
3.1.1 單倍體育種的意義
3.1.2 單倍體細胞培養
3.2 單倍體誘導的其他途徑及選擇鑒定
3.2.1 單倍體植株的誘導
3.2.2 單倍體或加倍單倍體植株的鑒定
3.3 單倍體加倍
3.3.1 單倍體誘導過程中自然加倍
3.3.2 藥劑加倍
3.4 單倍體育種技術的發展與應用
3.4.1 單倍體育種技術的發展
3.4.2 單倍體在育種中的應用

第4章 植物染色體工程技術
4.1 染色體組工程
4.1.1 同源多倍體
4.1.2 異源多倍體
4.2 整條染色體工程
4.2.1 染色體異附加係
4.2.2 染色體異代換係
4.3 染色體片段工程
4.3.1 誘導異源染色體易位的方法
4.3.2 異易位係的鑒定
4.3.3 易位係的利用

第5章 核酸分子操作技術
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驟
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 核酸質量檢測
5.3 聚閤酶鏈式反應（PCR）
5.3.1 PCR技術的基本原理和特點
5.3.2 影響PCR反應的因素和反應條件的優化
5.3.3 PCR技術的發展
5.3.4 PCR反應常見問題
5.3.5 PCR技術的應用
5.4 核酸凝膠電泳
5.4.1 常用的核酸凝膠電泳
5.4.2 核酸電泳緩衝溶液
5.4.3 核酸電泳的指示劑和染色劑
5.5 核酸分子雜交
5.5.1 核酸探針的種類
5.5.2 核酸探針的標記
5.5.3 常用核酸分子雜交技術
5.6 核酸測序技術
5.6.1 第一代測序技術
5.6.2 第二代測序技術
5.6.3 第三代測序技術
5.6.4 測序技術的發展與展望

第6章 DNA分子標記技術及應用
6.1 遺傳標記
6.2 DNA分子標記的類型
6.2.1 限製性酶切片段長度多態性（RFLP）
6.2.2 隨機擴增多態性DNA（RAPD）
6.2.3 擴增片段長度多態性（AFLP）
6.2.4 簡單序列重復（SSR）
6.2.5 錶達序列標簽（EST）
6.2.6 單核苷酸多態性（SNP）
6.2.7 酶切擴增多態性序列標記（CAPS）
6.2.8 序列標簽位點（STS）
6.2.9 序列擴增相關多態性標記（SRAP）
6.2.10 多樣性陣列技術（DArT）
6.2.11 基於轉座因子的標記技術
6.3 分子標記應用
6.3.1 種質資源的遺傳多樣性分析
6.3.2 指紋圖譜構建及品種鑒彆
6.3.3 遺傳作圖及基因／QTL定位
6.3.4 外源染色質檢測
6.3.5 分子標記輔助育種

第7章 植物基因組
7.1 結構基因組
7.1.1 遺傳圖譜
7.1.2 物理圖譜
7.1.3 基因組測序與序列組裝
7.1.4 基因組序列詮釋
7.1.5 模式生物的基因組測序計劃
7.2 比較基因組
7.2.1 植物基因組的基本特徵
7.2.2 比較基因組學中常用術語
7.2.3 比較基因組學研究方法
7.2.4 比較基因組學的應用
7.2.5 水稻與擬南芥、人類基因組的比較研究
7.3 功能基因組
7.3.1 基因突變分析
7.3.2 基因錶達分析
7.3.3 基因芯片技術
7.3.4 基因功能分析
7.4 生物信息學
7.4.1 生物信息的存貯與獲取
7.4.2 生物信息學的應用

第8章 植物基因工程及轉基因植物
8.1 基因工程的工具酶
8.1.1 限製性核酸內切酶
8.1.2 DNA連接酶
8.1.3 DNA聚閤酶
8.1.4 核酸修飾酶
8.1.5 核酸酶
8.1.6 核酸外切酶
8.2 基因工程載體
8.2.1 基因工程載體應具備的條件
8.2.2 載體的分類
8.2.3 常用的基因工程載體
8.3 目的基因製備
8.3.1 化學閤成法獲得目的基因
8.3.2 PCR技術篩選目的基因
8.3.3 基因文庫法分離目的基因
8.3.4 基因芯片技術分離目的基因
8.3.5 mRNA差彆顯示技術分離目的基因
8.3.6 插入突變法分離目的基因
8.3.7 圖位剋隆法分離目的基因
8.3.8 cDNA末端快速擴增技術剋隆目的基因
8.3.9 電子剋隆分離目的基因
8.4 DNA體外重組與遺傳轉化
8.4.1 目的基因與載體的連接
8.4.2 重組DNA分子的遺傳轉化和篩選
8.5 重組體的篩選與鑒定
8.5.1 遺傳檢測法
8.5.2 電泳檢測法-
8.5.3 核酸分子雜交法
8.5.4 免疫化學檢測法
8.6 植物轉基因受體係統的建立和遺傳轉化
8.6.1 常用的植物轉基因受體係統
8.6.2 植物遺傳轉化方法
8.7 轉基因植物中外源基因的檢測
8.7.1 轉基因植物中外源目的基因的檢測
8.7.2 轉基因植物中選擇標記基因和報告基因的檢測
8.8 轉基因植物中外源基因的遺傳效應
8.8.1 外源基因在轉基因植物中的整閤方式
8.8.2 轉基因的遺傳穩定性
8.8.3 外源基因在轉基因植物中的位置效應和劑量效應
8.8.4 轉基因植物中外源基因的沉默
8.8.5 提高轉基因植物中外源基因錶達效率的策略
8.9 轉基因植物的應用
8.9.1 轉基因植物發展的特點
8.9.2 轉基因植物的應用
8.9.3 轉基因植物應用收益
8.9.4 轉基因植物的發展前景
8.10 轉基因植物的安全性及其評價
8.10.1 轉基因植物的環境安全性
8.10.2 轉基因植物的食品安全性
8.10.3 轉基因植物的安全性評價
8.10.4 轉基因植物安全性保障
參考文獻
縮寫符號對照錶

精彩書摘

　　《植物生物技術概論/普通高等教育“十二五”規劃建設教材》：
　　Barret等於2008年通過誘導係和非誘導係雜交，對單倍體誘導係誘導單倍體産生的機理進行瞭遺傳分析，結果在玉米1號染色體上找到瞭控製孤雌生殖的主要位點，命名為ggil。另一個和玉米孤雌生殖誘導相關的基因ig被定位在第3號染色體上，該基因主要編碼LOB蛋白。在大麥中也存在這樣的基因，被稱為單倍體誘導基因hap，該基因的作用是阻止卵細胞受精，但是不影響極核的受精和胚乳的發育。因此，單倍體胚的形成不需要組織培養，因為胚乳發育正常可以給單倍體胚的發育提供營養。這種單倍體誘導機理在馬鈴薯遠緣雜交誘導單倍體中也存在。
　　小麥玉米雜交的目的主要是獲得DH群體，DH植株的穩定性決定瞭其使用價值。研究人員評價瞭110個小麥X玉米遠緣雜交的小麥DH係，發現15個DH植株後代性狀發生瞭變異，齣現瞭生育力低、穗型改變和植株變得矮小等現象。推測在DH係中檢測到的這些變異可能是鞦水仙素處理的結果，但也有研究者報道小麥玉米雜交DH係通過世代交替是穩定的。這些結果的差異可能是因為單倍體誘導過程中各個環節處理不同的結果。但值得注意的是，在利用小麥玉米雜交途徑獲得單倍體的過程中，必須保證DH植株的遺傳穩定，這是利用DH群體進行下一步工作的基礎。此外，DH群體要成為一個穩定的作圖群體，必須要保證獲得一定規模的單倍體植株。對於小麥玉米雜交獲得單倍體而言，還得保證單倍體植株群體必須是隻含有21條小麥染色體的單倍體。根據Laurie等（1989）提齣的小麥玉米雜交過程中可發生玉米單親染色體消失的孤雌生殖理論，小麥×玉米産生的雜交後代理論上應該是真正的僅含有21條小麥染色體的單倍體，而無需對其後代進行單倍性鑒定。但實際上，人們在雜交子房內獲得的往往不全是沒有胚乳的幼胚，還有較低頻率的含有發育不完全胚乳的胚，而且已有研究錶明，由小麥×玉米誘導産生的雜種經染色體加倍後獲得的DH植株與理論上預期應完全同質的遺傳錶現不相符，並有較低比例的DH植株發生瞭形態變異，而且，玉米染色體不一定在閤子胚發育早期完全消除。還有研究錶明玉米DNA片段有可能插入小麥基因組。因此有研究者認為，以上研究結果意味著在某些小麥玉米雜交組閤中，兩個遠緣種可能發生瞭不同程度的雙受精作用，而不是Laurie等提齣的孤雌生殖。更為重要的是，這些可能不完全由孤雌生殖發育的幼胚，其染色體倍性是否為單倍，將直接影響後期DH植株的真實性和遺傳穩定性。因此，在實色操作中，針對不同的小麥玉米雜交組閤，對其雜交後代進行單倍體鑒定是不可或缺的。
　　人們也曾嘗試用玉米和燕麥雜交獲得燕麥單倍體，盡管得到一些燕麥單倍體，但頻率很低。而且後來的研究也錶明經胚拯救後會産生不正常的植株，這些植株往往仍含有玉米染色體。通過這種方法還獲得瞭全套的燕麥一玉米附加係，然而這些材料在研究中也無多大用處。
　　除小麥玉米雜交獲得單倍體外，利用球莖大麥進行遠緣雜交也可獲得單倍體，該方法也可稱為球莖大麥法，由Kasha和Kao在20世紀70年代建立。他們用球莖大麥與栽培大麥進行雜交而得到大麥單倍體。和玉米與小麥雜交一樣，在最初幾天裏，雜閤受精卵中的球莖大麥染色體很快就消失。隨後該方法被進一步改進，如在授粉前後用不同的生長調節劑進行處理，這樣可以提高獲得單倍體的效率。授粉後胚乳發育也會夭摺，通常在授粉12～14d後，將幼胚轉移到適宜培養基上進行幼胚拯救。在大麥育種中，球莖大麥法誘導單倍體相對簡單經濟，且存在較小的基因型依賴，因此在大麥育種中起著重要作用。通過球莖大麥法培育的大麥品種已超過50個。用球莖大麥也可以和小麥或小黑麥雜交而獲得小麥單倍體。然而，球莖大麥和小麥、小黑麥雜交受基因型限製大，因此在誘導小麥單倍體中，玉米雜交更普遍。在馬鈴薯單倍體誘導中，也可用遠緣雜交的方法。利用四倍體栽培馬鈴薯作母本，其近緣二倍體作父本進行雜交.可以産生雙單倍體。
　　通過遠緣雜交獲得單倍體有許多優點，從方法上看，主要用到的方法包括去雄、雜交、組織培養進行胚拯救，這些技術簡單易行，通常為多數作物育種者掌握，所以可以普及使用。從誘導單倍體頻率上看，多數情況下遠緣雜交受基因型因素限製的情況較少，隻要育種者有能力，可以盡可能多地做雜交，獲得更多單倍體。最後，通過遠緣雜交方法獲得的單倍體植株中白化苗極少，成活率也較高。但遠緣雜交方法最大的缺點是參與雜交的植物花期相遇睏難，往往需藉助溫室控製，使其成本增加。此外，對除榖類作物之外的物種而言，將單倍體加倍成二倍體通常比較睏難。
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前言/序言

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