植物生物技术
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江苏无锡
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作者蒋立希
出版社科学出版社
ISBN9787030756312
出版时间2023-10
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定价79.8元
货号1203108598
上书时间2024-10-29
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目录
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序
前言
第1章 植物生物技术概论 1
1.1 生物技术的前期基础 1
1.1.1 蛋白质的发现 1
1.1.2 经典遗传学 2
1.1.3 噬菌体的发现 3
1.1.4 辐射引起的染色体变异 4
1.2 现代生物技术发展 5
1.2.1 DNA双螺旋结构模型的提出 5
1.2.2 Sanger和蛋白质、DNA的测序 7
1.2.3 性内切酶的发现与应用 8
1.2.4 Taq聚合酶和聚合酶链反应（PCR） 10
1.2.5 miRNA的发现及其意义 12
1.2.6 基因组组装和基因组图谱的绘制 14
1.3 植物生物技术与作物育种 16
1.3.1 植物组织培养 16
1.3.2 植物诱变育种与TILLING技术 17
1.3.3 植物体细胞融合技术 20
1.3.4 植物基因组的多倍化与双单倍体（DH）技术 21
1.4 转基因、基因编辑和植物的遗传转化 23
1.4.1 GMO和转基因农产品的生产 23
1.4.2 基因编辑技术的发现与应用 24
1.4.3 植物的遗传转化技术 25
1.5 合成生物技术的发展 28
1.5.1 合成生物技术的发展轨迹 29
1.5.2 合成生物技术的类别 30
1.5.3 合成生物技术的应用 31
1.5.4 合成生物技术带来的安全和伦理问题 34
1.5.5 我国生命科学界对合成生物技术的基本态度 35
1.6 参考文献 35
第2章 植物细胞生物技术 38
2.1 植物细胞生物技术的细胞学基础 38
2.1.1 植物细胞壁与胞间连丝 38
2.1.2 叶绿体与线粒体 41
2.1.3 液泡和细胞质 43
2.1.4 细胞核、核膜与核孔 43
2.1.5 内质网与膜系统 44
2.1.6 细胞骨架 45
2.1.7 植物细胞的生长、分化与衰老 45
2.1.8 植物的发育与生长周期 48
2.1.9 植物的生殖生长 50
2.2 植物细胞的显微成像技术 61
2.2.1 普通光学显微镜技术 61
2.2.2 体视显微镜技术 63
2.2.3 透射电子显微镜技术 65
2.2.4 扫描电子显微镜技术 67
2.2.5 激光扫描共聚焦显微镜技术 69
2.3 标记技术在显微成像中的应用 76
2.3.1 荧光原位杂交技术 76
2.3.2 报告基因在显微成像中的作用 78
2.3.3 双分子荧光互补法研究蛋白质互作 82
2.3.4 细胞器的细胞学水平定位体系 84
2.4 单细胞测序技术 86
2.4.1 单细胞测序技术平台 86
2.4.2 植物scRNA-seq技术的发展 87
2.4.3 植物根部scRNA-seq的分析 89
2.4.4 植物地上部scRNA-seq的分析 92
2.4.5 植物单细胞测序的困难和挑战 93
2.5 参考文献 95
第3章 植物组织培养 97
3.1 植物离体培养的培养基 98
3.1.1 培养基的基本成分及其作用 98
3.1.2 培养基配制 106
3.1.3 培养基灭菌 107
3.2 植物组织器官培养 108
3.2.1 愈伤组织诱导培养 108
3.2.2 胚胎培养 111
3.2.3 外植体离体再生途径 113
3.3 植物单倍体培养 115
3.3.1 单倍体来源 115
3.3.2 单倍体培养的意义 116
3.3.3 小孢子和花药培养 117
3.4 植物原生质体培养及体细胞杂交 123
3.4.1 原生质体研究的发展及应用 123
3.4.2 原生质体分离和纯化 124
3.4.3 原生质体培养及植株再生 125
3.4.4 原生质体融合与遗传育种 127
3.4.5 植物原生质体融合方法与融合方式 129
3.4.6 体细胞杂种的筛选与鉴定 132
3.4.7 体细胞杂种的遗传分析 134
3.4.8 植物原生质体融合与遗传改良 136
3.5 植物脱毒苗培养 138
3.5.1 植物脱毒的基本原理 138
3.5.2 植物脱毒的技术规程 139
3.5.3 影响脱毒效果的因素 140
3.5.4 操作实例 141
3.5.5 植物病毒鉴定与检测技术 143
3.6 植物体细胞无性系变异及应用 144
3.6.1 体细胞无性系变异的来源 144
3.6.2 体细胞无性系变异表现及其遗传学基础 145
3.6.3 体细胞无性系变异的检测 147
3.7 参考文献 148
第４章 植物基因的表达与基因编码产物 151
4.1 基因组、基因及分子生物技术的中心法则 151
4.1.1 植物基因组简介 151
4.1.2 基因组DNA的结构与组成 152
4.1.3 DNA的调节元件和转录 154
4.1.4 RNA的种类与加工 158
4.1.5 蛋白质的翻译、译后加工和定位 160
4.1.6 基因组的表观遗传修饰 165
4.2 DNA层面的检测技术 169
4.2.1 全基因组测序技术 169
4.2.2 蛋白质-DNA相互作用检测手段 170
4.2.3 染色体构象捕获技术 172
4.3 RNA水平基因表达的检测 173
4.3.1 RNA印迹（Northern blot） 173
4.3.2 RT-PCR与RT-qPCR 174
4.3.3 报告基因的表达 176
4.3.4 RNA原位杂交 176
4.4 蛋白质水平的检测技术 178
4.4.1 蛋白质免疫印迹（Western blot） 178
4.4.2 免疫金标记和免疫组织化学 179
4.4.3 蛋白质定位的动态观察 180
4.5 基因组表观遗传修饰的检测 180
4.5.1 全基因组5mC/6mA DNA甲基化的检测手段 180
4.5.2 组蛋白修饰的检测手段 181
4.5.3 染色质可及性检测技术 182
4.6 转录组、翻译组、蛋白质组、代谢组的高通量检测 183
4.6.1 转录组的高通量检测技术 183
4.6.2 翻译组的高通量检测技术 184
4.6.3 蛋白质组的高通量检测技术 185
4.6.4 代谢组的高通量检测技术 186
4.7 参考文献 187
第5章 植物基因的克隆与DNA重组技术 189
5.1 基因片段的扩增——PCR技术 189
5.1.1 基因的概念 189
5.1.2 PCR反应的基本原理 191
5.1.3 基因片段的PCR扩增 192
5.2 基因克隆与克隆载体 195
5.2.1 基因克隆 195
5.2.2 克隆载体 196
5.3 植物的遗传转化 204
5.3.1 植物遗传转化常用载体 204
5.3.2 植物遗传转化技术和方法 206
5.4 转基因植物的分子检测 209
5.4.1 外源基因整合的分子检测 209
5.4.2 外源基因的表达检测 214
5.4.3 转基因植物检测存在的问题 217
5.5 植物目的基因的鉴定与克隆 218
5.5.1 基于已知序列的基因克隆方法 218
5.5.2 基于分子标记连锁图谱的基因克隆方法 220
5.5.3 基于人工突变体的基因克隆方法 222
5.5.4 基于表达差异的基因克隆方法 222
5.5.5 基于蛋白质分子互作的基因克隆方法 225
5.6 增强子的鉴定与功能验证 228
5.6.1 增强子的概念 228
5.6.2 增强子的特征 229
5.6.3 增强子的鉴定方法 230
5.6.4 超级增强子 233
5.6.5 增强子的功能研究 235
5.7 参考文献 235
第6章 植物基因编辑技术 238
6.1 基因编辑技术的发展与种类 238
6.1.1 巨型核酸酶（meganuclease）技术 239
6.1.2 锌指核酸酶（ZFN）技术 241
6.1.3 转录激活样效应因子核酸酶（TALEN）技术 242
6.1.4 CRISPR/Cas9技术 243
6.2 基因编辑的一般操作步骤 245
6.2.1 基于靶序列选择合适的核酸酶 246
6.2.2 构建基因编辑分子载体 246
6.2.3 原生质体验证载体活性 251
6.2.4 基因编辑分子载体转化植物细胞或组织 251
6.2.5 植物组织培养获得基因编辑再生苗 252
6.2.6 筛选并鉴定基因编辑阳性植株 253
6.3 基因编辑导致的植物基因组修饰 254
6.3.1 双链断裂介导的随机位点突变 254
6.3.2 碱基编辑系统介导的碱基突变 254
6.3.3 引物编辑系统介导的片段突变 256
6.4 基因编辑与下一代作物育种技术 258
6.4.1 定向诱变与精准育种 260
6.4.2 多位点编辑与性状的聚合 262
6.4.3 QTL的编辑 264
6.4.4 从头（de novo）驯化 267
6.4.5 单倍体诱导与人工无融合生殖 272
6.5 挑战与未来展望 274
6.5.1 挑战 274
6.5.2 育种技术发展 275
6.5.3 未来展望 277
6.6 参考文献 278
第7章 植物生物技术在作物育种上的应用 281
7.1 分子标记辅助育种 281
7.1.1 各类分子标记的特性 282
7.1.2 遗传图谱构建 290
7.1.3 基因定位 292
7.1.4 分子标记辅助选择育种 309
7.2 TILLING技术与诱变育种 304
7.2.1 TILLING技术原理及技术改进 304
7.2.2 TILLING技术特点 308
7.2.3 TILLING技术的应用 309
7.2.4 TILLING技术发展趋势与前景 310
7.3 关联分析 310
7.3.1 连锁不平衡 311
7.3.2 关联分析的步骤和基本方法 313
7.3.3 关联定位与连锁定位的整合 318
7.3.4 全基因组选择育种 320
7.4 转基因技术与作物改良 321
7.4.1 转基因培育高产作物 321
7.4.2 转基因培育优质作物 324
7.4.3 转基因培育高抗作物 327
7.4.4 全球转基因作物生产现状 330
7.5 参考文献 335
内容摘要
《植物生物技术》是农学院农学专业的核心专业课程之一，教材系统地介绍植物生物技术的主要内容，包括植物细胞与组织培养、分子克隆与基因操纵、分子标记辅助育种、转基因技术等几个部分。这门课程旨在让学生了解植物生物技术的基本原理和基本方法、植物生物技术的发展历史与发展前沿，以及植物生物技术的未来。通过这本教材，旨在让学生掌握现代生物技术有关植物组织培养、基因表达研究、分子构建、分子标记辅助育种的等原理和方法。
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