植物生物技术9787030756312

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　**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　限制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**的筛选与鉴定 132 

3.4.7　体细胞**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