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第一章 导论1

一、生物技术概论1

二、现代生物技术的范畴1

三、现代生物技术与21世纪农业9

参考文献16

第二章 植物基因工程的分子生物学基础18

第一节 基因的现代概念18

一、基因的结构18

二、基因的表达与调控19

三、基因的分离与合成24

四、移动基因25

五、断裂基因27

六、假基因30

七、重复序列与重复基因31

八、重叠基因33

九、同源异形基因与同源异形盒基因34

第二节 高等植物器官发育的基因表达与调控35

一、概述35

二、植物的器官发育与基因调控37

三、植物营养器官特异基因51

四、植物同源异形(盒)基因与其转录因子58

五、植物特化器官的特异基因62

第三节 植物叶绿体、线粒体、抗病原体及种子贮存蛋白等基因的分子生物学概论68

一、植物叶绿体分子生物学68

二、植物线粒体基因及其调控75

三、植物与病原微生物互作的分子生物学81

四、种子贮存蛋白基因89

第四节 基因组研究概况及主要作物基因组研究进展92

一、基因组的物理图谱与DNA测序93

二、几种生物基因组分析的现状97

三、主要作物基因组研究进展100

参考文献108

第三章 植物基因工程概论114

第一节 植物目的基因的分离114

一、构建基因文库及目的基因的分离115

二、基因定位克隆116

三、克隆基因的分离123

第二节 植物基因工程载体的构建136

一、Ti质粒的功能与结构136

二、Ti质粒的改造与植物基因工程载体的构建139

三、其他植物基因工程载体144

四、植物转化载体的构建146

第三节 植物的遗传转化148

一、农杆菌介导的遗传转化法149

二、DNA直接转化法152

三、通过细胞击孔向植物导入外源基因153

四、叶绿体遗传转化155

第四节 转基因植物的筛选与鉴定159

一、转化细胞的筛选159

二、外源基因表达的检测160

三、转化效果的鉴定160

一、植物转基因的整合机制161

第五节 植物转基因表达的调控161

二、转基因沉默165

三、基质结合区(MARs)与转基因植物的基因表达167

四、诱导型启动子与转基因的有效表达170

五、外源基因在转化植物中的转录后调控172

参考文献176

第四章 转基因植物的研究与应用179

第一节 转基因植物与优良品质的培育181

一、改变植物贮藏蛋白的品质181

二、调节碳水化合物的合成182

三、改善植物油脂的品质182

四、改进植物品质的新途径184

一、植物抗性基因的克隆185

第二节 植物抗病基因的克隆与转基因抗病育种185

二、抗病基因与抗病育种187

第三节 抗植物病毒基因工程188

一、向植物转入病毒外壳蛋白基因189

二、复制酶基因介导的抗性192

三、病毒移动蛋白192

四、向植物中转入病毒的卫星RNA基因193

五、利用病毒的反义RNA193

六、利用核(苷)酶裂解病毒基因组194

一、抗真菌蛋白基因195

第四节 抗真菌植物基因工程195

二、植物抗毒素基因197

第五节 抗虫植物基因工程197

一、Bt毒蛋白基因198

二、其他抗虫基因在农业上的应用研究201

第六节 抗除草剂基因工程204

一、筛选抗除草剂农作物204

二、抗除草剂基因的克隆和转基因205

三、抗除草剂基因工程的应用前景207

第七节 植物抗渗透胁迫(抗盐、抗旱)与抗寒冻基因工程207

一、植物抗渗透胁迫(抗盐、抗旱)的分子生物学与基因工程208

二、植物抗冻蛋白的分子生物学与基因工程217

第八节 生物固氮的分子生物学及其基因工程概论221

一、根瘤菌的固氮作用222

二、耐盐联合固氮菌及其遗传改造与应用235

第九节 植物雄性不育及其基因工程研究238

一、细胞质雄性不育与线粒体分子生物学238

二、应用生物技术获得雄性不育植株244

三、雄性不育的保持与恢复246

一、动物基因在植物中的转化及表达247

第十节 转基因植物--生产药物的新型生物反应器247

二、转基因植物生产疫苗的研究248

三、转基因植物产生抗体的研究249

四、在植物中表达的蛋白质药物252

五、植物生物反应器存在的问题与展望253

第十一节 转基因作物的安全性及其对策与专利问题255

一、转基因作物的潜在风险255

二、转基因作物作为食品的安全性问题261

三、转基因作物的专利保护：终止子技术265

四、我国学者对转基因作物安全性与专利问题对策的建议267

参考文献269

第五章 转基因动物的研究与应用280

第一节 转基因动物的技术方法281

一、转基因技术与载体细胞281

二、基因导入的方法283

第二节 外源基因在转基因动物中的整合、表达与调控286

一、转基因的整合与表达287

二、调控元件的研究290

三、转基因的整合与表达检测技术293

第三节 转基因鱼类的研究与应用295

一、鱼类转基因的概况297

二、转基因鱼类的实验技术与方法300

三、转基因鱼类研究的进程与展望302

四、经济鱼类转基因研究的发展趋势304

第四节 转基因鸡(家禽)304

一、鸡的遗传学及繁殖特点304

二、外源基因导入的方法305

三、转基因鸡的应用前景307

第五节 转基因哺乳类动物与生物反应器308

一、转基因小鼠308

二、转基因大型动物317

三、转基因动物研究中存在的问题321

一、胚胎干细胞324

第六节 胚胎干细胞与基因打靶324

二、基因打靶328

三、胚胎干细胞与基因打靶技术的应用前景336

四、植物基因打靶技术的研究进展342

参考文献343

第六章 动物细胞核移植与克隆动物350

第一节 克隆的基本概念350

第二节 胚胎细胞核移植克隆动物351

一、细胞核移植的发展简史351

二、两栖类胚胎细胞核移植的研究351

三、鱼类胚胎细胞核移植与杂种克隆鱼研究352

四、哺乳动物胚胎细胞核移植--胚胎细胞克隆357

第三节 分化体细胞核移植克隆动物360

一、克隆羊的成功及其科学意义360

二、哺乳动物体细胞核移植的研究进展361

三、哺乳动物体细胞克隆相关理论的研究进展363

四、动物克隆技术的发展及产业化365

参考文献368

第七章 现代分子生物学技术研究进展371

第一节 基因多态性分析的DNA指纹技术371

一、以分子杂交为基础的DNA指纹技术371

二、以PCR为基础的DNA指纹技术372

第二节 mRNA差异显示技术381

一、mRNA差异显示技术原理381

二、mRNA差异显示技术操作步骤382

三、差异显示技术的发展384

四、mRNA差别显示技术的应用385

第三节 染色体显微切割与微克隆技术387

一、技术原理388

二、显微切割388

三、微克隆的建立389

四、染色体DNA文库的构建390

五、染色体显微切割技术的应用391

第四节 DNA芯片技术393

一、DNA芯片的基本原理394

二、DNA芯片的制备395

三、DNA芯片的种类及其应用399

四、目前DNA芯片技术存在的问题及其研究进展402

第五节 表面展示技术402

一、原核蛋白表面展示系统403

二、真核蛋白表面展示系统410

三、表面展示技术的应用412

参考文献415

附录 英汉名词对照422