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第一节 可能成为第二次绿色革命的技术基础1

一、抗病1

第一章 农业生物工程的前景和展望1

二、抗虫2

三、改良品质2

四、利用杂交优势增产2

五、抗逆2

六、基因工程疫苗2

第二节 生物工程体和生物工程产品的生物安全性3

七、转基因动物反应器3

一、Kanr的抗性基因NPTⅡ(aphA2)与转化为不可控的野草4

二、aphA2能否扩散5

三、aphA2基因产物是否对人、畜等动物有害5

四、目标基因及其产物是否对人、畜等动物有害5

五、转基因能否引起新病原菌的产生6

第三节 我国农业生物工程的发展7

二、植物快速繁殖的生产规模和植物种类大幅度增加8

三、转基因植物得到发展8

一、培育出的品种8

四、在应用基础研究方面的发展10

第四节 对我国农业生物工程的几点建议12

一、加强应用基础研究，大力发掘有价值的基因和表达调控元件12

二、结合国情发扬优势12

三、实施对动物、植物新品种的专利保护13

第五节 植物组织培养产业化现状及发展前景13

一、国外植物组织培养产业的兴起和衰落14

（一）我国试管苗产业的兴起与发展16

二、我国试管苗产业的现状16

（二）我国试管苗产业的特点和弱点18

参考文献21

第二章 生物固氮作用及其调控23

第一节 生物固氮与持续农业23

第二节 生物固氮反应机制24

一、固氮酶的结构和功能24

二、生物固氮反应机制27

三、化学模拟生物固氮31

第三节 生物固氮的调控32

（一）肺炎克氏杆菌的固氮调控33

一、自生固氮菌的固氮调控33

（二）棕色固氮菌的固氮调控37

（三）荚膜红杆菌的固氮调控39

（四）巴西固氮螺菌的固氮调控41

二、根瘤菌结瘤和固氮的调控45

（一）豆科植物根瘤的形成45

（二）结瘤基因的结构46

（三）结瘤基因的功能和表达调节47

（四）固氮基因的结构和功能49

（五）nif和fix表达的调节51

第四节 结束语53

参考文献53

第三章 植物激素的代谢与作用机理56

第一节 引言56

第二节 生长素56

一、生长素吲哚乙酸的生物合成56

二、生长素的代谢58

三、生长素信号的转导途径59

一、细胞分裂素的合成与分解代谢61

第三节 细胞分裂素61

二、细胞分裂素的信号转导途径62

第四节 赤霉素64

一、赤霉素的生物合成65

二、赤霉素生物合成的调控65

三、赤霉素的信号转导67

四、麦类糊粉层中GA信号的转导68

第五节 脱落酸69

一、脱落酸的生物合成69

二、脱落酸的信号转导70

第六节 乙烯72

一、乙烯的生物合成和调控73

二、乙烯信号的转导74

第七节 激素应用的成功范例75

一、乙烯的应用举例75

二、赤霉素的应用举例75

三、生长素和细胞分裂素的应用举例76

四、脱落酸的应用举例76

参考文献77

一、发展趋势88

第一节 直接转化外源基因的概述88

第四章 植物直接转化外源基因的方法88

二、转化外源基因的受体89

三、对转基因植物的检测与评估91

第二节 直接转化外源基因的载体系统92

一、用于直接转化载体系统的特点92

二、用于直接转化载体系统的种类93

三、用于直接转化载体的改进和优化98

一、基因枪转化法106

第三节 植物直接的遗传转化法106

二、生殖细胞原位转化法113

三、激光微束穿刺转化法116

四、电激转化法119

五、显微注射转化法122

六、碳化硅纤维介导法124

七、电泳转化法125

八、超声波转化法126

九、PEG介导的原生质体转化法127

转基因植物中的遗传及存在的问题129

第四节 植物基因直接转移与外源基因的整合表达及遗传129

参考文献133

第五章 高等植物抗性基因的研究进展140

第一节 过敏性反应和系统获得性抗性140

一、过敏性反应140

二、系统获得性抗性141

二、细胞壁加固143

三、病程相关蛋白143

一、活性氧的诱导释放143

第二节 植物防卫反应143

四、脂质氧化酶和植保素144

第三节 植物抗性基因144

一、抗性（R）基因克隆的方法144

（一）转座子标签技术144

（二）图位克隆技术144

二、R基因产物的结构特征145

（一）NBS-LRR类R基因146

（二）Ser/Thr蛋白激酶类R基因146

（一）植物细胞对病原信号的识别147

三、植物R基因引发防卫反应的信号传导147

（五）毒素还原酶类R基因147

（四）类受体蛋白激酶R基因147

（三）细胞外受体类R基因147

（二）R基因介导的信号传导148

（三）植物R基因的进化149

第四节 植物抗病防卫反应及其基因工程150

一、植物抗病防卫反应的激活150

二、植物抗病害基因工程研究151

（一）植物R基因的应用151

（二）植物防卫反应基因的应用152

三、小结154

参考文献155

第六章 植物抗虫育种的新途径159

第一节 概述159

第二节 抗虫基因的来源160

一、植物来源的抗虫基因161

二、蛋白酶抑制剂基因162

三、植物来源的其他抗虫基因163

四、与昆虫生长发育有关的基因164

五、苏云金芽孢杆菌晶体蛋白基因164

第三节 抗虫基因的克隆及改造167

第四节 抗虫转基因植物研究进展170

一、转Bt基因植物170

二、表达蛋白酶抑制剂基因或双抗虫基因的抗虫转基因植物172

三、表达双抗虫基因的转基因植物173

四、其他植物来源的抗虫基因在转基因植物方面的应用174

第五节 抗虫转基因植物的合理应用、预防昆虫产生耐受性的对策及生物安全性174

一、抗虫转基因植物的合理应用174

（三）表达水平控制法176

（二）启动子调控176

（一）基因策略176

二、预防昆虫产生耐受性的对策176

（四）综合管理177

三、生物安全性177

第六节 结束语178

参考文献179

第七章 植物耐逆性分子机制和基因工程183

第一节 离子平衡184

第二节 渗透调节物质185

二、渗透蛋白186

一、最重要的渗透调节剂－甜菜碱186

三、二级胁迫应答及其他与渗透胁迫相关的功能性蛋白188

第三节 胁迫应答的信号传递189

一、蛋白激酶类189

二、蛋白磷酸酶191

三、乙烯信号传递与植物的逆境胁迫反应192

四、顺式和反式作用元件195

参考文献197

一、食品业201

二、非食品业201

第一节 淀粉的用途201

第八章 基因工程改良淀粉品质201

第二节 淀粉的生物合成研究203

一、淀粉生物合成过程203

二、淀粉合成相关酶的生化和分子生物学研究203

第三节 基因工程改良淀粉品质209

一、改变淀粉含量210

二、改变淀粉的质量215

三、不停地探索218

参考文献219

第九章 转基因作物的环境风险分析223

第一节 国际转基因作物的发展223

第二节 转基因作物的环境风险分析224

一、风险和风险分析224

二、转基因作物环境风险分析的原则225

三、转基因作物环境风险分析的参照物225

四、常规育种与转基因育种的比较227

五、转基因作物环境风险分析的内涵229

一、下一代转基因作物及其潜在环境风险241

第三节 未来转基因作物及其环境风险分析241

二、未来监管政策和相关问题246

三、需加强的相关研究领域248

参考文献249

第十章 植物生物反应器255

第一节 概述255

第二节 目前研究进展256

一、工业用酶类和蛋白质256

二、医药工程256

一、转基因植物稳定整合表达系统259

第三节 植物生物反应器的研制策略259

二、重组植物病毒瞬时表达系统260

三、植物稳定整合表达体系和重组植物病毒瞬时表达系统的比较260

第四节 存在的问题及可能的解决方法261

一、目的蛋白的糖基化问题261

二、目的蛋白的提取与纯化261

三、生物安全性261

参考文献262

第十一章 动物生物反应器265

第一节 转基因动物的培育方法265

一、显微注射266

（一）基因构建267

（二）DNA显微注射溶液267

（三）胚胎的准备268

（四）DNA的显微注射269

（五）胚胎移植269

二、胚胎干细胞法270

三、反转录病毒载体271

四、原始生殖细胞介导法271

（二）转基因动物体细胞克隆273

（一）利用外源基因直接转染核供体细胞生产转基因动物273

五、精子载体法273

七、克隆技术在转基因动物生产中的应用273

六、脂质体介导精子作载体导入外源基因法273

（三）体细胞基因打靶生产定点整合高效表达转基因动物274

第二节 外源基因的表达274

一、真核基因的结构与功能274

二、转基因的表达274

第三节 特异表达系统276

一、乳腺表达系统276

（一）乳清酸性蛋白基因及其表达构件278

（二）牛αsl－酪蛋白基因及其表达构件280

（三）β－酪蛋白基因及其表达构件281

（四）羊β－乳球蛋白及其表达构件282

二、血液表达系统283

三、尿液表达系统284

四、精浆表达系统284

五、禽蛋表达系统284

六、核型多角体病毒为载体的家蚕表达系统285

七、转基因动物使用外源基因的种类和类型287

（一）结构基因类287

（二）所使用的启动子种类288

第四节 动物生物反应器的经济价值及其应用前景288

参考文献291

（二）动物克隆的研究历史293

（一）克隆技术的发展293

二、细胞核移植的研究历史293

一、克隆和克隆动物293

第一节 克隆技术的研究历史293

第十二章 动物克隆技术（细胞核移植）的研究现状及发展方向293

三、动物克隆技术的发展阶段295

（一）动物克隆技术的分类295

（二）细胞核移植技术的发展阶段295

（一）以原核期受精卵或2细胞胚胎为受体卵296

二、受体细胞的去核296

（二）体细胞的分离296

（三）培养细胞的分离296

一、供体核的分离296

第二节 哺乳动物细胞核移植（克隆）操作方法296

（一）胚细胞的分离296

（二）以成熟卵母细胞为受体卵297

三、核卵重组298

（一）融合法298

（二）注射法298

四、移核胚的活化298

五、移植胚的培养与移植299

六、重复克隆（连续细胞核移植）299

（二）化学激活299

（三）生物激活299

（一）电活化299

第三节 动物克隆的影响因素300

一、供体细胞核的影响300

（一）供体细胞的年龄300

（二）细胞周期300

（三）培养时间300

（三）遗传背景的影响301

（二）细胞来源的影响301

（一）细胞周期的影响301

（四）细胞培养过程中的操作301

二、卵母细胞作为受体的影响301

三、核移植操作流程的影响302

四、克隆效率很低的原因302

（一）印记作用302

（二）程序重排302

（三）端粒303

（四）线粒体303

第四节 不同动物细胞核移植研究现状303

一、羊（绵羊和山羊）细胞核移植的研究303

二、牛细胞核移植的研究303

三、小鼠细胞核移植的研究304

四、猪细胞核移植的研究304

五、兔细胞核移植的研究304

六、鱼类细胞核移植的研究304

一、繁殖性克隆305

（一）大量增加优秀动物个体的数量305

第五节 动物克隆技术的发展方向305

七、其他305

（二）转基因动物生产306

（三）遗传资源保护306

（四）建立动物模型307

二、非繁殖性克隆307

参考文献308

第十三章 动物的性别控制312

第一节 性别决定的研究313

一、X精子和Y精子分离的研究314

第二节 性别控制的研究314

（一）X精子和Y精子间区别的研究315

（二）X精子和Y精子的分离方法316

二、胚胎性别鉴定的研究319

（一）细胞学方法319

（二）免疫学方法319

（三）雄性特异DNA探针检测法320

（四）PCR扩增DNA片段检测法320

（五）PCR技术扩增SRY序列检测法321

参考文献322

中西文名词对照324