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序1

前言1

第一章 绪论1

第一节 园艺植物生物技术的主要内容1

一、园艺植物组织培养1

二、园艺植物细胞工程2

三、园艺植物染色体工程3

四、园艺植物基因工程3

五、园艺植物分子标记4

第二节 园艺植物生物技术的发展简史与趋势5

一、植物生物技术发展简史5

二、园艺植物生物技术发展趋势11

第二章 园艺植物组织培养的理论基础与基本技术15

第一节 概述15

一、园艺植物组织培养的概念和类型15

二、园艺植物组织培养的理论基础16

第二节 园艺植物组织培养所需的仪器及设备19

一、灭菌设备19

二、无菌接种设备20

三、可调控人工培养设备20

四、其他仪器设备21

第三节 园艺植物组织培养的基本技术21

一、培养基配制技术21

二、外植体的灭菌技术25

三、接种环境和接种设备灭菌技术26

四、无菌接种技术27

五、组培苗的继代技术28

六、组培苗的生根技术28

七、组培苗的驯化和移栽技术29

第四节 影响园艺植物组织培养的因素30

一、外植体的种类30

二、培养基成分及激素配比31

三、组织培养环境条件33

第三章 园艺植物脱毒与离体快速繁殖37

第一节 园艺植物的脱毒37

一、脱毒的意义37

二、脱毒的方法37

三、脱毒苗的鉴定41

四、无毒苗的保存与繁殖44

五、脱毒技术在园艺植物上的应用45

第二节 园艺植物的离体快速繁殖46

一、离体快速繁殖的意义46

二、离体快速繁殖的方法47

三、离体快速繁殖在园艺植物上的应用49

第三节 园艺植物人工种子的生产50

一、人工种子的概念及意义50

二、人工种子的制备方法与技术51

三、人工种子的储藏与萌发54

四、园艺植物人工种子的制备技术55

第四章 园艺植物种质离体保存与无性系变异筛选58

第一节 园艺植物种质资源的离体保存58

一、限制生长保存58

二、超低温保存60

三、园艺植物种质资源离体保存技术应用66

第二节 园艺植物的无性系变异及其筛选67

一、植物体细胞无性系变异的来源68

二、植物体细胞无性系变异的遗传学基础70

三、植物体细胞无性变异系的筛选72

四、体细胞无性系变异在园艺植物育种中的应用74

第五章 园艺植物的细胞工程76

第一节 园艺植物细胞培养76

一、单细胞培养76

二、细胞悬浮培养81

三、植物细胞的规模化培养84

第二节 园艺植物的原生质体培养87

一、原生质体培养的意义87

二、原生质体培养的基本技术88

第三节 园艺植物的细胞融合93

一、细胞融合前的准备93

二、细胞融合技术93

三、杂种细胞的筛选技术95

第六章 园艺植物的染色体工程98

第一节 园艺植物单倍体制备98

一、雄配子途径98

二、雌配子途径101

第二节 园艺植物多倍体制备103

一、活体诱导103

二、离体诱导104

第三节 园艺植物非整套染色体操作106

一、染色体代换系的创制106

二、染色体附加系的创制106

三、染色体易位系的创制107

第四节 园艺植物染色体工程产物的鉴定108

一、形态学鉴定108

二、细胞学鉴定109

三、生理生化鉴定110

四、分子生物学鉴定110

第五节 园艺植物染色体工程的成就及其发展方向111

一、成就111

二、存在的问题及今后的发展方向111

第七章 植物基因工程的基础知识与技术114

第一节 植物遗传物质的基础知识114

一、DNA的结构与功能114

二、RNA的结构与功能116

三、蛋白质的结构与功能117

四、遗传信息的传递118

五、基因的概念118

第二节 植物基因工程常用的工具酶119

一、限制性内切核酸酶119

二、DNA连接酶120

三、DNA聚合酶120

四、其他工具酶122

第三节 园艺植物基因工程常用的载体123

一、质粒载体123

二、λ噬菌体载体125

三、柯斯质粒载体126

四、人工染色体载体126

第四节 植物基因工程的基本技术127

一、核酸分离技术127

二、核酸电泳技术130

三、核酸体外扩增技术131

四、分子杂交技术134

第八章 园艺植物基因的分离与克隆138

第一节 文库筛选法138

一、园艺植物基因组文库的构建138

二、园艺植物cDNA文库的构建140

三、目的基因的筛选143

第二节 图位克隆技术144

一、分离基因的程序144

二、优缺点145

第三节 转座子标签法145

一、转座子的分类145

二、分离基因的程序145

三、优缺点146

四、T-DNA标签法146

第四节 基因差异表达技术147

一、mRNA差异显示技术147

二、抑制性消减杂交技术148

三、代表性差异分析法149

四、基因表达系列分析150

五、cDNA-AFLP技术151

第五节 同源序列法152

一、基于同源序列的候选基因法152

二、cDNA末端快速扩增技术153

第六节 基因芯片技术155

一、基因芯片的类型155

二、基本程序155

三、优缺点156

第九章 园艺植物遗传转化载体的构建158

第一节 根癌农杆菌Ti质粒基因转化载体的构建158

一、Ti质粒的改造158

二、Ti中间表达载体的构建160

三、Ti共整合转化载体的构建161

四、Ti双元转化载体的构建164

第二节 发根农杆菌Ri质粒基因转化载体的构建165

一、Ri质粒的基因结构165

二、Ri中间表达载体的构建166

三、Ri共整合转化载体的构建166

四、Ri双元转化载体的构建166

第三节 载体构建中常用的选择标记基因和报告基因166

一、选择标记基因和报告基因的基本特点167

二、常用的选择标记基因167

三、常用的报告基因171

第四节 园艺植物常用的遗传转化载体类型173

一、正义表达载体173

二、反义表达载体173

三、RNA干涉载体174

四、基因打靶载体174

五、其他载体175

第五节 目的基因与载体的连接175

一、插入灭活法176

二、定向克隆法176

第十章 园艺植物遗传转化179

第一节 园艺植物遗传转化受体系统179

一、遗传转化对园艺植物受体系统的要求179

二、常用的园艺植物受体系统180

第二节 园艺植物遗传转化方法181

一、外源裸露DNA的转化181

二、载体介导的DNA转化185

三、种质转化法188

第三节 园艺植物转化植株的鉴定190

一、利用选择标记基因和报告基因鉴定190

二、利用重组DNA分子特征鉴定192

三、利用外源基因的转录或表达鉴定192

第四节 提高外源基因在园艺植物体内表达水平的策略193

一、转基因园艺植物中外源基因的沉默193

二、提高外源基因在园艺植物体内表达水平的策略195

第五节 基因沉默技术与基因剔除技术197

一、基因沉默技术197

二、基因剔除技术199

第六节 外源基因在园艺植物中的遗传200

第十一章 转基因技术在园艺植物育种上的应用202

第一节 培育抗病品种202

一、抗病毒转基因园艺植物202

二、抗真菌转基因园艺植物203

三、抗细菌转基因园艺植物204

第二节 培育抗虫品种204

一、抗虫基因的来源205

二、抗虫转基因园艺植物205

第三节 培育抗逆品种207

第四节 培育抗除草剂品种208

第五节 培育耐储运品种210

第六节 创造雄性不育材料211

一、创造雄性核不育系的途径211

二、基因工程雄性不育系的恢复与保持213

第七节 改良产品的营养品质213

第八节 改变花卉作物的花型和花色215

一、改良花型215

二、改变花色216

三、改变花期217

第九节 提高光合效率和固氮能力218

一、提高光合效率218

二、提高固氮能力219

第十节 改良其他性状219

一、改良香味219

二、改良生长特性220

三、单性结实220

四、转基因生物反应器220

第十二章 园艺植物的分子标记222

第一节 园艺植物遗传标记概述222

一、遗传标记的类型222

二、理想的遗传标记应具备的特点223

第二节 园艺植物分子标记的种类及其原理224

一、分子标记多态性产生的分子基础224

二、基于Southern杂交的分子标记224

三、基于PCR扩增的DNA标记226

四、基于序列测定的分子标记234

五、园艺植物主要分子标记的技术特点比较235

第三节 分子标记数据的处理与分析236

一、数据的获得236

二、统计学处理236

第四节 分子标记在园艺植物上的应用238

一、分子遗传图谱构建和基因定位238

二、分子标记辅助选择育种241

三、遗传多样性和亲缘关系分析242

四、核心种质构建243

五、园艺植物品种鉴定与纯度分析244

第十三章 园艺植物生物技术与生物信息学246

第一节 生物信息学基本知识246

一、生物信息学的研究任务与内容246

二、生物信息学常用数据库246

三、生物信息学信息检索系统251

四、核酸和蛋白质同源性比对检索分析系统252

第二节 生物信息学在园艺植物上的应用253

一、寻找园艺植物新基因253

二、克隆园艺植物新基因254

三、预测园艺植物基因区域255

四、预测园艺植物基因功能256

五、预测园艺植物蛋白质结构256

六、分析园艺植物系统进化关系257

第三节 新基因的登录及其发明专利的申请258

一、新基因的登录258

二、生物技术发明专利申请的意义与必备条件259

三、基因专利的申请261

四、生物技术发明专利申请存在的问题262

第十四章 园艺植物生物技术的安全性评价与管理265

第一节 概述265

一、生物安全的内涵265

二、生物安全的种类265

三、转基因技术的应用情况266

四、对转基因技术进行安全性评价的必要性267

第二节 转基因植物的环境安全性评价267

一、外源基因对受体植物的影响267

二、转基因植物在生态方面的潜在风险269

第三节 园艺植物生物技术对人类健康的安全性评价272

一、园艺植物转基因食品对人类健康存在的可能影响273

二、转基因食品的安全性评价275

第四节 园艺转基因植物生物安全管理276

一、转基因植物生物安全控制措施276

二、转基因植物生物安全管理体系及实施原则277

三、加强转基因植物生物安全工作的对策279

主要参考文献282