植物生物技術導論（原著第二版）

《植物生物技術導論（原著第二版）》是2005年化學工業出版社出版的圖書，作者是(印)H.S.查夫拉，許亦農。

基本介紹

• 書名：植物生物技術導論（原著第二版）
• 作者：(印)H.S.查夫拉編 
• ISBN：7-5025-6483-7 
• 出版社：化學工業出版社

簡介

植物生物技術為生物系統的操作提供了前所未有的機會，它已經成為植物科學中令人矚目的領域。本書是一本生物技術課程的教材，可供不同年級的本科生和研究生使用。本書涵蓋了植物組織培養的全部重要知識，即營養介質、微繁殖、器官培養、細胞懸浮培養、單倍體培養、原生質的分離與融合、次生代謝產物、體細胞克隆變異和冷藏。同時為了更好地理解DNA重組技術，作者在修訂版中增加了一些章節，內容包括遺傳材料、DNA在基因組中的結構和DNA重組所涉及的基本技術。DNA重組技術涵蓋了不同的內容，包括基因克隆、植物基因分離、轉座子和基因標記、體外誘變、PCR、分子標記、分子標記輔助選擇、轉基因技術、基因組學和生物信息學。其中基因克隆分為三章進行介紹，其中一章對酶進行了介紹，另一章對載體進行了介紹，還有一章介紹了cDNA和基因組克隆以及克隆DNA的序列分析。本書中基因組學包括功能基因組學、結構基因組學、蛋白質組學、不同生物的測序情況和DNA晶片技術。書中的各項技術的實驗操作，都給出了具體步驟。

關於生物技術的套用，作者在通過轉基因對作物進行改良的部分進行了討論，同時，還對生物技術對作物改良的影響作了綜述。對各種形式的智慧財產權，例如植物育種者權利、生物多樣性以及一些專利的例子在智慧財產權一章中進行了介紹。

目錄

第1篇 植物組織培養1 第1章 緒論3

1?1 植物繁育的新技術3

1?2 生物技術的起源4

1?3 生物技術的發展史4 第2章 組織培養室的組建9

2?1 清洗工作區9

2?2 普通實驗室和培養介質準備區9

2?3 材料轉化工作區10

2?4 材料培養工作區10

2?5 光強單位11

2?6 溫室11

2?7 實驗室和工作人員的安全11 第3章 營養培養基12

3?1 器材和設備12

3?2 溶液配製所用的單位12

3?3 培養基組成成分13

3?3?1 無機營養14

3?3?2 碳源和能源15

3?3?3 維生素15

3?3?4 生長調節劑15

3?3?5 有機添加物16

3?3?6 膠凝劑17

3?3?7 pH17

3?4 培養基配製的一般實驗方案18

課外閱讀20 第4章 滅菌技術21

4?1 無菌培養基、容器和小器件的準備21

4?1?1 蒸汽滅菌21

4?1?2 乾燥滅菌22

4?1?3 過濾滅菌22

4?1?4 紫外線滅菌22

4?2 無菌條件的保持23

4?2?1 酒精滅菌23

4?2?2 火焰滅菌23

4?3 外植體的化學消毒23

4?4 實驗方案24

4?4?1 種子消毒24

4?4?2 芽、葉片、莖、根等組織的消毒24

4?4?3 未成熟胚、胚珠和花葯培養中 組織的消毒24

課外閱讀25 第5章 培養類型26

5?1 細胞分化26

5?2 器官分化27

5?3 培養類型27

5?3?1 種子培養27

5?3?2 胚胎培養28

5?3?3 胚胎培養的套用29

5?3?4 愈傷組織培養30

5?3?5 器官培養31

5?3?6 珠心培養及其套用31

5?3?7 胚乳培養及其套用32

5?4 細胞培養33

5?5 原生質體培養34

5?6 實驗程式34

5?6?1 種子萌發(菸草)34

5?6?2 胚培養(穀類作物--小麥、 玉米、大麥和水稻等)34

5?6?3 胚培養（豆類作物--綠豆、 黑豆、菜豆和大豆等)35

5?6?4 愈傷組織的誘導(菸草)35

5?6?5 愈傷組織的誘導(穀類作 物--小麥、水稻、玉米 和大麥等)35

課外閱讀36 第6章 微繁殖37

6?1 腋芽繁殖方法38

6?1?1 分生組織和嫩枝頂端培養38

6?1?2 芽培養40

6?1?3 器官發生42

6?1?4 通過愈傷組織的器官發生42

6?1?5 不定器官的直接形成44

6?2 胚胎髮生44

6?3 微繁殖的研究進展47

6?4 與微繁殖有關的一些問題48

6?5 實驗方案49

6?5?1 馬鈴薯分裂組織和節點的 培養（Solanum tuberosum) 49

6?5?2 腋芽的增殖（草莓-- Fragaria chiloensis) 49

6?5?3 器官發生--不定芽的形成50

6?5?4 通過愈傷形成的器官分化 (菸草）50

6?5?5 通過愈傷形成的器官分化(谷 類--小麥，大麥，玉米，水 稻等)50

6?5?6 器官形成（胡蘿蔔）51

課外閱讀52 第7章 細胞懸浮培養與次生代謝物53

7?1 懸浮培養的類型54

7?1?1 分批培養54

7?1?2 連續培養55

7?1?3 半連續培養55

7?2 生長的測定55

7?3 懸浮培養細胞的同步化56

7?4 單細胞培養技術--BERGMANN 細胞平板培養技術57

7?5 套用57

7?6 次生代謝物的生產58

7?6?1 形態和化學分化59

7?6?2 有利於次生代謝物形成的培 養基成分59

7?6?3 生長生產模式60

7?6?4 環境因子61

7?6?5 產生大量有用代謝物的細胞 系的選擇61

7?6?6 產物分析62

7?7 套用62

7?8 次生代謝化合物生產有關的問題63

7?9 細胞固定體系63

7?9?1 固定細胞的多聚體64

7?9?2 產品釋放65

7?10 生物轉化65

7?11 方法66

7?11?1 細胞懸浮培養方法(菸草)66

7?11?2 細胞懸浮培養方法(穀類-- 小麥、水稻、玉米、大麥等)67

課外閱讀67 第8章 單倍體的離體培養生產68

8?1 雄核發育方法68

8?1?1 花葯培養69

8?1?2 小孢子培養69

8?1?3 影響雄核發育的因素70

8?1?4 雄核發育過程72

8?1?5 倍數性水平和染色體加倍72

8?1?6 二倍化73

8?2 單倍體的意義和套用73

8?3 問題75

8?4 雌核發育單倍體76

8?5 影響單雌生殖的因素76

8?6 穀類單倍體生產的染色體丟失技 術(大麥和小麥)77

8?7 穀類（水稻、大麥、小麥等)的 花葯培養方法78

課外閱讀79 第9章 原生質體的游離與融合80

9?1 原生質體游離80

9?1?1 機械法80

9?1?2 酶法80

9?2 原生質體發育85

9?2?1 細胞壁形成85

9?2?2 生長、分裂和植株再生85

9?3 體細胞雜交85

9?3?1 原生質體融合86

9?3?2 雜種細胞的鑑定和選擇88

9?3?3 體細胞雜種的鑑定與特性90

9?4 體細胞雜種的染色體數92

9?5 胞質雜種92

9?6 體細胞雜交的套用潛力94

9?7 體細胞雜交的問題和限制97

9?8 方法97

9?8?1 原生質體分離和融合方法97

9?8?2 原生質體融合99

課外閱讀100 第10章 細胞無性系變異101

10?1 命名101

10?2 獲得細胞無性系變異的方法101

10?2?1 非離體選擇102

10?2?2 離體選擇102

10?3 細胞無性系變異的套用105

10?4 細胞無性系變異的基礎109

10?5 不利因素110

10?6 配子克隆變異110

課外閱讀111 第11章 種子資源的保存與低溫 冷藏112

11?1 低溫冷藏法112

11?1?1 培養不育的組織培養物113

11?1?2 添加低溫保護劑和組織材料的 預處理114

11?1?3 冷凍處理114

11?1?4 生活力和再生力的測定115

11?1?5 植株生長和再生116

11?2 細胞緩慢生長保存法116

11?3 套用116

課外閱讀117 第2篇 遺傳物質及其結構119 第12章 遺傳物質121

12?1 糖類122

12?2 胺基酸122

12?3 核苷酸123

12?3?1 核苷酸的結構式124

12?3?2 核苷與核苷酸化合物的定義124

12?4 多聚核苷酸125

12?4?1 DNA與RNA不同的重要性126

12?4?2 多核苷酸結構的縮寫法127

12?5 遺傳物質127

12?5?1 DNA的發現128

12?5?2 雙螺旋是穩定的結構129

12?5?3 DNA複製129

課外閱讀130 第13章 DNA組成與基因表達131

13?1 DNA存在的不同結構131

13?2 DNA超螺旋--DNA的三級 結構133

13?2?1 連環數133

13?2?2 十字形構型--DNA的三級 結構134

13?3 真核DNA組成核小體134

13?4 DNA組成135

13?5 變性137

13?6 DNA的復性137

13?7 復性速度和DNA序列複雜度-- Cot曲線138

13?8 遺傳信息的傳遞：中心法則139

13?9 DNA分子內的基因組成140

13?9?1 操縱子140

13?9?2 多基因家族140

13?10 植物的結構基因--不連續 基因141

13?11 調控序列141

13?11?1 TATA盒子142

13?11?2 AGGA盒子142

13?11?3 基他調控元件142

13?12 RNA分子的類型143

13?12?1 信使RNA與作用過程143

13?12?2 核糖體RNA145

13?12?3 tRNA（轉運RNA) 145

13?12?4 核內小RNA146

13?13 轉錄146

13?13?1 核苷酸序列147

13?13?2 原核生物的轉錄過程147

13?13?3 真核生物的轉錄148

13?14 遺傳密碼與翻譯149

13?14?1 遺傳密碼149

13?14?2 翻譯151

13?14?3 翻譯後修飾152

課外閱讀153 第3篇 DNA重組技術155 第14章 基本技術157

14?1 瓊脂糖凝膠電泳157

14?2 脈衝場凝膠電泳157

14?3 聚丙烯醯胺凝膠電泳（PAGE) 160

14?3?1 等電聚焦（IEF) 161

14?3?2 二維凝膠電泳162

14?3?3 蛋白質染色162

14?4 核酸印跡162

14?4?1 Southern印跡分析162

14?4?2 Northern印跡164

14?5 蛋白質印跡164

14?6 點雜交技術165

14?7 放射自顯影165

14?8 E?coli的轉化167

14?9 步驟168

課外閱讀168 第15章 基因克隆：DNA的切割和 連線169

15?1 基因克隆簡介169

15?2 切割酶--限制性內切酶170

15?2?1 I型限制性內切酶171

15?2?2 II型限制性內切酶171

15?2?3 III型內切酶173

15?2?4 其他限制性內切酶174

15?3 DNA分子的連線與DNA連線酶174

15?4 DNA修飾系統175

15?4?1 激酶175

15?4?2 鹼性磷酸酶175

15?4?3 DNA聚合酶175

15?4?4 末端轉移酶176

15?4?5 S1核酸酶176

15?4?6 λ-外切酶176

15?4?7 外切酶III177

15?4?8 Bal 31核酸酶177

15?5 連線子和接頭177

15?6 質粒DNA的限制性酶切反應的 步驟178

課外閱讀179 第16章 基因克隆：載體180

16?1 克隆載體的特徵180

16?2 E?coli K-12的生物學特徵180

16?3 質粒181

16?3?1 pBR322183

16?3?2 pACYC184184

16?3?3 pUC載體184

16?3?4 pUN121185

16?3?5 酵母質粒載體186

16?3?6 Ti質粒188

16?4 黏粒188

16?5 噬菌體載體189

16?5?1 λ噬菌體189

16?5?2 λ噬菌體克隆載體190

16?5?3 M13噬菌體191

16?6 噬菌粒192

16?7 酵母人工染色體（YAC) 193

16?8 細菌人工染色體（BAC) 194

16?9 P1噬菌體載體195

16?10 P1人工染色體（PAC) 196

16?11 穿梭載體196

16?12 表達載體196

16?13 步驟196

16?13?1 質粒DNA的分離：小量 製備196

16?13?2 用SDS蛋白酶K方法分離 基因組DNA198

課外閱讀198 第17章 基因克隆：cDNA克隆和基 因組克隆及克隆DNA的序 列分析199

17?1 基因文庫199

17?2 cDNA文庫及其克隆199

17?2?1 mRNA的分離提取200

17?2?2 第一鏈cDNA的合成200

17?2?3 第二鏈cDNA的合成200

17?2?4 cDNA的克隆201

17?2?5 宿主細胞的介紹201

17?2?6 克隆篩選201

17?3 基因組克隆202

17?3?1 DNA的分離203

17?3?2 局部消化203

17?3?3 克隆載體203

17?3?4 片段和載體的連線203

17?3?5 包裝203

17?4 克隆基因的檢測與分析及探針 介紹204

17?5 基因的檢測方法205

17?5?1 菌落和噬菌斑雜交205

17?5?2 免疫學檢測206

17?5?3 克隆基因的Southern印跡 分析206

17?5?4 印跡的過程206

17?6 核酸序列的檢測206

17?7 放射性標記206

17?8 非放射性標記208

17?8?1 HRP系統208

17?8?2 DIG系統208

17?8?3 生物素-鏈霉抗生物素標記 系統209

17?9 DNA測序210

17?9?1 Sanger-Coulson方法210

17?9?2 Maxam-Gilbert方法211

17?9?3 大量DNA測序213

課外閱讀215 第18章 聚合酶鏈式反應216

18?1 PCR反應的步驟218

18?2 PCR反應的成分219

18?2?1 寡聚物引物219

18?2?2 擴增緩衝液219

18?2?3 脫氧核糖核苷三磷酸219

18?2?4 靶序列219

18?2?5 Taq DNA聚合酶219

18?3 反向PCR220

18?4 反轉錄酶介導的PCR (RT-PCR) 221

18?4?1 RACE: cDNA末端的快速 擴增221

18?4?2 定量RT-PCR223

18?4?3 差異表達基因的擴增224

18?5 PCR產物的克隆227

18?5?1 增加限制性位點227

18?5?2 T/A克隆228

18?5?3 平端連線228

18?6 PCR的遺傳工程228

18?7 PCR的套用228

18?8 PCR的優點230

18?9 存在的問題231

18?10 轉基因的PCR檢測的流程231

課外閱讀232 第19章 體外突變233

19?1 定位突變233

19?1?1 缺失突變234

19?1?2 盒式突變237

19?1?3 寡核苷酸定向突變237

19?1?4 化學突變242

19?1?5 PCR介導的體外突變243

19?1?6 定位突變的優點245

19?1?7 隨機突變245

19?2 插入突變246

19?2?1 轉座子介導的插入突變246

19?2?2 T-DNA介導的插入突變247

課外閱讀248 第20章 轉座子遺傳因子和基因標籤249

20?1 細菌中的轉座子249

20?1?1 IS因子249

20?1?2 複合式轉座子251

20?1?3 複雜的轉座子--Tn3家族252

20?2 真核生物中的轉座因子252

20?2?1 分類252

20?2?2 I族因子253

20?2?3 II族因子256

20?2?4 其他因子258

20?3 轉座子標籤法258

20?3?1 轉座因子的分離259

20?3?2 基因標記260

20?3?3 目標基因標籤法的局限性262

20?3?4 突變基因的分離263

20?3?5 完整基因的分離263

20?3?6 異源轉座子標籤法263

20?3?7 提高在目標位點的插入頻率265

20?3?8 基因分離265

20?3?9 轉座子標籤法的優點266

20?3?10 轉座子標籤法的重要性266

課外閱讀267 第21章 基因分離268

21?1 植物基因克隆的總策略268

21?1?1 編碼特異蛋白基因的分離268

21?1?2 組織特異性的功能基因分離268

21?1?3 以DNA插入為基礎的克隆 方法270

21?1?4 差減克隆270

21?1?5 圖位克隆271

21?2 染色體跳查276

21?3 染色體著陸278

課外閱讀279 第22章 分子標記和輔助標記選擇280

22?1 形態學標記280

22?2 生物化學標記280

22?3 分子標記281

22?4 不以PCR為基礎的技術--限制 性片段長度多態性(RFLP)282

22?5 基於PCR的技術289

22?6 靶向PCR及測序297

22?7 指紋300

22?8 標記輔助篩選302

22?9 RAPD分析流程304

課外閱讀305 第23章 植物基因轉移306

23?1 瞬時和穩定的基因表達306

23?2 標記基因307

23?2?1 報告基因307

23?2?2 選擇標記309

23?3 嵌合基因載體310

23?4 基因轉移方法311

23?4?1 載體介導的基因轉移311

23?4?2 無載體介導或DNA的直接 轉移324

23?5 轉入基因的狀況和表達以及基因 沉默331

23?6 實驗方案334

23?6?1 農桿菌介導的轉化334

23?6?2 基因槍轟擊法：瞬時表達335

課外閱讀336 第24章 套用轉基因技術改良作物337

24?1 抗生物逆性337

24?1?1 抗蟲性338

24?1?2 抗病毒性340

24?1?3 抗疾病性343

24?2 抗非生物脅迫346

24?3 抗除草劑349

24?4 品種改良基因工程350

24?4?1 作物儲藏物改良基因工程350

24?4?2 花卉保鮮基因工程351

24?4?3 花色、花型改良基因工程351

24?4?4 雄性不育轉基因工程352

24?4?5 終結種子基因工程352

24?5 轉基因植物生物反應器355

24?5?1 碳水化合物355

24?5?2 脂類化合物356

24?5?3 蛋白質品質356

24?5?4 維生素和礦質營養357

24?5?5 生物可降解塑膠358

24?5?6 蛋白質、多肽及疫苗358

24?5?7 口服性疫苗的生產359

24?5?8 商品化轉基因作物360

24?5?9 重組DNA技術的影響361

課外閱讀365 第25章 基因組學366

25?1 原核基因組圖譜以及E?coli基 因組366

25?2 真核生物基因組圖譜367

25?3 DNA測序中的基因定位370

25?3?1 序列檢測370

25?3?2 實驗技術371

25?4 酵母（S?cerevisiae) 基因組372

25?5 人類基因組373

25?6 擬南芥基因組375

25?7 水稻基因組375

25?8 功能基因組學376

25?8?1 計算機分析377

25?8?2 實驗分析378

25?9 基因表達模式382

25?9?1 檢測RNA轉錄水平進行基因 表達分析382

25?9?2 SAGE(基因表達的系列 分析)382

25?9?3 DNA晶片技術384

25?10 DNA晶片的種類384

25?10?1 基於寡聚核苷酸的晶片384

25?10?2 基於cDNA的晶片386

25?11 雜交與檢測方法386

25?11?1 DNA晶片(微陣列)特徵 描述387

25?11?2 DNA晶片的套用388

25?12 蛋白質組學389

25?12?1 蛋白雙向電泳390

25?12?2 蛋白質譜分析390

25?12?3 資料庫搜尋390

課外閱讀391 第26章 生物信息學392

26?1 生物信息學的發展393

26?2 資料庫394

26?3 網路教育395

26?4 資料庫的訪問395

26?5 套用397

26?6 面臨的挑戰398

課外閱讀398 第27章 智慧財產權保護399

27?1 智慧財產權簡介399

27?2 智慧財產權保護399

27?2?1 世界性組織400

27?2?2 保護形式400

27?2?3 著作權401

27?2?4 商標401

27?2?5 專利402

27?2?6 專利套用402

27?2?7 國際專利和《專利合作條約》403

27?2?8 專利的撤回403

27?2?9 地理標識406

27?2?10 商業秘密406

27?2?11 外觀設計407

27?2?12 技術秘密(know-how) 407

27?2?13 植物育種者權利407

27?2?14 UPVO的作用408

27?2?15 農民的權利410

27?2?16 生物多樣性大會410

27?2?17 植物品種保護411

27?2?18 關於植物專利的一些案例 研究412 附錄414

附錄I414

附錄II414

附錄III415

附錄IV415

附錄V415

附錄VI416 術語解釋417 參考文獻435 作者索引448 主題索引452