植物生物技術(2023年科學出版社出版的圖書)

《植物生物技術》是2023年科學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：植物生物技術
• 出版時間：2023年6月1日
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030756312

內容簡介

“植物生物技術”是目前大多數農業院校或綜合性大學涉農類、生命科學類專業列入本科生或研究生培養方案的一門重要課程。《植物生物技術》系統地介紹了植物生物技術的發展歷史、前沿技術及未來發展方向，重點介紹了植物細胞生物技術、植物組織培養技術、植物基因的表達與基因編碼產物的檢測技術、植物基因的克隆與DNA重組技術、植物基因編輯技術、分子標記輔助選擇育種等內容。

圖書目錄

序

前言

第1章　植物生物技術概論 1

1.1　生物技術的前期基礎 1

1.1.1　蛋白質的發現 1

1.1.2　**遺傳學 2

1.1.3　噬菌體的發現 3

1.1.4　輻射引起的染色體變異 4

1.2　現代生物技術發展 5

1.2.1　DNA雙螺旋結構模型的提出 5

1.2.2　Sanger和蛋白質、DNA的測序 7

1.2.3　限制性內切酶的發現與套用 8

1.2.4　Taq聚合酶和聚合酶鏈反應（PCR） 10

1.2.5　miRNA的發現及其意義 12

1.2.6　基因組組裝和基因組圖譜的繪製 14

1.3　植物生物技術與作物育種 16

1.3.1　植物組織培養 16

1.3.2　植物誘變育種與TILLING技術 17

1.3.3　植物體細胞融合技術 20

1.3.4　植物基因組的多倍化與雙單倍體（DH）技術 21

1.4　轉基因、基因編輯和植物的遺傳轉化 23

1.4.1　GMO和轉基因農產品的生產 23

1.4.2　基因編輯技術的發現與套用 24

1.4.3　植物的遺傳轉化技術 25

1.5　合成生物技術的發展 28

1.5.1　合成生物技術的發展軌跡 29

1.5.2　合成生物技術的類別 30

1.5.3　合成生物技術的套用 31

1.5.4　合成生物技術帶來的安全和倫理問題 34

1.5.5　我國生命科學界對合成生物技術的基本態度 35

1.6　參考文獻 35

第2章　植物細胞生物技術 38

2.1　植物細胞生物技術的細胞學基礎 38

2.1.1　植物細胞壁與胞間連絲 38

2.1.2　葉綠體與線粒體 41

2.1.3　液泡和細胞質 43

2.1.4　細胞核、核膜與核孔 43

2.1.5　內質網與膜系統 44

2.1.6　細胞骨架 45

2.1.7　植物細胞的生長、分化與衰老 45

2.1.8　植物的發育與生長周期 48

2.1.9　植物的生殖生長 50

2.2　植物細胞的顯微成像技術 61

2.2.1　普通光學顯微鏡技術 61

2.2.2　體視顯微鏡技術 63

2.2.3　透射電子顯微鏡技術 65

2.2.4　掃描電子顯微鏡技術 67

2.2.5　雷射掃描共聚焦顯微鏡技術 69

2.3　標記技術在顯微成像中的套用 76

2.3.1　螢光原位雜交技術 76

2.3.2　報告基因在顯微成像中的作用 78

2.3.3　雙分子螢光互補法研究蛋白質互作 82

2.3.4　細胞器的細胞學水平定位體系 84

2.4　單細胞測序技術 86

2.4.1　單細胞測序技術平台 86

2.4.2　植物scRNA-seq技術的發展 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　植物單細胞測序的困難和挑戰 93

2.5　參考文獻 95

第3章　植物組織培養 97

3.1　植物離體培養的培養基 98

3.1.1　培養基的基本成分及其作用 98

3.1.2　培養基配製 106

3.1.3　培養基滅菌 107

3.2　植物組織器官培養 108

3.2.1　愈傷組織誘導培養 108

3.2.2　胚胎培養 111

3.2.3　外植體離體再生途徑 113

3.3　植物單倍體培養 115

3.3.1　單倍體來源 115

3.3.2　單倍體培養的意義 116

3.3.3　小孢子和花葯培養 117

3.4　植物原生質體培養及體細胞雜交 123

3.4.1　原生質體研究的發展及套用 123

3.4.2　原生質體分離和純化 124

3.4.3　原生質體培養及植株再生 125

3.4.4　原生質體融合與遺傳育種 127

3.4.5　植物原生質體融合方法與融合方式 129

3.4.6　體細胞**的篩選與鑑定 132

3.4.7　體細胞**的遺傳分析 134

3.4.8　植物原生質體融合與遺傳改良 136

3.5　植物脫毒苗培養 138

3.5.1　植物脫毒的基本原理 138

3.5.2　植物脫毒的技術規程 139

3.5.3　影響脫毒效果的因素 140

3.5.4　操作實例 141

3.5.5　植物病毒鑑定與檢測技術 143

3.6　植物體細胞無性系變異及套用 144

3.6.1　體細胞無性系變異的來源 144

3.6.2　體細胞無性系變異表現及其遺傳學基礎 145

3.6.3　體細胞無性系變異的檢測 147

3.7　參考文獻 148

第４章　植物基因的表達與基因編碼產物 151

4.1　基因組、基因及分子生物技術的中心法則 151

4.1.1　植物基因組簡介 151

4.1.2　基因組DNA的結構與組成 152

4.1.3　DNA的調節元件和轉錄 154

4.1.4　RNA的種類與加工 158

4.1.5　蛋白質的翻譯、譯後加工和定位 160

4.1.6　基因組的表觀遺傳修飾 165

4.2　DNA層面的檢測技術 169

4.2.1　全基因組測序技術 169

4.2.2　蛋白質-DNA相互作用檢測手段 170

4.2.3　染色體構象捕獲技術 172

4.3　RNA水平基因表達的檢測 173

4.3.1　RNA印跡（Northern blot） 173

4.3.2　RT-PCR與RT-qPCR 174

4.3.3　報告基因的表達 176

4.3.4　RNA原位雜交 176

4.4　蛋白質水平的檢測技術 178

4.4.1　蛋白質免疫印跡（Western blot） 178

4.4.2　免疫金標記和免疫組織化學 179

4.4.3　蛋白質定位的動態觀察 180

4.5　基因組表觀遺傳修飾的檢測 180

4.5.1　全基因組5mC/6mA DNA甲基化的檢測手段 180

4.5.2　組蛋白修飾的檢測手段 181

4.5.3　染色質可及性檢測技術 182

4.6　轉錄組、翻譯組、蛋白質組、代謝組的高通量檢測 183

4.6.1　轉錄組的高通量檢測技術 183

4.6.2　翻譯組的高通量檢測技術 184

4.6.3　蛋白質組的高通量檢測技術 185

4.6.4　代謝組的高通量檢測技術 186

4.7　參考文獻 187

第5章　植物基因的克隆與DNA重組技術 189

5.1　基因片段的擴增——PCR技術 189

5.1.1　基因的概念 189

5.1.2　PCR反應的基本原理 191

5.1.3　基因片段的PCR擴增 192

5.2　基因克隆與克隆載體 195

5.2.1　基因克隆 195

5.2.2　克隆載體 196

5.3　植物的遺傳轉化 204

5.3.1　植物遺傳轉化常用載體 204

5.3.2　植物遺傳轉化技術和方法 206

5.4　轉基因植物的分子檢測 209

5.4.1　外源基因整合的分子檢測 209

5.4.2　外源基因的表達檢測 214

5.4.3　轉基因植物檢測存在的問題 217

5.5　植物目的基因的鑑定與克隆 218

5.5.1　基於已知序列的基因克隆方法 218

5.5.2　基於分子標記連鎖圖譜的基因克隆方法 220

5.5.3　基於人工突變體的基因克隆方法 222

5.5.4　基於表達差異的基因克隆方法 222

5.5.5　基於蛋白質分子互作的基因克隆方法 225

5.6　增強子的鑑定與功能驗證 228

5.6.1　增強子的概念 228

5.6.2　增強子的特徵 229

5.6.3　增強子的鑑定方法 230

5.6.4　超級增強子 233

5.6.5　增強子的功能研究 235

5.7　參考文獻 235

第6章　植物基因編輯技術 238

6.1　基因編輯技術的發展與種類 238

6.1.1　巨型核酸酶（meganuclease）技術 239

6.1.2　鋅指核酸酶（ZFN）技術 241

6.1.3　轉錄激活樣效應因子核酸酶（TALEN）技術 242

6.1.4　CRISPR/Cas9技術 243

6.2　基因編輯的一般操作步驟 245

6.2.1　基於靶序列選擇合適的核酸酶 246

6.2.2　構建基因編輯分子載體 246

6.2.3　原生質體驗證載體活性 251

6.2.4　基因編輯分子載體轉化植物細胞或組織 251

6.2.5　植物組織培養獲得基因編輯再生苗 252

6.2.6　篩選並鑑定基因編輯陽性植株 253

6.3　基因編輯導致的植物基因組修飾 254

6.3.1　雙鏈斷裂介導的隨機位點突變 254

6.3.2　鹼基編輯系統介導的鹼基突變 254

6.3.3　引物編輯系統介導的片段突變 256

6.4　基因編輯與下一代作物育種技術 258

6.4.1　定向誘變與精準育種 260

6.4.2　多位點編輯與性狀的聚合 262

6.4.3　QTL的編輯 264

6.4.4　從頭（de novo）馴化 267

6.4.5　單倍體誘導與人工無融合生殖 272

6.5　挑戰與未來展望 274

6.5.1　挑戰 274

6.5.2　育種技術發展 275

6.5.3　未來展望 277

6.6　參考文獻 278

第7章　植物生物技術在作物育種上的套用 281

7.1　分子標記輔助育種 281

7.1.1　各類分子標記的特性 282

7.1.2　遺傳圖譜構建 290

7.1.3　基因定位 292

7.1.4　分子標記輔助選擇育種 309

7.2　TILLING技術與誘變育種 304

7.2.1　TILLING技術原理及技術改進 304

7.2.2　TILLING技術特點 308

7.2.3　TILLING技術的套用 309

7.2.4　TILLING技術發展趨勢與前景 310

7.3　關聯分析 310

7.3.1　連鎖不平衡 311

7.3.2　關聯分析的步驟和基本方法 313

7.3.3　關聯定位與連鎖定位的整合 318

7.3.4　全基因組選擇育種 320

7.4　轉基因技術與作物改良 321

7.4.1　轉基因培育高產作物 321

7.4.2　轉基因培育優質作物 324

7.4.3　轉基因培育高抗作物 327

7.4.4　全球轉基因作物生產現狀 330

7.5　參考文獻 335