植物生物技术(第三版)

目录 绪论 1 一、生物技术的定义、产生和植物生物技术的发展 1 二、植物生物技术与农业革命 3 三、展望与挑战 5 **章 植物组织培养的基本技术 8 **节 植物组织培养实验室建设 8 一、植物组织培养实验室的设置 8 二、植物组织培养实验室的主要仪器和设备 9 第二节 培养基配制 12 一、培养基成分 13 二、常用培养基及其特点 16 三、培养基的改良 17 四、培养基的制备 18 第三节 植物组织培养离体操作技术 19 一、培养用具的清洗和包装 19 二、灭菌和消毒 21 三、无菌操作技术 23 第二章 植物胚培养 25 **节 胚培养 25 一、胚培养的应用和意义 25 二、胚培养的类型及发育途径 27 三、胚培养的方法 28 四、影响胚培养效果的因素 29 第二节 胚珠和子房培养 32 一、胚珠培养 32 二、子房培养 33 三、胚珠和子房的培养方法 33 四、影响胚珠和子房培养的因素 33 第三节 胚乳培养 34 一、胚乳培养的意义 36 二、影响胚乳培养效果的因素 37 三、植株再生途径 40 第四节 离体授粉 41 一、离体授粉的意义 42 二、植物离体授粉的方法 43 三、影响离体授粉结实率的因素 43 第三章 植物愈伤组织的诱导与分化培养 46 **节 愈伤组织的诱导与继代培养 46 一、愈伤组织的诱导 46 二、愈伤组织的继代培养 49 三、悬浮培养 49 第二节 愈伤组织的分化与植株再生 52 一、器官发生与植株再生 52 二、体细胞胚胎发生与植株再生 53 第三节 试管苗的移栽与护理 63 一、试管苗与自然苗的区别 63 二、试管苗移栽时应注意的事项 64 第四章 体细胞无性系变异与植物改良 67 **节 体细胞无性系变异的分类与特点 68 一、体细胞无性系变异的分类 68 二、体细胞无性系变异的特点 69 三、体细胞无性系变异的常用符号 69 第二节 体细胞无性系变异的普遍性 69 一、大田作物 70 二、其他植物 71 第三节 体细胞无性系变异的遗传基础 72 一、细胞学遗传基础 72 二、分子遗传学基础 73 第四节 体细胞无性系变异的筛选与检测 76 一、体细胞无性系变异的筛选 76 二、体细胞无性系变异的检测 77 第五节 体细胞无性系变异的影响因素及育种应用 80 一、体细胞无性系变异的影响因素 80 二、体细胞无性系变异在植物育种中的应用 81 第五章 单倍体细胞培养 87 **节 单倍体及其应用价值 87 一、单倍体的起源 87 二、单倍体的特点及遗传行为 87 三、单倍体的应用价值 88 第二节 离体花粉/小孢子发育途径 90 一、花粉的发育阶段 90 二、离体小孢子的发育途径 90 三、雄核发育启动的机制 92 第三节 花药培养与花粉培养 94 一、花药培养的操作技术 94 二、花粉培养的操作技术 95 三、单倍体植株再生、鉴定及加倍 97 四、花粉培养与花药培养的比较及花粉培养的优越性 98 五、影响花药/花粉（小孢子）培养的因素 99 第四节 植物单倍体育种 104 第六章 原生质体培养 107 **节 原生质体研究的发展和原生质体的应用 107 一、原生质体研究的发展 107 二、原生质体的应用 108 第二节 原生质体的分离和纯化 109 一、原生质体的分离 110 二、原生质体的纯化 112 三、原生质体活力测定 112 四、影响原生质体分离的因素 112 第三节 原生质体培养及植株再生 113 一、原生质体培养方法 113 二、原生质体培养基 114 三、原生质体培养与植株再生 116 四、原生质体再生植株的遗传变异及其利用 121 第七章 植物原生质体融合 124 **节 植物原生质体融合的发展和研究意义 124 一、植物原生质体融合的发展 124 二、植物原生质体融合的研究意义 125 第二节 植物原生质体融合方法和方式 127 一、植物原生质体融合方法 127 二、植物原生质体融合方式 128 第三节 体细胞杂种的筛选与鉴定 132 一、体细胞杂种的筛选 132 二、体细胞杂种的鉴定 133 第四节 体细胞杂种的遗传分析 136 一、体细胞杂种的遗传特性 136 二、体细胞杂种细胞质遗传 138 第五节 植物原生质体融合与遗传改良 139 一、克服生殖障碍，创造新种质 139 二、转移有利性状，改善作物品质 140 三、转移部分染色体，获得非对称杂种 140 四、转移细胞质基因组，得到胞质杂种 141 五、作为育种材料直接应用 142 六、细胞器的互作研究 142 第八章 植物离体细胞分化与发育机制 144 **节 植物体胚发生的分子机制 144 一、胚性细胞的预决定与诱导决定 144 二、细胞周期的重启与脱分化 145 三、激素调控与植物体胚发生 145 四、逆境胁迫与愈伤组织再生 147 五、转录因子与体胚发生 148 六、体胚发生过程中的信号转导 150 七、胞外蛋白与体胚发生 150 八、程序性细胞死亡与体胚发生 151 九、体胚发生的表观遗传调控 152 十、关键基因在体胚发生和遗传转化中的应用 154 第二节 植物雄核发育分子机制 154 一、胚性能力获得相关调节基因 154 二、响应胁迫相关基因 155 三、抑制配子体途径基因 155 第三节 植物离体器官发生的分子基础 156 一、离体不定芽发生及其调控 156 二、离体不定根发生及其调控 158 三、离体生殖器官发生及其调控 159 第九章 植物基因的克隆原理与技术 162 **节 基因克隆的主要载体 162 一、基因工程载体的种类 162 二、质粒载体 163 三、λ 噬菌体载体及其衍生载体 165 四、人工染色体载体 169 第二节 基因克隆的主要方法 172 一、基因克隆概述 172 二、基因克隆方法 173 第十章 植物遗传转化载体 182 **节 植物遗传转化载体的种类及特点 182 第二节 农杆菌质粒载体系统的结构、功能和构建 183 一、根癌农杆菌Ti 质粒的结构和功能 183 二、发根农杆菌Ri 质粒的结构和功能 189 三、农杆菌介导的遗传转化系统中质粒载体的构建 190 第三节 植物病毒载体 195 一、单链RNA 植物病毒转化载体 195 二、单链DNA 植物病毒转化载体 195 三、双链DNA 植物病毒转化载体 195 四、植物病毒转化载体的构建 196 五、利用转录后基因沉默技术的植物病毒载体 196 第四节 叶绿体（质体）遗传转化载体 198 一、叶绿体基因组的定点编辑 198 二、特异表达元件实现外源基因的高效表达 198 三、特异筛选标记基因保障叶绿体基因组的同质化 199 第五节 遗传转化常用的选择标记基因及无选择标记基因转化系统 199 一、遗传转化常用的选择标记基因 199 二、无选择标记基因转化系统 201 第十一章 植物遗传转化技术和方法 204 **节 植物遗传转化的发展现状 204 第二节 根癌农杆菌介导的植物转基因 205 一、根癌农杆菌的研究简史 205 二、植物转基因研究中常用的农杆菌菌株及其特性 206 三、农杆菌转化的机制 207 四、农杆菌T-DNA 转移的影响因素 208 五、转化细胞的选择和高频再生 209 六、各种农杆菌转化技术 210 七、根癌农杆菌转化的具体技术 211 第三节 基因枪介导的植物转基因 213 一、基因枪在植物遗传转化中的应用 213 二、基因枪法的具体技术（以小麦幼胚的基因枪法转化为例） 214 第四节 植物叶绿体遗传转化技术 215 一、叶绿体遗传转化系统的建立及发展 216 二、叶绿体遗传转化系统的特点 219 三、叶绿体遗传转化系统的应用 220 四、烟草叶片为转化受体的叶绿体遗传转化程序 222 第五节 其他植物转基因技术 224 一、PEG 转化法 224 二、电激法 225 三、激光微束穿刺法 226 四、超声波转化法 227 五、低能离子束法 228 六、显微注射法 228 七、脂质体介导转化法 228 八、病毒载体遗传转化 229 九、纳米介导的遗传转化 230 第十二章 植物基因编辑的原理、方法与应用 232 **节 基因编辑的概念与发展历史 232 第二节 常用的基因编辑工具 233 一、锌指核酸酶技术 233 二、转录激活因子样效应物核酸酶技术 234 三、CRISPR/Cas 基因编辑技术 235 第三节 CRISPR/Cas9 基因编辑技术操作实例（以棉花基因编辑为例） 247 一、sgRNA 的设计及靶标位点的选择 247 二、载体构建 248 三、农杆菌介导的棉花遗传转化及植株再生 252 四、基因编辑后代的分子检测 252 五、脱靶检测 253 第十三章 转基因植物的分子检测及安全性评价 255 **节 转基因植物的分子检测 255 一、外源基因整合的分子检测 255 二、外源基因的表达检测 267 第二节 基因工程植物安全性评价 273 一、基因工程产品的安全性 273 二、人们担心基因工程产品安全性的几类问题 274 三、基因工程产品的安全性管理 275 四、基因工程技术及其产品的发展前景 281 第十四章 植物遗传标记与性状基因定位 283 **节 遗传标记 283 一、遗传标记的发展 283 二、遗传标记的种类 284 三、DNA 分子标记多态性的分子基础 287 第二节 DNA 分子标记技术 288 一、基于DNA-DNA 杂交的分子标记 288 二、基于PCR 技术的分子标记 290 三、基于限制性酶切和PCR 的标记 296 四、基于芯片/测序技术的高通量分子标记 300 第三节 分子标记遗传图谱构建 302 一、遗传图谱研究的基本概况 302 二、分子标记遗传图谱的构建 304 三、高密度（饱和）DNA 标记连锁图谱 307 第四节 质量性状基因的定位 309 一、近等基因系分析法 309 二、分离集团混合分析法 311 第五节 数量性状基因的定位 313 一、连锁群体的QTL 定位 313 二、全基因组关联分析的QTL 定位 317 第十五章 分子标记辅助育种 322 **节 分子标记辅助选择的原理 322 一、分子标记辅助选择的遗传学基础 322 二、分子标记辅助选择的优越性 326 三、分子标记辅助选择应具备的条件 327 第二节 分子标记辅助选择策略 328 一、质量性状选择 328 二、数量性状选择 329 三、基因转移 331 四、基因聚合 332 五、全基因组选择 332 六、分子设计育种 334 第三节 分子标记辅助选择技术在育种上的应用 334 一、利用分子标记辅助选择技术评价亲本 334 二、利用分子标记辅助选择技术改良作物品种 336