园艺植物生物技术(第二版)

目录第二版前言**版前言**章 绪论 1**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、园艺植物基因编辑 4六、园艺植物分子标记 4七、园艺植物蛋白质工程 5八、园艺植物生物信息技术 5第二节 园艺植物生物技术的发展简史 6一、近代生物技术的诞生与发展 6二、现代生物技术的诞生与发展 9第三节 园艺植物生物技术的发展前景与趋势 12一、产业化步伐加快 12二、园艺植物育种正在向设计育种或智能化育种发展 13三、大数据科学在遗传研究和育种决策中的重要性不断提升 13四、性状改良由单一抗性向综合优良性状发展 14五、园艺植物育种和病害防治更加精准与绿色 14六、园艺植物功能基因的挖掘与研究更加深入 15第二章 园艺植物组织培养的理论基础与基本技术 16**节 概述 16一、园艺植物组织培养的概念和类型 16二、园艺植物组织培养的理论基础 17第二节 园艺植物组织培养所需的仪器及设备 20一、灭菌设备 20二、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 22二、外植体灭菌技术 24三、接种环境和接种设备灭菌技术 26四、无菌接种技术 26五、组培苗继代技术 26六、组培苗生根技术 27七、组培苗驯化和移栽技术 28第四节 影响园艺植物组织培养的因素 29一、外植体的种类 29二、培养基成分、pH及激素配比 30三、组织培养环境条件 32第五节 园艺植物组织培养的应用 34一、胚挽救 34二、园艺植物的脱毒 35三、园艺植物离体快速繁殖 36第三章 园艺植物细胞工程 38**节 概述 38一、园艺植物细胞工程的基本含义 38二、园艺植物细胞工程在园艺科学上的应用 38第二节 园艺植物细胞培养 39一、单细胞培养 40二、细胞悬浮培养 43三、植物细胞的规模培养 46第三节 园艺植物原生质体培养 49一、园艺植物原生质体培养的意义 49二、园艺植物原生质体培养的基本技术 49第四节 园艺植物细胞融合 54一、园艺植物细胞融合前的准备 54二、园艺植物细胞融合技术 54三、园艺植物杂种细胞的筛选技术 55第五节 细胞工程技术在园艺植物上的应用 57一、利用细胞工程技术进行园艺植物远缘杂交育种 57二、体细胞变异与离体选择 58三、单倍体育种 59四、体细胞胚胎发生与人工种子生产 59第四章 园艺植物染色体工程 61**节 概述 61一、园艺植物染色体工程的基本含义 61二、园艺植物染色体工程与细胞工程和常规育种的关系 61第二节 园艺植物单倍体培养 62一、园艺植物的花药培养 62二、园艺植物的小孢子与花粉培养 64三、园艺植物的子房（或大孢子）培养 65四、单倍体植株鉴定 66第三节 园艺植物的多倍体培养 67一、园艺植物多倍体的诱导 67二、园艺植物多倍体植株的鉴定 69第四节 园艺植物非整套染色体操作 70一、染色体代换系的创制 71二、染色体附加系的创制 71三、染色体易位系的创制 72第五节 染色体工程在园艺植物上的应用 72一、创制园艺植物新种质 72二、加快育种进程 73三、园艺植物基因定位 74第五章 植物基因工程基础知识与技术 76**节 植物遗传物质的基础知识 76一、DNA的结构与功能 76二、RNA的结构与功能 77三、遗传信息的传递 79四、基因的概念与类型 79第二节 植物基因工程常用的工具酶 79一、限制性内切核酸酶 80二、DNA连接酶 81三、DNA聚合酶 81四、其他工具酶 82第三节 园艺植物基因工程常用的载体 83一、质粒载体 83二、噬菌体载体 85三、柯斯质粒载体 86四、人工染色体载体 86第四节 植物基因工程的基本技术 87一、核酸分离技术 87二、核酸电泳技术 90三、核酸体外扩增技术 91四、分子杂交技术 93第六章 园艺植物基因的分离与克隆 97**节 利用化学合成法直接合成 97一、化学合成法的原理 97二、化学合成法的应用 97三、化学合成法的优缺点 99第二节 功能克隆 99一、功能克隆的步骤 99二、功能克隆的应用 99三、功能克隆的局限性 100第三节 利用限制性内切酶酶切法直接分离 100一、限制性内切酶酶切法在分离目的基因中的应用 100二、限制性内切酶酶切法的优缺点 101第四节 利用PCR 技术扩增克隆 101一、PCR 引物设计 101二、利用PCR 扩增目的基因 102第五节 从园艺植物基因组文库或cDNA文库克隆 103一、基因组文库与cDNA 文库的区别 104二、园艺植物基因组文库的构建 104三、园艺植物cDNA 文库的构建 106四、从基因文库筛选目的基因克隆的方法 108第六节 利用转座子标签法获取目的基因 108一、可用于克隆植物基因的转座子种类 108二、转座子标签法克隆植物基因的原理 109三、转座子标签法克隆植物基因的方法 109第七节 利用同源序列法获取目的基因 110一、同源序列法克隆园艺植物基因的原理和方法 110二、同源序列法在克隆园艺植物基因中的应用 110三、同源序列法克隆植物基因的优缺点 111第八节 利用图位克隆获取目的基因 111一、基因图位克隆的原理 111二、基因图位克隆的程序 111三、图位克隆在园艺植物中的应用 114四、图位克隆法的优缺点 115第九节 基于基因组重测序技术开发的基因克隆 115一、MutMap法定位基因 115二、QTL-seq法定位基因 116第七章 园艺植物遗传转化载体的构建 119**节 根癌农杆菌Ti 质粒基因转化载体的构建 119一、Ti质粒的改造 119二、Ti中间表达载体的构建 121三、Ti共整合载体的构建 122四、Ti双元载体的构建 123第二节 发根农杆菌Ri质粒基因转化载体的构建 124一、Ri中间表达载体的构建 125二、Ri共整合转化载体的构建 125三、Ri双元转化载体的构建 125第三节 载体构建中常用的选择标记基因和报告基因 125一、选择标记基因和报告基因的基本特点 125二、常用的选择标记基因 126三、常用的报告基因 128第四节 园艺植物常用的遗传转化载体类型 129一、正义表达载体 129二、反义表达载体 129三、RNA干涉载体 130四、其他载体 131第五节 目的基因与载体的连接 131一、插入灭活法 131二、定向克隆法 132三、目的基因与载体连接的其他方法 133第八章 园艺植物遗传转化 136**节 园艺植物遗传转化受体系统 136一、遗传转化对园艺植物受体系统的要求 136二、常用的园艺植物受体系统 136第二节 园艺植物遗传转化方法 137一、外源裸露DNA的转化 137二、载体介导的DNA转化 140三、种质转化法 141第三节 园艺植物转化植株的鉴定 143一、利用选择标记基因和报告基因鉴定 143二、利用重组DNA 分子特征鉴定 144三、利用外源基因的转录或表达鉴定 145第四节 改变外源基因在园艺植物体内表达水平的策略 146一、转基因园艺植物中外源基因的沉默 146二、提高外源基因在园艺植物体内表达水平的策略 147第五节 基因沉默技术、基因敲除技术与插入/缺失突变技术 150一、基因沉默技术 150二、基因敲除技术 151三、插入/缺失突变技术 152第六节 外源基因在园艺植物中的遗传 152一、孟德尔式遗传 153二、非孟德尔式遗传 153第九章 园艺植物基因组编辑技术 156**节 植物基因组编辑技术 156一、基因组编辑的概念 156二、基因组编辑的原理与发展 156三、基因组编辑技术的比较 159第二节 CRISPR技术的原理与方法 160一、CRISPR 技术的原理 160二、CRISPR 技术的应用 162三、脱靶问题 167第三节 基因组编辑技术在园艺植物上的应用 169一、基因组编辑技术在园艺植物上的发展 169二、利用基因组编辑技术进行园艺植物的遗传改良 171三、基因组编辑技术在园艺植物上的应用前景 175第十章 园艺植物遗传标记 177**节 园艺植物遗传标记的类型与发展 177一、遗传标记的类型 177二、园艺植物分子标记的发展历史及分子标记的类型 178三、园艺植物主要分子标记的技术特点比较 183第二节 常用的园艺植物DNA标记的种类及其原理 183一、理想的DNA 标记应具备的特点 183二、SSR 分子标记的原理及应用 184三、基于单个核苷酸多态性的DNA标记（SNP 标记） 185四、基于基因组学的InDel标记 185第三节 分子标记数据的处理与分析 186一、数据的获得 186二、统计学处理 186第四节 分子标记在园艺植物上的应用 188一、品种鉴别与分类 188二、生物多样性保护 188三、亲缘关系及系谱分析 189四、分子遗传图谱构建和基因定位 189五、核心种质构建 191六、系统发育分析 192七、分子标记辅助选择育种 193第十一章 蛋白质的分离纯化和鉴定 196**节 蛋白质分离纯化概述 196一、蛋白质的基本性质与分子组成 196二、蛋白质分子量 198三、蛋白质的理化性质 199四、蛋白质混合物的分离方法 202第二节 蛋白质的分离纯化 202一、蛋白质分离纯化的原则 202二、蛋白质分离纯化的原理与方法 202三、蛋白质分离纯化的注意事项 203第三节 蛋白质的粗分离 203一、盐析沉淀法 203二、有机溶剂沉淀法 203三、等电点沉淀法 204第四节 蛋白质的细分离 204一、根据蛋白质分子量大小进行蛋白质细分离 204二、根据蛋白质荷电性质进行蛋白质细分离 204三、根据蛋白质-配体特异性结合进行蛋白质细分离 205四、根据蛋白质的疏水性质进行蛋白质细分离 205第五节 蛋白质的鉴定 206一、蛋白质纯度鉴定 206二、蛋白质组学 206三、蛋白质定性定量检测 208第十二章 蛋白质结构与功能 212**节 概述 212一、蛋白质结构概述 212二、蛋白质功能概述 212第二节 蛋白质的结构与组成 213一、蛋白质结构的基本组件 213二、蛋白质结构的组成和主要类型 214三、蛋白质结构的形成——多肽链的生物合成与折叠 216四、蛋白质结构与功能的关系 219第三节 蛋白质的结构测定与预测 220一、X 射线衍射蛋白质晶体结构分析测定 220二、核磁共振波谱蛋白质溶液结构解析测定 222三、其他蛋白质结构测定的方法 223四、蛋白质的结构预测 224第十三章 蛋白质翻译后修饰及分子改造与表达 227**节 蛋白质修饰的化学途径 227一、蛋白质修饰概述 227二、蛋白质磷酸化 228三、蛋白质泛素化 228四、蛋白质乙酰化 229五、其他蛋白质修饰 230第二节 蛋白质工程技术 230一、蛋白质工程概述 230二、蛋白质工程研究策略 231三、蛋白质工程主要技术 231四、植物蛋白质工程应用及存在问题 234第三节 重组蛋白的表达 235一、原核表达系统 235二、酵母表达系统 237三、转基因植物表达系统 238四、表达系统的选择 238第四节 蛋白质互作研究技术 238一、蛋白质与蛋白质互作技术 238二、蛋白质与DNA互作技术 241三、蛋白质与RNA互作技术 243第十四章 园艺植物生物信息学 246第