園藝植物基因工程

前言

　　1983年采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化煙草細胞，培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因植物，標(biāo)志著植物基因工程誕生。自此，植物基因工程的研究迅速發(fā)展。特別是1994年，第一個轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品——延熟保鮮轉(zhuǎn)基因番茄獲得美國農(nóng)業(yè)部（USDA）和美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)進入市場，轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品進入實用階段。此后，轉(zhuǎn)基因植物研究及商品化種植日新月異，碩果累累。特別是大豆、玉米、棉花等大田作物在全球大面積種植，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。　　雖然第一例被批準(zhǔn)商品化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因番茄屬于園藝植物，但園藝植物基因工程的研究和應(yīng)用速度相對較慢，現(xiàn)在已經(jīng)大大落后于大田作物，這與園藝植物的商品價值是不相適應(yīng)的，換句話說園藝植物基因工程的研究和應(yīng)用的空間是巨大的，前景非常廣闊?！　∫簿褪窃谑桌D(zhuǎn)基因植物進入市場的同時，本人開始涉足植物生物技術(shù)的教學(xué)和研究工作，后來有幸到北京大學(xué)蛋白質(zhì)工程與植物基因工程國家重點實驗室做訪問學(xué)者，以及到福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院攻讀博士學(xué)位，使自己真正成為一名園藝植物基因工程研究工作者?！　∥覈且粋€人口眾多的農(nóng)業(yè)大國，隨著國人生活水平的提高，對園藝植物的需求越來越迫切，應(yīng)用基因工程手段改良園藝植物，促進園藝生產(chǎn)的發(fā)展是一個十分緊迫和重要的任務(wù)。目前我國的園藝植物基因工程研究已蓬勃展開，轉(zhuǎn)基因番茄和甜椒、矮牽牛等轉(zhuǎn)基因園藝植物也早已通過安全審批投放生產(chǎn)，各高等院校為適應(yīng)人才需求而在園藝學(xué)等相關(guān)專業(yè)相繼開設(shè)植物基因工程課程，從事該領(lǐng)域的研究人員不斷增多，因而以新的知識和實用技術(shù)指導(dǎo)科學(xué)研究是推動我國園藝植物基因工程事業(yè)更快發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，迫切需要更多這方面的學(xué)術(shù)著作出版?！　”緯偨Y(jié)了園藝植物基因工程研究進展，在介紹園藝植物基因工程的一些基本理論和基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本人多年來的教學(xué)和研究工作，著重論述了園藝植物基因工程的技術(shù)體系及實例，特別注重前沿知識的通俗化和高新技術(shù)的實用化，以期對從事園藝植物基因工程的學(xué)者提供有益的參考。

內(nèi)容概要

本書總結(jié)了園藝植物基因工程研究進展，在介紹園藝植物基因工程的一些基本理論和基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合作者多年來的教學(xué)和研究工作，著重論述了園藝植物基因工程的技術(shù)體系及實例，特別注重前沿知識的通俗化和高新技術(shù)的實用化，以期對從事園藝植物基因工程的學(xué)者提供有益的參考。本書共6章，包括園藝植物基因工程概述、園藝植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)的建立、園藝植物基因的分離克隆、轉(zhuǎn)基因園藝植物、轉(zhuǎn)基因植株的鑒定、園藝植物基因工程展望及安全性等方面內(nèi)容。在園藝植物基因的分離克隆、轉(zhuǎn)基因園藝植物等的章節(jié)中詳細講述了具體步驟，便于在實際操作中參考、借鑒。    本書可供高等院校生命科學(xué)學(xué)院與園藝學(xué)院學(xué)生作為教材使用，也可作為其他教學(xué)、科研人員參考用書。

書籍目錄

前言第一章  園藝植物基因工程概述  第一節(jié)  基因工程的誕生和發(fā)展    一、基因概念的產(chǎn)生和發(fā)展    二、基因工程的概念及誕生    三、基因工程的發(fā)展概況  第二節(jié)  園藝植物基因工程的特點及研究內(nèi)容    一、園藝植物基因工程的特點    二、園藝植物轉(zhuǎn)基因研究的主要內(nèi)容第二章  園藝植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)的建立  第一節(jié)  植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)概述      一、植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)的條件      二、植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)的類型      三、植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)建立的程序  第二節(jié)  花卉的組織培養(yǎng)與植株再生    一、花卉的組織培養(yǎng)概述    二、香石竹的組織培養(yǎng)    三、蘭花的組培快繁  第三節(jié)  果樹的組織培養(yǎng)與植株再生    一、果樹組織培養(yǎng)概述    二、草莓的脫毒快繁    三、草莓遺傳轉(zhuǎn)化再生系統(tǒng)的建立    四、蘋果砧木品種珠美海棠試管苗葉片再生系統(tǒng)的建立    五、“富士”蘋果的植株再生  第四節(jié)  蔬菜的組織培養(yǎng)與植株再生    一、蔬菜的組織培養(yǎng)研究概述    二、甜瓜組織培養(yǎng)及高效再生系統(tǒng)的建立    三、西瓜組織培養(yǎng)及遺傳轉(zhuǎn)化再生系統(tǒng)研究  第五節(jié)  藥用植物組織培養(yǎng)與植株再生    一、藥用植物組織培養(yǎng)概況    二、半夏的組織培養(yǎng)研究    三、虎杖組培快繁影響因素的研究第三章  園藝植物基因的分離克隆  第一節(jié)  園藝植物基因組DNA的提取    一、捺基因組DNA提取與純化方法    二、虎杖嫩莖基因組DNA的提取    三、柑橘組織培養(yǎng)材料基因組DNA的快速提取    四、改進的SDS法提取蘋果葉片的基因組DNA  第二節(jié)  園藝植物總RNA的提取    一、羊蹄甲果莢總RNA的提取    二、玳玳花瓣總RNA的提取與檢測    三、櫬果肉總RNA提取與純化方法  第三節(jié)  園藝植物的基因分離與克隆    一、基因分離克隆的策略    二、植物基因分離方法的選擇    三、利用RACE技術(shù)從羊蹄甲果莢中克隆芪合酶基因    四、玳玳花瓣脂氫過氧化物裂解酶(HPL)基因cDNA全長的克隆第四章  轉(zhuǎn)基因園藝植物  第一節(jié)  植物基因表達載體的構(gòu)建    一、農(nóng)桿菌rri質(zhì)粒載體及其構(gòu)建    二、植物病毒載體系統(tǒng)    三、農(nóng)桿菌質(zhì)粒載體和植物病毒載體的比較    四、植物表達載體的改進和優(yōu)化策略  第二節(jié)  農(nóng)桿菌介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移    一、整體植株接種共感染法    二、離體器官、組織轉(zhuǎn)化法    三、原生質(zhì)體共培養(yǎng)轉(zhuǎn)化法    四、農(nóng)桿菌介導(dǎo)的floral—dip轉(zhuǎn)化方法  第三節(jié)  DNA直接轉(zhuǎn)移法    一、化學(xué)法    二、物理法  第四節(jié)  芪合酶基因?qū)μ鸸系倪z傳轉(zhuǎn)化    一、羊蹄甲芪合酶基因全長的獲得    二、植物表達載體的構(gòu)建    三、芪合酶基因?qū)μ鸸系倪z傳轉(zhuǎn)化    四、轉(zhuǎn)基因植株的檢測第五章  轉(zhuǎn)基因植株的鑒定  第一節(jié)  抗性標(biāo)記基因及報告基因    一、選擇性標(biāo)記基因    二、報告基因  第二節(jié)  目的基因的檢測    一、分子雜交    二、免疫學(xué)檢測    三、PCR檢測第六章  園藝植物基因工程展望及安全性  第一節(jié)  園藝植物基因工程研究及發(fā)展    一、花卉基因工程    二、果樹基因工程    三、蔬菜基因工程    四、藥用植物基因工程  第二節(jié)  園藝植物轉(zhuǎn)基因研究的安全性問題    一、轉(zhuǎn)基因植物安全性評價的主要內(nèi)容    二、國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價概況主要參考文獻附錄附錄1  常用縮略語附錄2  園藝植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基附錄3  一些植物生長調(diào)節(jié)  物質(zhì)及其主要性質(zhì)附錄4  常用抗生素配制及使用濃度附錄5  常用限制性核酸內(nèi)切酶的主要性質(zhì)

章節(jié)摘錄

　　提出基因是一個嵌合體，它包含兩個區(qū)段：一個是在成熟mRNA中不出現(xiàn)的片段，稱內(nèi)含子；一個是在成熟mRNA中出現(xiàn)的表達片段，稱外顯子。因能表達的外顯子被不表達的內(nèi)含子隔開，故稱為斷裂基因?；虿贿B續(xù)性是真核類基因的普遍現(xiàn)象，即基因編碼序列在DNA分子中是不連續(xù)的，為不編碼序列所間隔?！　?977年，桑格（Sanger F）等人在分析了一個小的單鏈DNA噬菌體OX174的全序列后，驚奇的發(fā)現(xiàn)在只有5386個核苷酸組成的序列卻包含11個基因，通過對這11個基因編碼的氨基酸總數(shù)計算，其所需核苷酸數(shù)超過5386個。后來Sanger實驗室的Garrell等發(fā)現(xiàn)，OX174噬菌體基因組中的有些密碼是重讀的，從而形成重疊基因。后來，除在病毒中，還在細菌和果蠅中發(fā)現(xiàn)了不同基因的核苷酸序列有時是可以共用的，即它們的核苷酸序列彼此重疊，這樣的基因稱為重疊基因。重疊基因的重疊方式可以有許多種，如小基因包含在大基因之內(nèi)、前后兩個基因首尾重疊甚至三個基因重疊、操縱子重疊或反向重疊等?！　∪藗儗Σ溉閯游镏榈鞍谆虼氐暮塑账嵝蛄蟹治鰰r發(fā)現(xiàn)，除正常功能基因外，還有一些基因的核苷酸序列與相應(yīng)的正?；蛳啾燃s有75％～80％是同源的，但由于許多突變而阻礙了自身的表達，這類功能失活的基因稱為假基因?！　‖F(xiàn)代大多認同對基因的定義是：DNA分子中含有特定遺傳信息的一段核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位?！　《⒒蚬こ痰母拍罴罢Q生　?。ㄒ唬┗蚬こ痰幕靖拍睢　∩飳W(xué)家都對20世紀(jì)60年代的綠色革命記憶猶新，它是通過遺傳改良的手段培育的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)小麥和水稻良種的全面推廣，使全世界糧食產(chǎn)量躍上了一個新的臺階，為解決發(fā)展中國家的食品短缺做出了重要貢獻。21世紀(jì)被認為是另一個生物革命的世紀(jì)，這次生物革命是通過現(xiàn)代遺傳工程的技術(shù)手段去實現(xiàn)。　　遺傳工程是指利用工程技術(shù)的方法改造和修飾生物體，使其產(chǎn)生新的性狀和產(chǎn)品，從而改良生物體的一種手段。遺傳工程使得科學(xué)家可以按照人們的需要分離基因，在不通過有性雜交的情況下，使基因從一個生物轉(zhuǎn)移到另一個生物的目標(biāo)。遺傳工程涵蓋的內(nèi)容比較廣泛，它包括細胞水平、染色體水平和分子水平等幾個層面上的遺傳操作，而分別被稱為細胞工程、染色體工程和基因工程。雖然遺傳工程包含很多方面，但有時人們往往把遺傳工程狹義地專指基因工程?！　』蚬こ淌抢萌斯さ姆椒▽NA在體外進行切割，再和一定的載體拼接重組，獲得重組DNA分子，然后導(dǎo)人宿主細胞或個體，使受體生物的遺傳特性得到修飾或改變的過程。

圖書封面

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