植物生物技术概论/普通高等教育“十二五”规划建设教材 [Introduction of Biotechnology Applied in Plant] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹墨菊 编

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• 植物生物技术
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• 十二五规划
• 园艺
• 农业
• 分子生物学
• 生物工程

出版社： 中国农业大学出版社

ISBN：9787565510274

版次：1

商品编码：11595302

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”规划建设教材

外文名称：Introduction of Biotechnology Applied in Plant

开本：16开

出版时间：2014-10-01

用纸：胶版纸

页数：358

内容简介

　　《植物生物技术概论/普通高等教育“十二五”规划建设教材》系统介绍了植物生物技术的有关概念、原理、研究方法及应用领域。内容涉及组织培养、单倍体育种、染色体工程、基因组学、生物信息学、分子标记技术、核酸分子操作及遗传转化等技术原理及应用。《植物生物技术概论/普通高等教育“十二五”规划建设教材》注重基础理论与应用的结合，图文并茂，通俗易懂。

目录

第1章 生物技术总论
1.1 生物技术
1.1.1 发酵工程
1.1.2 酶工程
1.1.3 细胞工程
1.1.4 基因工程
1.1.5 蛋白质工程
1.2 生物技术发展史
1.2.1 第一代生物技术
1.2.2 第二代生物技术
1.2.3 第三代生物技术
1.3 生物技术与其他学科的关系
1.4 生物技术的应用
1.4.1 生物技术与农业
1.4.2 生物技术与食品
1.4.3 生物技术与医药
1.4.4 生物技术与能源
1.4.5 生物技术与环境
1.5 生物技术的安全性
1.6 植物生物技术在农业上的应用
1.6.1 组织培养技术
1.6.2 单倍体育种技术
1.6.3 染色体工程技术
1.6.4 转基因技术i
1.6.5 分子标记技术
1.7 植物生物技术的发展趋势
1.7.1 植物应用范畴的多元化
1.7.2 植物生物制品的多样化
1.7.3 传统农场向分子生物农场转变

第2章 植物组织培养技术
2.1 植物组织培养
2.1.1 植物组织培养操作技术
2.1.2 愈伤组织诱导
2.1.3 植物细胞培养
2.1.4 植物原生质体培养
2.2 植物组织培养技术的应用
2.2.1 体细胞无性系变异
2.2.2 次生代谢产物的生产
2.2.3 种质资源保存
2.2.4 植物脱毒与快繁
2.2.5 人工种子

第3章 植物单倍体育种技术
3.1 单倍体
3.1.1 单倍体育种的意义
3.1.2 单倍体细胞培养
3.2 单倍体诱导的其他途径及选择鉴定
3.2.1 单倍体植株的诱导
3.2.2 单倍体或加倍单倍体植株的鉴定
3.3 单倍体加倍
3.3.1 单倍体诱导过程中自然加倍
3.3.2 药剂加倍
3.4 单倍体育种技术的发展与应用
3.4.1 单倍体育种技术的发展
3.4.2 单倍体在育种中的应用

第4章 植物染色体工程技术
4.1 染色体组工程
4.1.1 同源多倍体
4.1.2 异源多倍体
4.2 整条染色体工程
4.2.1 染色体异附加系
4.2.2 染色体异代换系
4.3 染色体片段工程
4.3.1 诱导异源染色体易位的方法
4.3.2 异易位系的鉴定
4.3.3 易位系的利用

第5章 核酸分子操作技术
5.1 核酸的基本特性
5.2 核酸的提取
5.2.1 核酸提取的要求和基本步骤
5.2.2 植物核酸提取的常用方法
5.2.3 核酸的溶解和保存
5.2.4 核酸质量检测
5.3 聚合酶链式反应（PCR）
5.3.1 PCR技术的基本原理和特点
5.3.2 影响PCR反应的因素和反应条件的优化
5.3.3 PCR技术的发展
5.3.4 PCR反应常见问题
5.3.5 PCR技术的应用
5.4 核酸凝胶电泳
5.4.1 常用的核酸凝胶电泳
5.4.2 核酸电泳缓冲溶液
5.4.3 核酸电泳的指示剂和染色剂
5.5 核酸分子杂交
5.5.1 核酸探针的种类
5.5.2 核酸探针的标记
5.5.3 常用核酸分子杂交技术
5.6 核酸测序技术
5.6.1 第一代测序技术
5.6.2 第二代测序技术
5.6.3 第三代测序技术
5.6.4 测序技术的发展与展望

第6章 DNA分子标记技术及应用
6.1 遗传标记
6.2 DNA分子标记的类型
6.2.1 限制性酶切片段长度多态性（RFLP）
6.2.2 随机扩增多态性DNA（RAPD）
6.2.3 扩增片段长度多态性（AFLP）
6.2.4 简单序列重复（SSR）
6.2.5 表达序列标签（EST）
6.2.6 单核苷酸多态性（SNP）
6.2.7 酶切扩增多态性序列标记（CAPS）
6.2.8 序列标签位点（STS）
6.2.9 序列扩增相关多态性标记（SRAP）
6.2.10 多样性阵列技术（DArT）
6.2.11 基于转座因子的标记技术
6.3 分子标记应用
6.3.1 种质资源的遗传多样性分析
6.3.2 指纹图谱构建及品种鉴别
6.3.3 遗传作图及基因／QTL定位
6.3.4 外源染色质检测
6.3.5 分子标记辅助育种

第7章 植物基因组
7.1 结构基因组
7.1.1 遗传图谱
7.1.2 物理图谱
7.1.3 基因组测序与序列组装
7.1.4 基因组序列诠释
7.1.5 模式生物的基因组测序计划
7.2 比较基因组
7.2.1 植物基因组的基本特征
7.2.2 比较基因组学中常用术语
7.2.3 比较基因组学研究方法
7.2.4 比较基因组学的应用
7.2.5 水稻与拟南芥、人类基因组的比较研究
7.3 功能基因组
7.3.1 基因突变分析
7.3.2 基因表达分析
7.3.3 基因芯片技术
7.3.4 基因功能分析
7.4 生物信息学
7.4.1 生物信息的存贮与获取
7.4.2 生物信息学的应用

第8章 植物基因工程及转基因植物
8.1 基因工程的工具酶
8.1.1 限制性核酸内切酶
8.1.2 DNA连接酶
8.1.3 DNA聚合酶
8.1.4 核酸修饰酶
8.1.5 核酸酶
8.1.6 核酸外切酶
8.2 基因工程载体
8.2.1 基因工程载体应具备的条件
8.2.2 载体的分类
8.2.3 常用的基因工程载体
8.3 目的基因制备
8.3.1 化学合成法获得目的基因
8.3.2 PCR技术筛选目的基因
8.3.3 基因文库法分离目的基因
8.3.4 基因芯片技术分离目的基因
8.3.5 mRNA差别显示技术分离目的基因
8.3.6 插入突变法分离目的基因
8.3.7 图位克隆法分离目的基因
8.3.8 cDNA末端快速扩增技术克隆目的基因
8.3.9 电子克隆分离目的基因
8.4 DNA体外重组与遗传转化
8.4.1 目的基因与载体的连接
8.4.2 重组DNA分子的遗传转化和筛选
8.5 重组体的筛选与鉴定
8.5.1 遗传检测法
8.5.2 电泳检测法-
8.5.3 核酸分子杂交法
8.5.4 免疫化学检测法
8.6 植物转基因受体系统的建立和遗传转化
8.6.1 常用的植物转基因受体系统
8.6.2 植物遗传转化方法
8.7 转基因植物中外源基因的检测
8.7.1 转基因植物中外源目的基因的检测
8.7.2 转基因植物中选择标记基因和报告基因的检测
8.8 转基因植物中外源基因的遗传效应
8.8.1 外源基因在转基因植物中的整合方式
8.8.2 转基因的遗传稳定性
8.8.3 外源基因在转基因植物中的位置效应和剂量效应
8.8.4 转基因植物中外源基因的沉默
8.8.5 提高转基因植物中外源基因表达效率的策略
8.9 转基因植物的应用
8.9.1 转基因植物发展的特点
8.9.2 转基因植物的应用
8.9.3 转基因植物应用收益
8.9.4 转基因植物的发展前景
8.10 转基因植物的安全性及其评价
8.10.1 转基因植物的环境安全性
8.10.2 转基因植物的食品安全性
8.10.3 转基因植物的安全性评价
8.10.4 转基因植物安全性保障
参考文献
缩写符号对照表

精彩书摘

　　《植物生物技术概论/普通高等教育“十二五”规划建设教材》：
　　Barret等于2008年通过诱导系和非诱导系杂交，对单倍体诱导系诱导单倍体产生的机理进行了遗传分析，结果在玉米1号染色体上找到了控制孤雌生殖的主要位点，命名为ggil。另一个和玉米孤雌生殖诱导相关的基因ig被定位在第3号染色体上，该基因主要编码LOB蛋白。在大麦中也存在这样的基因，被称为单倍体诱导基因hap，该基因的作用是阻止卵细胞受精，但是不影响极核的受精和胚乳的发育。因此，单倍体胚的形成不需要组织培养，因为胚乳发育正常可以给单倍体胚的发育提供营养。这种单倍体诱导机理在马铃薯远缘杂交诱导单倍体中也存在。
　　小麦玉米杂交的目的主要是获得DH群体，DH植株的稳定性决定了其使用价值。研究人员评价了110个小麦X玉米远缘杂交的小麦DH系，发现15个DH植株后代性状发生了变异，出现了生育力低、穗型改变和植株变得矮小等现象。推测在DH系中检测到的这些变异可能是秋水仙素处理的结果，但也有研究者报道小麦玉米杂交DH系通过世代交替是稳定的。这些结果的差异可能是因为单倍体诱导过程中各个环节处理不同的结果。但值得注意的是，在利用小麦玉米杂交途径获得单倍体的过程中，必须保证DH植株的遗传稳定，这是利用DH群体进行下一步工作的基础。此外，DH群体要成为一个稳定的作图群体，必须要保证获得一定规模的单倍体植株。对于小麦玉米杂交获得单倍体而言，还得保证单倍体植株群体必须是只含有21条小麦染色体的单倍体。根据Laurie等（1989）提出的小麦玉米杂交过程中可发生玉米单亲染色体消失的孤雌生殖理论，小麦×玉米产生的杂交后代理论上应该是真正的仅含有21条小麦染色体的单倍体，而无需对其后代进行单倍性鉴定。但实际上，人们在杂交子房内获得的往往不全是没有胚乳的幼胚，还有较低频率的含有发育不完全胚乳的胚，而且已有研究表明，由小麦×玉米诱导产生的杂种经染色体加倍后获得的DH植株与理论上预期应完全同质的遗传表现不相符，并有较低比例的DH植株发生了形态变异，而且，玉米染色体不一定在合子胚发育早期完全消除。还有研究表明玉米DNA片段有可能插入小麦基因组。因此有研究者认为，以上研究结果意味着在某些小麦玉米杂交组合中，两个远缘种可能发生了不同程度的双受精作用，而不是Laurie等提出的孤雌生殖。更为重要的是，这些可能不完全由孤雌生殖发育的幼胚，其染色体倍性是否为单倍，将直接影响后期DH植株的真实性和遗传稳定性。因此，在实色操作中，针对不同的小麦玉米杂交组合，对其杂交后代进行单倍体鉴定是不可或缺的。
　　人们也曾尝试用玉米和燕麦杂交获得燕麦单倍体，尽管得到一些燕麦单倍体，但频率很低。而且后来的研究也表明经胚拯救后会产生不正常的植株，这些植株往往仍含有玉米染色体。通过这种方法还获得了全套的燕麦一玉米附加系，然而这些材料在研究中也无多大用处。
　　除小麦玉米杂交获得单倍体外，利用球茎大麦进行远缘杂交也可获得单倍体，该方法也可称为球茎大麦法，由Kasha和Kao在20世纪70年代建立。他们用球茎大麦与栽培大麦进行杂交而得到大麦单倍体。和玉米与小麦杂交一样，在最初几天里，杂合受精卵中的球茎大麦染色体很快就消失。随后该方法被进一步改进，如在授粉前后用不同的生长调节剂进行处理，这样可以提高获得单倍体的效率。授粉后胚乳发育也会夭折，通常在授粉12～14d后，将幼胚转移到适宜培养基上进行幼胚拯救。在大麦育种中，球茎大麦法诱导单倍体相对简单经济，且存在较小的基因型依赖，因此在大麦育种中起着重要作用。通过球茎大麦法培育的大麦品种已超过50个。用球茎大麦也可以和小麦或小黑麦杂交而获得小麦单倍体。然而，球茎大麦和小麦、小黑麦杂交受基因型限制大，因此在诱导小麦单倍体中，玉米杂交更普遍。在马铃薯单倍体诱导中，也可用远缘杂交的方法。利用四倍体栽培马铃薯作母本，其近缘二倍体作父本进行杂交.可以产生双单倍体。
　　通过远缘杂交获得单倍体有许多优点，从方法上看，主要用到的方法包括去雄、杂交、组织培养进行胚拯救，这些技术简单易行，通常为多数作物育种者掌握，所以可以普及使用。从诱导单倍体频率上看，多数情况下远缘杂交受基因型因素限制的情况较少，只要育种者有能力，可以尽可能多地做杂交，获得更多单倍体。最后，通过远缘杂交方法获得的单倍体植株中白化苗极少，成活率也较高。但远缘杂交方法最大的缺点是参与杂交的植物花期相遇困难，往往需借助温室控制，使其成本增加。此外，对除谷类作物之外的物种而言，将单倍体加倍成二倍体通常比较困难。
　　……

前言/序言

深入探索生命科学前沿：现代生物技术在农业与环境中的应用 本书聚焦于当代生命科学领域中，以分子生物学、遗传学为基础，以生物工程技术为核心的创新实践，旨在为读者构建一个全面而深入的现代生物技术应用图景。全书内容摒弃了基础的植物组织培养或细胞生物学理论，而是将重点完全置于技术平台构建、应用策略制定以及产业化前景分析之上。 第一部分：基因组学与高通量筛选技术（Genomics and High-Throughput Screening） 本部分将彻底涵盖新一代测序技术（NGS）在动植物和微生物研究中的前沿应用。我们将深入探讨全基因组重测序、转录组学（RNA-Seq）以及表观遗传学研究如何驱动生物学理解的革命。重点分析如何利用生物信息学工具（如De Novo组装、功能注释Pipeline）处理海量数据，并将分析结果转化为可操作的科学假设。 更进一步，本书将详细剖析高通量表型分析（High-Throughput Phenotyping, HTP）系统，包括基于机器视觉、遥感技术（无人机搭载多光谱/高光谱传感器）的田间表型采集方法。读者将学习如何整合基因型数据和环境数据，构建精确的基因型-表型关联模型（GxE模型），以指导精准育种策略的制定。 第二部分：合成生物学与生物制造平台（Synthetic Biology and Biomanufacturing Platforms） 本书将深入解析合成生物学的核心原理——即“设计、构建、测试、学习”（DBTL）循环在生物系统工程中的应用。我们不讨论植物本身，而是侧重于利用微生物“细胞工厂”进行高价值化学品、生物燃料以及新型药物前体的生物制造。内容包括： 代谢通路重构与优化： 详细介绍CRISPR/Cas系统在细菌、酵母中进行基因组编辑，以提高目标产物的合成效率。分析如何利用代谢流分析（MFA）指导工程菌株的设计。 非天然氨基酸和蛋白质工程： 探讨如何通过体外重组DNA技术和定向进化策略，开发具有增强催化活性或全新功能的酶，并将其应用于工业催化过程。 生物传感器与诊断系统： 分析如何利用基因回路设计，构建用于快速环境监测或疾病诊断的、基于荧光或比色的合成生物器件。 第三部分：先进的基因编辑技术与精准靶向系统（Advanced Gene Editing Technologies and Precise Targeting Systems） 本章的重点是超越传统的基因转化技术，全面聚焦于CRISPR/Cas家族的最新进展及其在非模式生物研究中的拓展应用。 CRISPR-Cas9的变体与升级： 深入研究Base Editing（碱基编辑器）和Prime Editing（先导编辑）的工作机制，阐述它们如何实现不依赖双链断裂的精确点突变修复或替换，极大地提高了安全性与特异性。 表观遗传调控的精准操纵： 探讨利用dCas9融合效应子（如转录激活域或抑制域）实现的CRISPRa/CRISPRi技术，用于无需改变DNA序列的情况下，对特定基因表达水平进行动态调控。 病毒载体与递送系统： 详述腺相关病毒（AAV）、慢病毒（LV）以及新型非病毒载体（如脂质纳米粒LNP）的构建、包装及体内外递送策略，这些是实现高效基因治疗或基础研究工具开发的基石。 第四部分：生物信息学、大数据与人工智能在生命科学中的集成（Integration of Bioinformatics, Big Data, and AI in Life Sciences） 本书将此部分作为连接基础研究与前沿应用的关键桥梁。内容集中于如何管理、分析和挖掘复杂的生物数据集。 深度学习在蛋白质结构预测中的应用： 重点介绍AlphaFold2及其后续模型的原理，以及如何利用这些工具预测蛋白质的二级和三级结构，指导理性药物设计或酶的改造。 多组学数据整合分析： 探讨使用主成分分析（PCA）、t-SNE、和深度神经网络等方法，对基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学数据进行标准化、降维和模式识别，以揭示复杂的调控网络。 机器学习在生物过程优化中的角色： 分析如何利用强化学习和贝叶斯优化算法，实时调控生物反应器中的发酵参数，实现产率的最大化，并建立预测性工艺模型。 第五部分：生物技术产业化与监管框架（Biotechnology Commercialization and Regulatory Frameworks） 最后，本书将目光投向技术从实验室走向市场的实践环节。重点讨论与生物技术产业相关的经济学、知识产权和法规问题。 知识产权战略： 详细分析专利申请的关键点，包括新颖性、创造性判断在基因序列、编辑工具和生物制品方面的特殊性。 临床前与临床试验设计基础： 针对新型生物制品（如基因疗法、重组蛋白药物），介绍GLP（良好实验室规范）和GMP（良好生产规范）的要求，以及I期至III期临床试验的主要目标和设计考量。 生物安全与伦理考量： 深入讨论基因编辑技术在人类生殖系中的伦理边界，以及生物制品大规模生产中对生物安全（Biosafety）和环境影响的评估标准。 本书面向生命科学、生物工程、生物医学工程及相关交叉学科的高年级本科生、研究生，以及在生物技术、制药和农业高科技领域工作的专业人士。它提供了一个高度技术化、注重前沿交叉和产业转化的深度学习资源，旨在培养具备解决复杂生命科学工程问题能力的下一代创新人才。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，是希望能更全面地理解现代农业的发展方向，特别是那些依赖于尖端科技的领域。我注意到书名中的“概论”二字，这通常意味着它会提供一个比较宽广的知识图谱，能够帮助读者快速建立起对整个领域的认知。我希望书中能够详细介绍植物组织培养的原理和技术，从无菌操作到培养基的配方，再到不同植物器官的再生能力，这些都是我非常感兴趣的方面。我想了解，通过这种技术，我们是否可以实现植物的大规模快速繁殖，克服传统育种方式中的一些瓶颈。另外，我非常好奇植物的基因组学研究是如何推动生物技术发展的，书中是否会涉及基因测序、基因功能分析等内容，以及这些研究如何帮助我们更好地理解植物的遗传信息，从而进行定向的改良。如果书中还能提及植物生物技术在提高作物产量、改善营养品质、增强抗逆性（如抗旱、抗病虫害）等方面的具体实例，并对其技术原理进行深入剖析，那就太棒了。这本书的出现，让我看到了系统学习植物生物技术这一复杂领域的可能性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，但那种沉静的绿色和略带科技感的字体，却悄然传递出一种严谨与创新的气息。我一直对植物的生命力和它们如何被人类改造以服务于我们感到好奇，尤其是生物技术这股强大的力量，它如何在植物的世界里施展拳脚，我总觉得这是解开许多农作物产量瓶颈、甚至创造出全新食物来源的关键。这本书的标题“植物生物技术概论”，就像是为我这样充满疑问的读者打开了一扇通往知识殿堂的大门，它承诺的“概论”二字，让我看到了一个宏观的视角，不会让我一开始就陷入过于细枝末节的专业术语中。我期待它能够系统地介绍植物生物技术的核心概念，比如基因工程、组织培养、分子标记辅助育种等等，并且能够用通俗易懂的语言，将那些复杂的科学原理阐述清楚。我尤其希望它能包含一些实际的案例，比如转基因作物如何提高抗虫性、抗除草剂性，或者通过组织培养如何快速繁殖优良品种。如果书中能探讨一些植物生物技术在环境保护、生物能源等领域的应用，那就更好了，因为我一直认为科技的进步最终应该回归到服务人类社会和地球本身。这本书的出现，让我觉得我的知识储备有机会得到一次质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书的时候，我第一个注意到的是它作为“普通高等教育‘十二五’规划建设教材”的身份。这意味着它不仅仅是一本科普读物，更是经过了学界的审慎考量和严格筛选，很可能凝结了许多专家的智慧和最新的研究成果。对于我这个非科班出身，但又渴望深入了解植物生物技术领域的人来说，这无疑是一个巨大的信心保证。我希望能在这本书里找到扎实的理论基础，能够理解植物基因组的构成、基因的表达调控机制，以及在植物中进行遗传改造的各种技术手段。我期待书中能够深入浅出地解释基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）在植物育种中的应用，以及其潜在的优势和伦理考量。同时，我希望能看到关于植物分子生物学、细胞工程、生化工程等相关学科是如何相互支撑，共同构建起植物生物技术这棵参天大树的。即使是一些相对抽象的概念，我也希望它能通过清晰的图解、流程图，甚至是类比，来帮助我建立起清晰的逻辑框架。这本书的定位，让我对其内容的权威性和前沿性有了很高的期待，我希望它能成为我学习植物生物技术过程中的一个重要里程碑。

评分☆☆☆☆☆

从书名来看，这本书似乎是一本内容详实的教材，非常适合那些希望系统学习植物生物技术原理和应用的读者。我尤其看重“概论”这个词，它预示着本书将从宏观层面出发，为读者勾勒出整个学科的框架和发展脉络。我希望书中能够详细阐述植物遗传工程的基本原理，例如基因导入的方法（农杆菌介导法、基因枪法等）、目的基因的选择以及转化体的筛选和鉴定过程。我很想知道，通过这些技术，科学家是如何在植物中引入新的性状，比如产生药物、修复环境，甚至具备观赏价值的。此外，我希望书中能够对植物基因组编辑技术（如CRISPR-Cas9）进行深入的介绍，解释其工作原理、应用潜力以及可能面临的挑战。如果书中还能探讨植物生物技术在传统育种中的辅助作用，例如利用分子标记进行分子辅助育种，从而加速新品种的选育过程，那就更完美了。这本书的出现，让我看到了系统掌握植物生物技术核心知识的途径，我期待它能为我开启一扇理解现代农业和生物科学的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“植物生物技术概论”给了我一种既全面又易于入门的期待。作为一本“普通高等教育‘十二五’规划建设教材”，我深信它会包含非常扎实的学术内容，但同时又会注重知识的系统性和条理性。我希望书中能够清晰地介绍植物组织培养技术，包括其在种苗繁育、脱毒栽培、植物基因工程中的应用。我非常想了解，这项技术是如何实现植物无性繁殖的，以及它在保存濒危植物、快速繁殖优良品种方面的重要性。此外，我对植物的基因工程技术非常感兴趣，例如如何将外源基因导入植物细胞，以及这些转入的基因是如何在植物体内表达并产生预期的效果的。如果书中能够提供一些具体的转基因作物案例，并对其科学原理和应用价值进行深入的分析，那就更好了。我还希望书中能够涉及一些植物生物技术在提高作物产量、改善农产品品质、增强作物抗逆性（如抗旱、抗盐碱、抗病虫害）等方面的研究进展。这本书的价值，对我来说，是能提供一个全面且深入的知识框架，让我对植物生物技术这一领域有一个更清晰、更系统的认识。