基因工程（簡體書）

《21世紀高等教育規劃教材?生物學系列:基因工程》為了適應應用型本科高校培養具有較強社會適應能力和競爭能力的高素質應用型人才的目標，作者（董妍玲）大膽采用了新的編寫體系，以基因工程的主要應用領域為主線分章節編寫，《21世紀高等教育規劃教材?生物學系列:基因工程》首先介紹了基因工程操作的常規技術、基因工程設計策略和操作流程，使學生掌握基本的核酸和蛋白質操作技術，在此基礎之上，重點介紹了基因工程在農業、畜牧業和養殖業、工業、醫藥衛生及環境保護等領域的應用。其特點是注重培養學生理論聯系實際的能力，強調基因工程在現代生命科學和國民經濟中的應用，使學生在實際應用中深入理解和掌握基因工程相關技術。在每節后多附有“拓展閱讀”欄目，便于增加學生學習興趣、開拓學生視野；每章后還附有思考題，便于學生更好地掌握和思考相關的知識。

1緒論
1.1基因工程的基本概念
1.1.1基因工程的定義
1.1.2基因工程的基本原理
1.2基因工程的發展
1.2.1基因工程的誕生和發展
1.2.2我國基因工程的發展
1.3基因工程應用概況
1.3.1農業生產中的基因工程
1.3.2林木花卉的基因工程
1.3.3畜牧業、養殖業中的基因工程
1.3.4工業領域中的基因工程
1.3.5醫藥衛生領域中的基因工程
1.3.6環境保護領域中的基因工程
1.4基因工程的安全性
1.4.1基因工程安全評價
1.4.2基因工程的安全管理
2基因工程操作常規技術
2.1DNA操作基本技術
2.1.1基因組DNA提取技術
2.1.2質粒DNA提取技術
2.1.3凝膠電泳技術
2.1.4聚合酶鏈式反應
2.1.5DNA印跡雜交
2.1.6DNA序列測定
2.2RNA操作基本技術
2.2.1總RNA提取技術
2.2.2RNA樣品質量檢測
2.2.3mRNA的分離純化與反轉錄
2.2.4RNA印跡雜交
2.2.5mRNA差異顯示技術
2.3蛋白質操作基本技術
2.3.1外源基因表達產物檢測技術
2.3.2外源基因表達產物分離純化技術
3基因工程設計策略及操作流程
3.1基因工程設計策略
3.1.1基因工程的基本條件
3.1.2基因工程的基本形式
3.1.3基因工程的基本流程
3.2目的基因的分離
3.2.1通過已知序列克隆目的基因
3.2.2通過基因文庫獲得目的基因
3.2.3其他克隆目的基因的方法
3.3工具酶和載體
3.3.1限制性內切酶
3.3.2DNA連接酶和DNA聚合酶
3.3.3其他工具酶
3.3.4質粒與質粒載體
3.3.5入噬菌體載體
3.3.6其他載體
3.4基因的重組與轉移
3.4.1基因的體外連接重組
3.4.2重組分子的轉移
3.5重組體的篩選
3.5.1遺傳表型篩選法
3.5.2結構特征篩選法
3.5.3核酸分子雜交篩選法
3.5.4免疫化學篩選法
3.5.5轉譯篩選法
3.6克隆基因的表達
3.6.1克隆基因的表達系統
3.6.2克隆基因在轉錄水平的表達與調控
3.6.3克隆基因在轉錄后水平的調控
3.6.4克隆基因在翻譯水平的表達與調控
3.6.5克隆基因表達產物的檢測
4農業生產中的基因工程
4.1植物基因工程
4.1.1植物基因工程的發展
4.1.2植物基因工程的研究內容
4.1.3植物基因工程的操作流程
4.2大田作物的基因工程
4.2.1基因工程在大田作物品種改良中的應用
4.2.2基因工程在大田作物生物脅迫中的應用
4.2.3基因工程在大田作物非生物脅迫中的應用
4.3園藝作物的基因工程
4.3.1基因工程在園藝作物果實品質改良中的應用
4.3.2基因工程在園藝作物采后保鮮中的應用
4.3.3基因工程在改良園藝作物其他重要園藝性狀中的應用
4.3.4基因工程在提高園藝作物抗性中的應用
4.4經濟作物的基因工程
4.4.1基因工程在經濟作物生產功能蛋白中的應用
4.4.2基因工程在經濟作物生產工業原料中的應用
4.5林木的基因工程
4.5.1基因工程在林木品質改良中的應用
4.5.2基因工程在林木縮短花期中的應用
4.5.3基因工程在林木生物脅迫中的應用
4.5.4基因工程在林木非生物脅迫中的應用
5畜牧業、養殖業中的基因工程
5.1轉基因動物技術
5.1.1轉基因動物的操作流程
5.1.2外源基因導入動物細胞的方法
5.2家畜的基因工程
5.2.1基因工程在家畜品種改良和人用器官移植中的應用
5.2.2基因工程在家畜抗病育種和生產人用藥物中的應用
5.2.3基因工程在動物乳腺生物反應器中的應用
5.3家禽的基因工程
5.4水產養殖的基因工程
5.4.1基因工程在提高魚類品質和生產性能中的應用
5.4.2基因工程在飼料改良中的應用
6工業領域中的基因工程
6.1工業領域中的轉基因技術
6.1.1酵母轉基因技術的操作流程
6.1.2大腸桿菌轉基因技術的操作流程
6.2釀造工業中的基因工程
6.2.1基因工程在乳制品發酵中的應用
6.2.2基因工程在啤酒工業中的應用
6.2.3基因工程在酶制劑生產及改良中的應用
6.3食品工業中的基因工程
6.3.1轉基因食品及應用前景
6.3.2基因工程在改良食品加工原料品質中的應用
6.3.3基因工程在改進食品生產工藝中的應用
6.3.4基因工程在生產食品添加劑中的應用
6.4生物能源中的基因工程
6.4.1基因工程在提高總的生物量中的應用
6.4.2基因工程在乙醇發酵開發中的應用
6.4.3基因工程在生物柴油開發中的應用
7醫藥衛生領域中的基因工程
7.1基因工程藥物
7.1.1基因工程藥物的研究策略
7.1.2基因工程生產激素類藥物
7.1.3基因工程生產細胞因子
7.1.4基因工程生產疫苗
7.2基因診斷
7.2.1基因診斷的技術與方法
7.2.2基因診斷的臨床應用
7.3基因治療
7.3.1基因治療的策略與技術
7.3.2基因治療的臨床應用
7.3.3基因治療存在的問題
8環境保護領域中的基因工程
8.1基因工程對環境保護的積極意義
8.1.1減少農藥和化肥對環境的污染
8.1.2減少原料的浪費和污染物的排放
8.2環境監測與評價中的基因工程
8.2.1雜交探針技術在環境監測與評價中的應用
8.2.2PCR技術在環境監測與評價中的應用
8.3污染物處理中的基因工程
8.3.1污水處理
8.3.2土壤污染處理
8.3.3石油污染處理
8.4廢棄物利用中的基因工程
8.4.1垃圾再利用
8.4.2工業廢棄物再利用
參考文獻

C.原生質體介導的遺傳轉化。原生質體介導的遺傳轉化是指以原生質體為受體，通過一定途徑或技術將外源基因導人植物原生質體，獲得能使外源基因穩定表達的轉基因植株的技術。植物原生質體分離和培養技術在過去的20年里，已有大量成功的報道。原生質體培養系統可以提供大量的單細胞，再生后可以得到純合系，而日。可以排除細胞壁的障礙，有利于導入外源基因，在植物基因工程中是較好的轉化受體，所以被廣泛應用。目前常用的有聚乙二醇（PEG，polyethylene glycol）介導的基因轉化和電激法（electroporation）介導的基因轉化、脂質體介導的基因轉化和農桿菌共培養基因轉化法，其中前兩種方法最為常見。
a.聚乙二醇介導的基因轉化。1982年Krens等首次用PEG處理煙草原生質體并獲得轉化植株，開拓了用PEG進行植物轉化的新思路。PEG即聚乙二醇，為高分子多聚物，相對分子質量范圍1 500～6 000，具有不同水溶性，最初是用作原生質體融合劑。20世紀80年代以后PEG被逐漸用于外源基因直接轉化植物原生質體的誘變劑，以PEG6000最為常用。PEG具有細胞黏合及擾亂細胞膜的磷脂雙分子層的作用，它可使DNA與膜形成分子橋，促使相互間的接觸和黏連，促進原生質體融合和改變細胞膜的通透性，有利于細胞膜間的融合和外源DNA進入原生質體；同時在與二價陽離子共同作用下使外源DNA形成沉淀，這種沉淀的DNA能被植物原生質體主動吸收，從而實現外源DNA進入植物細胞。
b.電激法介導的基因轉化。電激法又稱電擊穿孔法，用于將外源基因導入植物原生質體，是由動物細胞的電激法發展起來的。Fromm等首次利用電擊穿孔法進行煙草、胡蘿卜和玉米原生質體的遺傳轉化。Guerehe等將帶有卡那霉素抗性基因（kanamycinresistance gene）的質粒pABDl用電激法轉入油菜原生質體，得到抗性雜種植株，這些植株的后代也表現出對卡那霉素的抗性。
電擊穿孔法轉移外源基因是基于短時高壓脈沖電處理可導致細胞膜上出現短暫可逆性小孔（瞬間通道），從而發生新的滲透點（3 nm～4 nm），為外源DNA分子進入原生質體提供了通道，從而使外源DNA進入原生質體中。此種通道形成的數量和大小與電場強度有關，它也影響到進人原生質體內的DNA數量，因此電場強度是影響轉化頻率的重要參數。在電脈沖轉移外源DNA的過程中，不同植物種或品種以及不同組織來源的原生質體對電擊參數具有專一性。
D.花粉管通道法轉化。最早的花粉管通道法可能要追溯到Pandey（1975）以煙草為材料，將供體品種的花粉經射線殺死后與受體品種的新鮮花粉混合授粉，結果獲得了供體花色性狀的變異，認為經過照射殺死的花粉其遺傳物質可不通過配子融合而發生基因轉化。