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第1章 概论1

1.1林业生物技术的基本含义1

1.1.1生物技术的基本概念1

1.1.2生物技术与其他学科的关系1

1.1.3生物技术的学科属性2

1.2林业生物技术及其基本特征7

1.2.1林业生物技术的基本含义7

1.2.2林业生物技术的基本特征8

1.3林业生物技术发展史上的重大事件9

1.4我国林业生物技术发展战略13

1.5林业生物技术应用领域14

1.5.1优质、高抗、速生林木良种培育14

1.5.2良种苗木工厂化繁育15

1.5.3有益天然产物离体生产15

1.5.4其他林业生物技术15

1.6小结15

第2章 细胞工程（细胞工厂）原理16

2.1细胞生长分化16

2.1.1细胞生长与分化进程16

2.1.2细胞分裂、伸长与分化16

2.1.3细胞分化的调节19

2.2植物细胞全能性26

2.2.1细胞全能性现象26

2.2.2植物表皮细胞的全能性28

2.2.3导管、管胞分化29

2.2.4筛管、筛胞分化32

2.2.5植物维管束组织的分化32

2.2.6植物细胞全能性的保持与丧失33

2.2.7植物细胞衰老及其调控34

2.3形态建成基础36

2.3.1植物细胞的形态建成36

2.3.2植物再分化途径38

2.3.3植物形态发生39

2.3.4植物离体器官形态建成的分子生理基础40

2.4小结47

第3章 植物细胞工程48

3.1器官培养、组织培养与细胞培养48

3.1.1器官培养48

3.1.2组织培养52

3.1.3细胞培养54

3.2体细胞胚胎发生60

3.2.1体细胞胚胎发生的概念及特点60

3.2.2体细胞胚胎发生的方式62

3.2.3体细胞胚胎发生的机制62

3.2.4影响体细胞胚胎发生的因素63

3.2.5诱导体细胞胚胎发生的一般程序66

3.2.6体细胞胚的成熟与转化67

3.3人工种子的研制与种质保存67

3.3.1人工种子67

3.3.2种质保存70

3.4体细胞无性系变异诱导与筛选73

3.4.1体细胞无性系变异的概念和特点73

3.4.2体细胞无性系变异的来源73

3.4.3体细胞无性系变异的类型74

3.4.4影响体细胞无性系变异的因素74

3.4.5体细胞无性系诱变方法75

3.4.6突变体的筛选76

3.4.7突变细胞再生植株及突变体的遗传学鉴定76

3.5原生质体培养和体细胞杂交77

3.5.1原生质体培养77

3.5.2体细胞杂交82

3.6小结87

第4章 林木良种繁育细胞工程88

4.1林木良种微型快速繁育88

4.1.1林木良种微型快速繁育工艺设施88

4.1.2影响木本植物组织培养的内外因子94

4.1.3毛白杨组织培养工厂化育苗97

4.1.4桉树组培工厂化育苗99

4.1.5四倍体刺槐组织培养快速繁育技术105

4.1.6核桃组织培养研究109

4.2林木体细胞胚胎发生112

4.2.1林木体细胞胚胎发生的一般程序112

4.2.2火炬松体细胞胚胎发生113

4.2.3落叶松体细胞胚胎发生118

4.2.4北美红杉体细胞胚胎发生118

4.2.5沙棘植物体细胞胚胎发生121

4.3老树复幼125

4.3.1概述125

4.3.2老树复幼方法126

4.3.3老树复幼结果及其相关问题128

4.4小结130

第5章 基因工程原理131

5.1基因工程的含义131

5.2基因工程的四大要素132

5.2.1工具酶132

5.2.2基因工程载体135

5.2.3基因工程受体146

5.2.4目的基因克隆148

5.3 RNA干扰155

5.3.1导言155

5.3.2 siRNA介导的RNA干扰机制156

5.3.3 miRNA介导的RNA干扰157

5.4小结160

第6章 林木基因工程技术161

6.1目的基因的获得162

6.1.1化学合成目的基因163

6.1.2 PCR扩增目的基因163

6.1.3基因文库技术分离目的基因168

6.1.4基因芯片技术发现新基因172

6.1.5蛋白质组学技术发现新基因173

6.1.6目的基因功能鉴定174

6.2林木表达载体构建174

6.2.1植物表达载体的种类和特性174

6.2.2农杆菌的Ti质粒175

6.2.3 Ti质粒改造策略178

6.2.4 Ti质粒衍生的植物表达载体构建179

6.3林木转基因技术186

6.3.1林木转基因受体系统186

6.3.2植物基因转化系统186

6.3.3农杆菌介导的外源基因转化187

6.3.4 DNA的直接转移法191

6.4转基因植株筛选鉴定194

6.4.1外源基因整合的检测194

6.4.2生物学检测201

6.5转基因沉默201

6.5.1位置效应202

6.5.2转录水平的基因沉默202

6.5.3转录后水平的基因沉默203

6.5.4转基因沉默的对策204

6.6小结207

第7章 林木转基因新品种培育208

7.1优质林木基因工程208

7.1.1调控木质素生物合成的杨树转基因育种208

7.1.2促进林木生根的转基因育种213

7.1.3核桃转基因育种216

7.2耐逆境基因工程217

7.2.1耐旱基因工程218

7.2.2耐盐基因工程221

7.2.3耐寒基因工程223

7.3抗病虫基因工程育种225

7.3.1抗病225

7.3.2抗虫227

7.4花卉基因工程232

7.4.1花卉基因工程研究内容232

7.4.2花色基因工程研究策略233

7.4.3改变花期基因工程研究策略237

7.5小结239

第8章 转基因生物安全性及其评价与管理240

8.1生物安全问题提出241

8.1.1全球转基因植物生产概况241

8.1.2国内外转基因林木概况241

8.1.3转基因生物安全性问题的由来242

8.2转基因植物安全性评价244

8.2.1受体安全性245

8.2.2目的基因安全性246

8.2.3转化系统的安全性247

8.2.4基因操作安全性250

8.2.5安全转基因技术介绍251

8.2.6转基因森林植物及其产品安全性评价254

8.3转基因植物安全评价、管理256

8.3.1转基因植物生物安全管理的必要性256

8.3.2转基因植物安全性评价原理256

8.3.3转基因植物受体安全性评价257

8.3.4转基因植物稳定表达安全性评价257

8.3.5转基因植物环境安全性评价257

8.3.6转基因植物产品安全性评价258

8.3.7转基因生物安全管理259

8.4转基因生物安全相关法规介绍261

8.4.1国外261

8.4.2国内262

8.5展望263

8.6小结264

第9章 林木分子标记辅助育种技术265

9.1分子标记265

9.1.1限制性片段长度多态性265

9.1.2随机扩增多态性DNA266

9.1.3扩增性片段长度多态性267

9.1.4简单序列重复269

9.1.5表达序列标签270

9.1.6单核苷酸多态性271

9.2分子标记技术在林木遗传育种中的应用273

9.2.1林木遗传图谱构建274

9.2.2重要经济性状相关基因的定位285

9.2.3质量性状基因定位290

9.2.4基于候选基因的联合遗传学研究291

9.2.5重要经济性状的图位克隆293

9.2.6分子标记辅助选择育种293

9.3小结296

第10章 有用次生代谢物及其生物技术297

10.1植物有用次生代谢物的种类及生物合成途径297

10.1.1萜类化合物298

10.1.2生物碱300

10.1.3苯丙烷类化合物302

10.1.4影响植物细胞次生代谢物形成的因素及其调控305

10.2生物技术在植物次生代谢物研究和生产中的应用308

10.2.1利用植物细胞培养技术生产次生代谢物308

10.2.2植物细胞悬浮培养生物反应器技术308

10.2.3功能基因组学技术在植物次生代谢物开发中的应用312

10.2.4代谢组学技术在植物次生代谢研究中的应用313

10.3林业植物资源的开发和利用314

10.3.1生物反应器在林业上的应用314

10.3.2森林天然代谢产物细胞工程319

10.4林业植物资源现状及其面临问题322

10.5小结324