Microspore Embryogenesis in Wheat (Triticum Aestivum L.) and Genetic Transformation of Wheat and Bar pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Shaker Verlag GmbH, Germany

作者:Hans Honicka

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-02-22

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9783826598807

丛书系列:

图书标签:

• 小麦
• 微孢子发生
• 遗传转化
• GFP标记基因
• 生物学报告
• 植物生物技术
• 基因工程
• 作物改良
• 显微孢子
• 大麦

本书深入探讨了两种重要谷物作物——小麦（Triticum aestivum L.）和啤酒大麦（Hordeum vulgare L.）——的微孢子发生与遗传转化过程。作为“Berichte Aus Der Biologie”系列中的一本，它聚焦于这两个物种在早期发育阶段以及通过基因工程技术进行改良的可能性。 第一部分：小麦微孢子发生 该部分详细阐述了小麦作为一种单子叶植物，其微孢子从初生微孢母细胞分化、减数分裂形成四分体，直至发育成成熟的花粉粒的整个复杂而精细的过程。研究人员将审视微孢子在花药发育环境中的微环境变化，包括养分供应、激素调控以及细胞壁形成等关键环节。 微孢母细胞的分化与减数分裂： 追溯微孢母细胞的起源，以及其在特定时期（通常是花药发育的早期阶段）启动减数分裂的信号通路。我们将考察减数分裂过程中染色体行为的精确调控，以及其对后续微孢发育正常性的影响。 四分体的形成与微孢发育： 描述四分体阶段的特征，特别是细胞壁的形成以及四分体内部微孢之间的隔膜结构。接着，我们将深入研究每个孤立微孢如何独立发育成单倍体细胞，包括其细胞质的积累、细胞核的生长以及细胞器的发展。 细胞质分裂与核分裂： 关注微孢在发育过程中经历的数次核分裂，以及这些分裂是紧随其后（同步）还是交替发生（异步）。此外，还将探讨细胞质分裂在维持微孢独立性和功能性方面所起的作用。 细胞壁的形成与演变： 详细分析微孢细胞壁的组分和结构，从最初的胼胝质壁到后期形成具膜的细胞壁。我们将探讨细胞壁在保护微孢免受环境胁迫，以及在花粉吸胀和萌发过程中所扮演的角色。 微孢发育的细胞信号调控： 审视在微孢发育过程中起关键作用的细胞信号分子，如生长素、赤霉素等植物激素，以及内源性信号肽。这些信号如何协调细胞生长、分化和形态建成，是本节的重点。 环境因素对微孢发育的影响： 探讨温度、光照、湿度等外部环境因素如何影响微孢的正常发育。例如，某些温度条件可能诱导未成熟微孢在花药内直接发生胚状体诱导，这在无菌培养中具有重要意义。 第二部分：小麦与啤酒大麦微孢子的遗传转化 本部分将聚焦于利用先进的分子生物学技术，将外源基因导入到小麦和啤酒大麦的微孢子中，并使其稳定遗传。重点将围绕绿色荧光蛋白（GFP）作为标记基因的应用，来追踪和验证转化的成功率。 微孢子作为转化受体的优势： 阐述为何选择微孢子作为遗传转化的靶标。微孢子是单倍体细胞，这意味着导入的基因可以直接表达，并且在后续的染色体加倍过程中，有助于快速获得纯合的转基因植株，大大缩短育种周期。 GFP标记基因的功能与应用： 详细介绍GFP基因作为一种常用的报告基因。其表达产物能够发出绿色荧光，可以通过显微镜或荧光成像技术直观地检测和定量转基因的表达情况，是评估转化效率和基因表达水平的理想工具。 遗传转化技术方法： 农杆菌介导的转化（Agrobacterium-mediated transformation）： 尽管微孢子相对难以被农杆菌侵染，但研究人员会探索优化农杆菌菌株、转化载体设计以及共培养条件，以期实现微孢子的高效转化。 物理方法介导的转化： 探讨如基因枪（Biolistic transformation）等物理方法在将GFP基因直接递送到微孢子细胞内的可行性。这包括优化粒子大小、发射压力以及DNA包被方式等关键参数。 原生质体转化（Protoplast transformation）： 介绍通过酶解去除微孢子细胞壁，获得原生质体，再利用聚乙二醇（PEG）或电穿孔等方法将GFP基因导入原生质体中的过程。这种方法通常具有较高的转化效率，但对原生质体的制备和再生能力要求较高。 转化后的筛选与鉴定： 荧光显微镜检测： 利用配备有激发和发射滤光片的荧光显微镜，直接观察经过GFP基因转化的微孢子是否表现出绿色荧光，这是初步筛选转基因细胞的常用手段。 分子生物学方法： 结合PCR（聚合酶链式反应）技术，检测转基因植株基因组中是否存在GFP基因的插入。同时，使用Southern blotting技术验证基因的拷贝数和整合位点。 RT-PCR（逆转录PCR）和Western blotting： 用于检测GFP mRNA的表达水平和GFP蛋白的合成情况，从而评估基因的转录和翻译效率。 基因整合与稳定性： 讨论外源GFP基因如何在微孢子基因组中进行整合，以及这种整合的稳定性如何影响转基因的遗传。 后续的植株再生与染色体加倍： 介绍转化成功的微孢子或由其发育而来的胚状体，如何在离体培养基质上再生出完整的植株。对于由单倍体微孢子发育而来的植株，通常需要进行染色体加倍，以获得可育的二倍体转基因植株。介绍常用的染色体加倍方法，如使用秋水仙素处理。 研究意义与应用前景： 强调通过微孢子转化技术，可以实现小麦和啤酒大麦的基因改良，例如提高抗病性、抗逆性、产量以及改善品质等。GFP标记基因的应用为这些研究提供了重要的技术支撑，有助于推动谷物作物育种的现代化进程。 本书旨在为植物生物学、遗传学、作物育种以及分子生物学领域的科研人员和学生提供一个全面而深入的了解平台，展示在微孢子发生和遗传转化领域的前沿进展与挑战。

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