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序1

前言1

第一章 转基因植物生物反应器1

第一节 转基因植物的产生及其应用1

一、转基因植物的概念1

二、转基因植物的研究和应用概况2

三、转基因植物的应用领域5

四、转基因植物的经济、社会和环境效益7

第二节 转基因植物生物反应器基本原理8

一、转基因植物生物反应器的概念8

二、国内外研究概况9

三、发展趋势12

第三节 转基因生物反应器的应用前景14

一、应用范围14

二、存在问题及解决策略18

三、展望19

参考文献19

第二章 转基因植物生物反应器的技术方法20

第一节 转基因植物生物反应器的构建元件20

一、功能基因的选择及优化重组20

二、植物表达载体21

三、用于转基因的农杆菌菌株44

第二节 转基因植物生物反应器的构建技术45

一、植物基因转化受体系统45

二、植物转基因技术方法48

三、转基因植物中外源基因的遗传规律55

四、转基因植物鉴定方法56

五、植物生物反应器的产物活性分析技术58

第三节 转基因植物生物反应器的产品利用技术60

一、转基因植物的直接利用60

二、表达产物的分离纯化61

三、表达产物二次加工61

参考文献61

第三章 转基因植物疫苗63

第一节 概述63

一、植物疫苗的优点63

二、植物疫苗的可行性64

三、植物疫苗表达系统65

四、植物疫苗接种使用途径65

第二节 植物口服疫苗黏膜免疫机理65

一、黏膜免疫系统的组成66

二、黏膜免疫的应答机理67

第三节 与人类相关的植物疫苗70

一、人类病毒植物疫苗70

二、人细菌植物疫苗84

三、植物黏膜免疫佐剂90

四、癌症相关植物疫苗91

五、免疫耐受植物疫苗93

第四节 与动物相关的植物疫苗94

一、口蹄疫病毒植物疫苗94

二、猪病毒性腹泻植物疫苗96

三、新城疫病毒植物疫苗98

四、犬细小病毒植物疫苗99

五、牛轮状病毒植物疫苗100

六、兔出血症植物疫苗100

七、动物其他病毒植物疫苗101

第五节 植物疫苗研究存在的问题102

参考文献103

第四章 转基因植物生产蛋白质和多肽113

第一节 国内外在该领域的研究现状及发展趋势113

第二节 生产蛋白质和多肽的方法114

一、农杆菌等介导的核转化系统114

二、植物农杆菌渗透及病毒瞬时高效表达系统114

三、植物叶绿体高效表达系统116

四、植物细胞悬浮培养系统117

第三节 蛋白质和多肽生产的受体种类117

一、叶片类作物117

二、谷物或豆科作物的种子118

三、水果和蔬菜118

四、纤维和油料作物118

五、其他形式的表达受体118

第四节 应用研究119

一、抗体及其片段119

二、细胞因子122

三、转基因植物生产其他医用蛋白和生物活性肽124

四、工业酶127

第五节 存在的问题与对策129

一、多基因的协同表达129

二、转基因沉默130

三、提高表达量130

四、翻译后的准确修饰134

五、消除转基因对环境潜在的污染137

六、降低下游的分离、纯化的成本137

七、小结138

参考文献138

第五章 转基因植物生产糖类物质141

第一节 生产糖类物质的基本原理141

第二节 转基因植物生产糖类物质的进展143

一、转基因植物生产蔗糖143

二、转基因植物生产海藻糖143

三、转基因植物生产寡糖144

四、转基因植物生产淀粉144

五、转基因植物生产果聚糖等其他糖类物质153

第三节 存在问题与展望154

参考文献155

第六章 转基因植物生产脂类物质159

第一节 国内外脂类物质生产的情况及发展趋势159

第二节 脂肪酸的分类及其合成途径161

一、脂肪酸的分类161

二、酸合成及种子油脂形成的途径162

三、利用转基因植物生产脂类物质的一般方法163

第三节 转基因植物生产脂类的应用研究163

一、提高或降低饱和脂肪酸的含量163

二、转基因油料作物生产某些具特殊用途的脂肪酸165

第四节 转基因植物生产脂类存在的问题与对策173

一、提高转基因植物中外源基因的表达量174

二、深入研究合成途径，提高脂肪酸合成量174

三、提高脂肪酸在油料种子中的有效积累175

参考文献175

第七章 转基因植物生产次生代谢产物（可降解塑料、生物碱等）177

第一节 利用转基因植物生产生物可降解塑料（PHAs）177

一、生物可降解塑料简介177

二、PHAs的生物合成及其分子机制183

三、PHAs的主要生产途径188

四、利用转基因植物生产PHAs190

第二节 转基因植物生产有用次生代谢物质194

一、植物的次生代谢物质及其功能195

二、次生代谢在植物进化过程中的生物学意义199

三、植物次生代谢产物与作物品质202

四、植物次生代谢合成途径及其调节202

五、植物次生代谢产物合成的调控207

六、转基因植物生产次生代谢物的研究现状和发展209

七、利用转基因植物生产次生代谢物质211

参考文献216

第八章 植物生物反应器下游技术218

第一节 植物生物反应器下游技术简介218

一、植物生物反应器工程下游技术的特点218

二、生物技术下游加工过程的一般步骤218

第二节 转基因植物中有效成分的提取方法219

一、溶剂提取法219

二、水蒸气蒸馏法222

三、微波萃取技术223

四、反胶束萃取技术224

第三节 植物有效成分的分离纯化方法225

一、溶剂分离法225

二、水溶液两相溶剂萃取法226

三、盐析法228

四、透析法229

五、结晶、重结晶和分步结晶法229

六、超滤技术231

七、大孔树脂吸附技术233

第四节 色谱技术234

一、纸色谱235

二、薄层色谱236

三、制备型薄层色谱237

四、柱色谱238

五、制备型加压液相色谱242

六、气相色谱243

七、高速逆流色谱技术244

八、反相液相色谱246

九、膜色谱技术247

十、疏水色谱法248

十一、亲和层析249

第五节 植物有效成分提取的其他技术251

一、超临界流体萃取技术251

二、离子交换层析技术254

三、膜分离技术258

四、超声波提取技术259

五、分子印迹技术260

六、电泳亲和色谱技术262

七、浊点萃取技术263

参考文献264

第九章 转基因植物生物反应器产品的产业化现状和安全性评价267

第一节 转基因植物生物反应器产品及其产业化现状267

一、已经达到商业化的转基因植物生物反应器产品267

二、GMP标准下的转基因植物生物反应器产品270

三、转基因植物生物反应器产品在发展中国家的应用前景271

第二节 转基因植物生物反应器产品安全性评价273

一、转基因植物安全性评价内容273

二、转基因生物安全性评价体系279

三、国内外转基因植物安全评价的管理现状282

四、全球转基因生物及其产品安全性评价的热点问题284

参考文献286

附录一 基因工程安全管理办法287

附录二 农业转基因生物安全管理条例292

附录三 农业转基因生物安全评价管理办法299

附录四 转基因食品卫生管理办法308