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目录1

第一章　绪论1

第一节　微生物育种的方法1

第二节　微生物分子育种发展史和主要研究领域3

第三节　微生物分子育种展望10

一、微生物育种新方法新技术的发展10

二、加强对微生物菌株资源和基因资源的开发和利用11

三、采用分子方法发现难培养微生物11

四、高通量筛选和基因芯片技术11

五、生物信息技术13

参考文献15

第二章　微生物分子育种的原理与方法17

第一节　重组DNA技术的基本操作17

一、介绍17

二、重组DNA技术的原理与过程18

三、克隆载体的选择19

四、构建DNA文库26

五、检出特定克隆的方法27

六、克隆DNA的利用31

第二节　重组DNA技术的应用33

一、体外突变34

二、反求遗传学36

三、真核基因在细菌中的表达36

四、真核微生物重组DNA技术37

第三节　PCR及其相关技术在分子育种中的应用41

一、PCR的基本原理与应用41

二、几种特殊的PCR技术45

三、DNA分子标记及其在遗传育种上的应用49

四、几种分析与克隆差异表达基因的技术53

一、蛋白质工程的原理与应用60

第四节　蛋白质工程和蛋白质定向进化60

二、蛋白质定向进化的原理与常用技术64

第五节　DNA改组在药物和疫苗方面的应用71

一、DNA改组的进展71

二、蛋白质药物72

三、小分子药物和工业用酶73

四、进化药用病毒74

五、疫苗74

第六节　组合生物合成技术74

一、组合生物合成产生的背景及发展过程75

二、微生物次级代谢产物生物合成基因的来源与生物合成机理77

三、不同层次上的组合生物合成研究81

第七节　代谢工程的原理与方法82

一、代谢工程的基本原理与过程84

二、途径工程的战略思想86

三、代谢工程操作的基本原理与技术89

参考文献94

第三章　几种具有重要经济价值的细菌的分子育种99

第一节　大肠杆菌生产重组蛋白99

一、大肠杆菌生产重组蛋白的策略与技术100

二、重组蛋白生产的策略103

三、基因产物的纯化107

四、促进下游加工的遗传策略110

第二节　乳酸菌的分子育种技术113

一、乳酸菌的质粒113

二、乳酸菌基因重组116

三、乳酸菌的基因克隆系统120

四、食品级载体系统123

五、乳酸菌的基因表达系统125

六、遗传改良的乳酸菌在食品中的应用127

第三节　硫杆菌的遗传改造128

一、硫杆菌质粒的分离130

二、硫杆菌质粒的改造及载体的构建131

三、硫杆菌基因的克隆与分析133

四、硫杆菌基因转移系统的研究137

五、硫杆菌染色体分析139

六、硫杆菌的遗传改造140

第四节　芽孢杆菌的遗传转化系统及分子改造142

一、芽孢杆菌作为外源基因表达系统的特点143

二、芽孢杆菌基因转移的方式和克隆载体144

三、芽孢杆菌的分泌表达系统149

四、宿主菌的遗传改造150

五、苏云金芽孢杆菌和杀虫晶体蛋白153

第五节　棒状杆菌的DNA转移系统及分子育种158

一、棒状杆菌的DNA转移技术160

二、棒状杆菌的克隆工具162

三、棒状杆菌的整合工具168

四、谷氨酸棒状杆菌的自我克隆170

五、棒状杆菌的分子育种171

第六节　蓝藻的遗传转化系统及分子育种174

一、蓝藻的遗传转化系统175

二、在蓝藻中表达外源蛋白181

参考文献183

一、概述189

第四章　放线菌的表达系统和分子育种189

第一节　放线菌的遗传转化和表达分泌系统189

二、放线菌的遗传转化系统和表达分泌系统191

第二节　放线菌的遗传工程201

一、放线菌的调控机制及其改造201

二、非特异性全局性改造202

三、代谢途径的特异性改造204

参考文献205

二、酿酒酵母表达体系207

一、酿酒酵母的生活周期207

第一节　酿酒酵母表达体系207

第五章　酵母菌的表达系统和分子育种207

三、酿酒酵母细胞表面工程216

第二节　转座子标签及其在酿酒酵母基因功能研究中的应用221

一、转座子与转座子标签221

二、转座子标签及应用222

三、转座子标签插入位点的鉴定方法224

第三节　酵母基因中断技术226

一、酵母基因中断技术的创立227

二、PCR介导的酵母基因中断技术227

三、用于高通量功能分析的标签编码基因中断技术228

四、酵母基因的多重中断技术230

第四节　酵母菌的代谢工程231

一、利用木糖酿酒酵母代谢工程231

二、缩短啤酒发酵周期的啤酒酵母代谢工程237

三、异源蛋白的生产239

四、改善调节物240

第五节　非常规酵母表达系统240

一、毕赤酵母表达宿主菌241

二、毕赤酵母表达载体241

三、影响外源基因在毕赤酵母中表达的因素242

参考文献244

第六章　丝状真菌的表达系统及分子育种249

第一节　丝状真菌的表达系统和分泌系统249

一、丝状真菌中DNA的转移方式250

二、丝状真菌基因结构和表达调控266

三、对分泌途径的分子遗传修饰以改善外源蛋白生产276

四、对膜泡运输进行系统的分析280

第二节　曲霉的分子育种282

一、模式菌株构巢曲霉282

二、曲霉的分子育种方法283

第三节　木霉的分子育种288

一、转化系统289

二、基因克隆290

三、瑞氏木霉生产重组蛋白291

四、瑞氏木霉蛋白质分泌途径295

五、瑞氏木霉的糖基化工程296

第四节　青霉和其他丝状真菌的遗传育种296

一、青霉的遗传转化系统和表达系统297

二、丝状真菌β-内酰胺类抗生素生物合成的分子机制298

三、β-内酰胺类抗生素生物合成基因调控环路及调控基因303

参考文献309

一、杆状病毒结构315

第七章　杆状病毒——昆虫真核生物表达系统315

第一节　杆状病毒概述315

二、杆状病毒的感染周期316

三、杆状病毒基因组结构及表达调控316

四、杆状病毒基因结构与功能317

第二节　病毒载体表达系统318

一、杆状病毒表达系统的原理319

二、杆状病毒的重组方式321

三、表达载体的启动子与蛋白质的翻译加工323

四、受体系统——昆虫细胞系、幼虫和蛹324

五、杆状病毒表达系统的特点326

第三节　杆状病毒表达系统的应用及展望327

一、杆状病毒表达系统在疫苗研究中的应用328

二、杆状病毒表达系统在重组蛋白药物研究中的应用331

三、重组杆状病毒杀虫剂331

四、展望332

参考文献332

第八章　环境微生物及其酶系的遗传改造337

第一节　假单胞菌的遗传转化系统337

一、假单胞菌的遗传转化系统338

二、假单胞菌的基因重组344

第二节　环境微生物酶系的遗传改造345

一、假单胞菌甲苯降解途径的分子机制346

二、假单胞菌代谢途径改造347

三、转基因植物用于生物修复354

四、以提高生物降解为目的的蛋白质工程355

第三节　生物修复遗传工程菌在田间的应用及其安全性问题361

一、监测环境细菌的分子工具361

二、生物修复遗传工程菌的田间应用362

三、环境基因工程菌的稳定性和安全性问题362

参考文献365