《基因工程》第三版為國家一流課程建設(shè)成果教材、國家精品資源共享課教材、國家精品課程建設(shè)成果教材。第二版得到廣大師生的肯定和認可，有一百多所高校將其用作教材。
第三版主要內(nèi)容包括三部分：一是基因工程的基本原理與基本技術(shù)，包括工具酶和基因工程載體及常用的基因表達系統(tǒng)，目的基因獲取、制備、擴增、導(dǎo)入與鑒定的各種方法，涵蓋最新的高通量測序和單細胞測序技術(shù)等的拓展與應(yīng)用。二是系統(tǒng)介紹基因工程用于功能基因組學研究的技術(shù)，包括基因表達譜研究技術(shù)、全基因組化學誘變和轉(zhuǎn)座子飽和誘變技術(shù)、基因敲除與基因敲減技術(shù)、基因編輯技術(shù)、過表達和異位表達技術(shù)、染色質(zhì)免疫沉淀及酵母雙雜交等基因相互作用研究技術(shù)等，這部分是本教材的特色和重點，新版還更新了CRISPR基因編輯技術(shù)的最新進展。三是基因工程在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學研究中的應(yīng)用，包括轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物的制備與應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因安全評價與監(jiān)管，基因治療的原理、策略與CAR-T基因治療研究進展等。
本教材可用作國內(nèi)高等院校及科研院所生物科學、生物技術(shù)、生物工程及基礎(chǔ)醫(yī)學和制藥專業(yè)本科生、研究生教材及科研人員參考書，也可作為相關(guān)領(lǐng)域人士科普學習的參考書。
袁婺洲，湖南師范大學生命科學學院教授，博士生導(dǎo)師。中國遺傳學學會教學委員會委員，《生命科學研究》執(zhí)行主編。教育部新世紀優(yōu)秀人才，湖南省121人才工程人選。主持國家自然科學基金5項，國家精品課程、國家精品資源共享課及國家本科課程各1項。發(fā)表研究論文130多篇，主編《基因工程》教材2本，合作出版專著4部。獲“第11屆全國多媒體課件大賽”二等獎1項、湖南省科技進步一等獎1項（排名二），湖南省自然科學一等獎1項（排名三），第五屆湖南省青年科技獎1項，湖南省教學成果二等獎1項。多次獲得湖南師范大學教學成果獎和教學優(yōu)秀獎。
1基因工程概述 001
1.1基因工程的概念與基本流程 001
1.1.1基因工程的概念 001
1.1.2基因工程的基本流程 002
1.2基因工程的發(fā)展簡史 003
1.2.1基因工程誕生的背景 003
1.2.2基因工程的誕生 004
1.2.3基因工程的發(fā)展 005
1.3基因工程的研究意義和應(yīng)用 007
1.3.1基因工程在功能基因組學研究中的應(yīng)用 007
1.3.2基因工程在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 007
1.3.3基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 009
1.3.4基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用 011
本章小結(jié) 013
復(fù)習題 013
2基因工程工具酶 014
2.1限制性核酸內(nèi)切酶 014
2.1.1限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)和種類 014
2.1.2限制性核酸內(nèi)切酶的命名 016
2.1.3限制性核酸內(nèi)切酶的特征 016
2.1.4限制性核酸內(nèi)切酶的同尾酶 019
2.1.5影響限制性核酸內(nèi)切酶酶切反應(yīng)的因素 021
2.1.6限制性核酸內(nèi)切酶酶切位點的引入與消失 022
2.2DNA連接酶 024
2.2.1DNA連接酶的作用 024
2.2.2不同末端的連接策略 025
2.2.3影響DNA連接反應(yīng)的因素 028
2.3DNA聚合酶類 028
2.3.1大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ 028
2.3.2Klenow大片段酶 029
2.3.3耐熱的DNA聚合酶Taq 030
2.3.4T4噬菌體DNA聚合酶 031
2.3.5逆轉(zhuǎn)錄酶 031
2.4堿性磷酸酶 032
2.4.1堿性磷酸酶防止載體自連 032
2.4.2獲得5′末端磷酸基團標記的探針 035
2.5末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶 036
2.6其他工具酶 037
2.6.1Ⅱs型限制性核酸酶 037
2.6.2Cas核酸內(nèi)切酶 038
2.6.3Dicer酶 040
2.6.4重組酶 041
本章小結(jié) 043
復(fù)習題 043
3基因工程載體 044
3.1克隆載體 044
3.1.1質(zhì)粒載體 045
3.1.2噬菌體載體 052
3.1.3黏粒載體 057
3.1.4人工微小染色體 057
3.2表達載體 059
3.2.1原核表達載體 060
3.2.2真核表達載體 071
本章小結(jié) 075
復(fù)習題 075
4目的基因的獲取與制備 077
4.1從基因文庫獲取目的基因 078
4.1.1基因組文庫的構(gòu)建與篩選 078
4.1.2cDNA基因文庫的構(gòu)建與篩選 082
4.2電子克隆法獲取目的基因 091
4.2.1利用EST數(shù)據(jù)庫進行電子克隆 092
4.2.2利用基因組數(shù)據(jù)庫進行電子克隆 093
4.2.3全長cDNA 的判斷 094
4.2.4電子克隆基因的生物信息學分析 094
4.3PCR 獲取與擴增目的基因 095
4.3.1常規(guī)PCR 095
4.3.2反向PCR 102
4.3.3反轉(zhuǎn)錄PCR 103
4.3.4實時熒光定量PCR 105
4.3.5多重PCR 110
4.3.6巢式PCR 112
4.3.7不對稱PCR 112
4.3.8RACEPCR 113
4.3.9原位PCR 115
4.4通過蛋白質(zhì)工程改建目的基因 116
4.4.1蛋白質(zhì)工程的概念 116
4.4.2蛋白質(zhì)工程的定點突變技術(shù) 116
4.4.3蛋白質(zhì)工程的定向進化技術(shù) 120
本章小結(jié) 123
復(fù)習題 124
5目的基因?qū)胧荏w細胞的方法 125
5.1把目的基因?qū)氪竽c桿菌 126
5.1.1自然條件下的轉(zhuǎn)化過程 126
5.1.2感受態(tài)受體細胞的選擇 128
5.1.3外源目的基因轉(zhuǎn)化進入大腸桿菌細胞的方法 129
5.1.4外源基因通過噬菌體轉(zhuǎn)導(dǎo)進入受體細胞 131
5.2把目的基因?qū)虢湍讣毎? 133
5.2.1聚乙二醇介導(dǎo)的酵母轉(zhuǎn)化 133
5.2.2金屬陽離子介導(dǎo)的酵母轉(zhuǎn)化 134
5.3把目的基因?qū)胫参锛毎? 134
5.3.1DNA直接轉(zhuǎn)移法 134
5.3.2農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒載體介導(dǎo)法 137
5.4把目的基因?qū)雱游锛毎? 141
5.4.1外源基因?qū)腚x體培養(yǎng)的動物細胞 141
5.4.2外源基因?qū)朐隗w動物細胞 144
本章小結(jié) 147
復(fù)習題 147
6陽性轉(zhuǎn)化子的鑒定 148
6.1遺傳表型檢測法 148
6.1.1利用載體提供的表型特征篩選和鑒定重組DNA分子 149
6.1.2利用外源目的基因本身的序列提供的表型特征篩選 153
6.2酶切電泳檢測 154
6.2.1凝膠電泳檢測篩選 155
6.2.2限制性核酸內(nèi)切酶酶切分析篩選 155
6.3核酸分子雜交 158
6.3.1Southern印跡雜交 158
6.3.2Northern印跡雜交 164
6.3.3蛋白質(zhì)印跡分析 165
6.4PCR擴增鑒定篩選 168
6.5DNA序列測定 168
6.5.1Sanger雙脫氧末端終止法 168
6.5.2化學降解法 170
6.5.3自動測序法 172
6.5.4二代測序技術(shù) 173
6.5.5三代測序技術(shù) 176
6.5.6單細胞測序技術(shù) 178
6.5.7高通量測序在組學研究中的應(yīng)用 179
本章小結(jié) 188
復(fù)習題 188
7基因工程在基因功能研究中的應(yīng)用 189
7.1基因的表達譜研究技術(shù) 189
7.1.1胚胎原位雜交技術(shù) 190
7.1.2胚胎抗體染色技術(shù) 193
7.1.3基因芯片技術(shù) 198
7.2基因的突變研究技術(shù) 203
7.2.1化學誘變 203
7.2.2轉(zhuǎn)座子全基因組誘變 204
7.3基因敲除技術(shù) 207
7.3.1完全基因敲除技術(shù) 208
7.3.2條件基因敲除技術(shù) 213
7.4基因編輯技術(shù) 218
7.4.1鋅指核酶基因敲除技術(shù) 218
7.4.2TALEN基因編輯技術(shù) 221
7.4.3CRISPR基因編輯技術(shù) 224
7.5基因敲減技術(shù) 248
7.5.1RNA干擾技術(shù) 248
7.5.2Morpholino干擾技術(shù) 252
7.6基因過表達與異位表達技術(shù) 253
7.6.1GAL4/UAS系統(tǒng)的構(gòu)建 254
7.6.2GAL4/UAS定時開啟系統(tǒng) 255
7.7基因的相互作用研究技術(shù) 256
7.7.1凝膠遷移率阻滯技術(shù) 256
7.7.2染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù) 257
7.7.3酵母雙雜交技術(shù) 259
7.7.4免疫共沉淀技術(shù) 262
本章小結(jié) 264
復(fù)習題 265
8轉(zhuǎn)基因植物 266
8.1轉(zhuǎn)基因植物研究和生產(chǎn)現(xiàn)狀 267
8.1.1轉(zhuǎn)基因植物的研究概況 267
8.1.2抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物 268
8.1.3抗蟲轉(zhuǎn)基因作物 270
8.1.4提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因作物 272
8.1.5其他轉(zhuǎn)基因作物 274
8.1.6植物生物反應(yīng)器 279
8.2轉(zhuǎn)基因植物的篩選與檢測 281
8.2.1報告基因 282
8.2.2分子生物學檢測方法 284
8.3轉(zhuǎn)基因植物的安全性 285
8.3.1轉(zhuǎn)基因安全性的由來 285
8.3.2轉(zhuǎn)基因安全性的爭論 286
8.3.3轉(zhuǎn)基因作物安全性評價程序 290
8.3.4轉(zhuǎn)基因作物安全性的監(jiān)管 291
本章小結(jié) 293
復(fù)習題 293
9轉(zhuǎn)基因動物 295
9.1動物轉(zhuǎn)基因技術(shù) 296
9.1.1顯微注射法 296
9.1.2逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法 304
9.1.3胚胎干細胞介導(dǎo)法 306
9.1.4體細胞核移植法 309
9.2轉(zhuǎn)基因動物的篩選與檢測 315
9.2.1報告基因 315
9.2.2分子生物學檢測方法 315
9.2.3轉(zhuǎn)基因動物整體表型的觀察 318
9.3轉(zhuǎn)基因動物的現(xiàn)狀與應(yīng)用 318
9.3.1轉(zhuǎn)基因動物的現(xiàn)狀 318
9.3.2轉(zhuǎn)基因動物在基因功能研究中的應(yīng)用 319
9.3.3轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動物育種中的應(yīng)用 320
9.3.4轉(zhuǎn)基因動物在醫(yī)學研究中的應(yīng)用 321
9.3.5動物生物反應(yīng)器 323
本章小結(jié) 327
復(fù)習題 327
10基因治療 329
10.1基因治療的概念與策略 329
10.1.1基因治療的途徑與策略 330
10.1.2基因治療的基本程序 331
10.1.3基因治療的發(fā)展、現(xiàn)狀與問題 333
10.2基因治療的載體 337
10.2.1逆轉(zhuǎn)錄病毒載體 337
10.2.2腺病毒載體 339
10.2.3腺相關(guān)病毒載體 341
10.2.4單純皰疹病毒載體 343
10.2.5非病毒載體 345
10.3重要疾病的基因治療 346
10.3.1遺傳病的基因治療 346
10.3.2腫瘤的基因治療 352
10.3.3艾滋病的基因治療 368
本章小結(jié) 377
復(fù)習題 377
參考書目與文獻 378
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