基因工程_孙明主编_9787040382174

　　《基因工程》是国家精品课程“基因操作原理”配套教材，第1版为“普通高等教育十五国家级规划教材”。《基因工程（第2版）》全面、系统介绍了基因工程的原理、策略和技术方法，具有较好的先进性、前瞻性和实践性，得到使用院校的广泛好评。在保持第1版风格和特色基础上，第2版结合学科发展，对基因操作技术和基因工程技术进展做诸多补充、修订，主要包括：将原第六章“基因操作中大分子的分离和分析”拓展为2章；原第七章“基因芯片技术”有关操作技术和原理合并到第六章中，作为分子杂交技术的内容；原第九章“DNA序列分析”增加高通量测序技术、单分子测序技术；原第十二章“基因组研究技术”补充了基因组研究、相互作用研究的新技术，以及新发展的基因组编辑技术；重新撰写第十九章；在第二篇“基因工程应用”对各种基因工程实践做了更新和完善。　　第2版主要分为基因操作原理、基因工程应用2篇，全书合计19章，分别是：基因工程概述、分子克隆工具酶、分子克隆载体、人工染色体载体、表达载体、基因操作中大分子的分离和检测、基因操作中的核酸分析技术、PCR技术及其应用、DNA序列分析、DNA诱变、DNA文库的构建和目的基因的筛选、基因组研究技术、植物基因工程、动物基因工程、酵母基因工程、细菌基因工程、病毒基因工程、医药基因工程、基因工程产品的安全评价及其管理。　　《基因工程（第2版）》可为高等院校生物技术、生物工程、生物制药相关专业教学使用，也可供相关的科研、技术和管理人员参考。

　　21世纪是生命科学的世纪。分子生物学作为最前沿的生命科学学科之一，主要从分子水平研究生命活动的现象与本质，如DNA的复制、基因的表达与调控、遗传与变异等。随着分子生物学研究的深入与发展，除了在分子水平上了解生命的特征外，在分子水平进行更有效的生物学研究以及在分子水平进行物种改造是生物学界共同关心并十分重视的问题。
　　国内外已出版了许多有关基因工程的书籍，各自展现出不同的内涵和风格。本教材所指的基因工程是一个广义的概念，包括基因操作原理和基因工程应用两部分。其中后者是指基因工程的狭义概念，以转基因技术为主线，以构建不同类型的基因工程体（或称遗传修饰生物体，genetically modified organism，GMO）及其应用为主要内容，包括植物、动物和微生物基因工程体的创制和应用，以及基因工程在生物医药中的综合应用。自1973年美国斯坦福大学的Stanley Cohen和Herbert Boyer第一次实现基因的异源表达，基因工程就开始蓬勃发展，并在工业、农业、医疗等领域创造了巨大的价值，同时改善了人们的生活，提高了人类与疾病抗争的能力。在历史的长河中，人类从来没有比现在更像是世界的“主宰者9，因为基因工程赋予了人类改造物种、创造物种的能力。当然，这一切都必须是在法律和伦理允许的范围内。本书基因工程应用部分从植物基因工程、动物基因工程、酵母基因工程、细菌基因工程、病毒基因工程和医药基因工程以及基因工程的安全管理等方面，分别介绍各基因工程体的研究现状、发展趋势和应用前景，详细阐述其表达系统，方便读者了解基因工程的实质及发展状况。
　　基因操作原理是本书的重要基础内容，不仅包括指导基因工程体构建的基因工程原理，还包括用于指导分子生物学研究的，对基因进行操作的基本原理。后者是前者乃至基因工程实践的基础，前者是后者在应用领域的延伸和发展。因此本书重点突出基因工程的最基本原理，即基因操作原理。基因操作原理部分基于分子生物学理论基础，以分子克隆为主线，介绍与此相关的载体、工具酶、文库的构建与筛选、基因的各种分析手段（包括分子杂交、PCR和序列分析）和基因改造等研究技术和方法的原理。它承载着衔接上游分子生物学与下游狭义基因工程的任务，并为之服务。没有分子生物学的理论基础支撑，基因操作就成为无本之木；没有基因操作技术的推动，分子生物学将成为无源之水，匮乏前进的动力。
　　本书是在华中农业大学分子生物学系列课程讲义的基础上，经过10年的试用、修订、补充和完善而形成的，是国家生物学理科基地班和国家生命科学技术基地班的核心教材，同时适合生物科学、生物技术、生物工程和生物制药专业的本科生，以及遗传学、微生物学和生物化学与分子生物学专业或相关专业的研究生使用。本书的编写人员主要由教学和科研一线的年轻博士组成，具有丰富的本科教学经验和科学研究经历，保证了本教材在学术上的先进性。所有编写人员在编写过程中均表示出极大的热情，充分发挥各自教学和科研优势，使本教材能最大限度满足教学需求。

　　2.基因工程改造杆状病毒
　　野生型杆状病毒杀虫谱窄、杀虫速度慢、时间长，施用后4～14天才表现出杀虫活性。与化学农药接触致死不同的是，杆状病毒杀虫剂只有当昆虫进食足够量的病毒粒子，通过病毒的复制增殖来破坏昆虫组织和器官之后才能起到杀虫效果。这是一个相对复杂的过程，它与杆状病毒的施用率、稳定性，靶标害虫的生理、遗传特性及害虫群体的组成高度相关。因此利用基因工程手段改造野生型病毒，使重组后的基因工程病毒杀虫剂更具有实用价值。由于杆状病毒分子生物学研究和表达载体的发展，使得人们可以利用基因工程的方法改造杆状病毒。目前主要从3个方面进行基因改造：一是通过修饰或去除与宿主范围相关的基因来拓宽病毒的杀虫谱；二是插入某些昆虫选择性毒素基因以提高杀虫速度；三是通过缺失某些非必需基因来增加杀虫效果。
　　（1）杆状病毒杀虫谱的改造杆状病毒的专一性决定了它们具有狭窄的宿主范围，许多NPV仅能感染单一昆虫种类。而广谱病毒不仅可以克服杆状病毒杀虫专一的缺点从而达到使用同一种病毒防治几种主要害虫的目的，而且可以起到用代替宿主生产病毒的作用，因此在病毒生物防治中具有重要的地位。筛选和构建宿主范围扩大的杆状病毒依然是改进病毒杀虫剂所需要考虑的重要因素之一。杆状病毒对非靶昆虫的感染力弱并不是由于病毒不能进入，而是因为杆状病毒在非靶组织中复制能力的缺陷造成的，即在非靶细胞中病毒DNA的复制、表达在不同时期被阻断。将AcMNPV基因组中DNA复制所必需的p143基因用家蚕核型多角体病毒（BmNPV）中的同源片段取代之后，重组病毒就能在不敏感的家蚕细胞系中复制，但遗憾的是不能有效地感染家蚕幼虫。这可能是因为杆状病毒包含体的口服感染机制不同于芽生型病毒粒子感染离体细胞机制造成的。随着对杆状病毒宿主域研究的深入，完全有可能研究出杀虫谱扩大到多种害虫的基因工程病毒。
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