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| 內容簡介： |
《合成生物学基础实验教程》结合最新科研成果与实验技术，系统介绍了合成生物学领域中的核心基础实验技术，特别针对丝状真菌、大肠杆菌及解脂耶氏酵母等微生物的实验操作，涵盖了同源重组、CRISPR 基因编辑、农杆菌介导转化、荧光蛋白共表达、RNA干扰等基础和前沿技术，每个实验章节按照实验的目的、原理、材料和仪器设备、步骤、结果进行详细阐述，配有思考题，帮助学生深入理解实验背后的科学原理与技术应用。
本教材注重基础实验技能与科研能力的并行培养，可作本科生和研究生的实验教学用书，也能为科研人员提供实践操作的参考，是合成生物学教学与科研实践的重要参考工具。
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| 關於作者： |
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张驰，南京师范大学副教授，长期从事合成生物学及其在食品、制药领域的应用研究。他主攻非模式丝状真菌的生长代谢机理及有机酸、抗生素的合成，已在国际知名期刊上发表SCI论文二十余篇，包括F1000和高被引论文各一篇，申请国家发明专利10项。其开发的微同源臂介导的曲霉CRISPR体系，被多国美国、荷兰、澳门的同行研究学者借鉴。张教授主持国家自然科学基金青年项目，并参与多个企业横向合作项目。他还担任如mBio等权威期刊的审稿人，并致力于教学改革，主持教育部教改项目“基因编辑课程建设”。其科研和教学成果多次获奖，尤其在生物技术竞赛及iGEM大赛多次获得佳绩。
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| 目錄：
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第一章 同源重组策略敲除丝状真菌基因/001
实验1 巢式PCR技术融合三段目的DNA 001
实验2 丝状真菌原生质体制备010
实验3 丝状真菌原生质体转化016
第二章 CRISPR-Cas9体系介导体外DNA切割/022
实验4 Cas9蛋白的表达与纯化022
实验5 sgRNA的设计030
实验6 sgRNA的体外合成034
实验7 CRISPR-Cas9体外切割DNA 039
第三章 CRISPR-Cas9体系介导体内DNA编辑/043
实验8 CRISPR-Cas9介导丝状真菌的基因敲除043
实验9 CRISPR-Cas9介导丝状真菌的基因敲入048
实验10 CRISPR-Cas9介导丝状真菌的基因原位点突变054
实验11 CRISPR-Cas9介导丝状真菌的多基因编辑058
第四章 CRISPR-Cas体系介导大肠杆菌的单碱基编辑/062
实验12 质粒pnSpCas9-TadCD-TadCD转入大肠杆菌062
实验13 打靶质粒pTarget的构建067
实验14 质粒pTarget的电转化以及碱基编辑检测072
第五章 解脂耶氏酵母的基因组编辑/076
实验15 Golden Gate一步克隆构建GFP和DsRed共表达质粒076
实验16 解脂耶氏酵母的LiAc/PEG转化082
实验17 Western blot检测GFP在解脂耶氏酵母中表达087
实验18 DNA Assembly(DNA组装)和URA-blaster体系介导解脂耶氏酵母的基因组定点多轮编辑093
第六章 农杆菌介导转化技术在真菌中的应用/ 100
实验19 构建表达GFP的农杆菌载体100
实验20 农杆菌转化技术介导GFP在出芽短梗霉中表达104
实验21 荧光定量PCR检测GFP表达108
第七章 RNA干扰技术在真菌中的应用/ 116
实验22 RNA干扰介导丝状真菌基因低表达116
参考文献/121
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| 內容試閱：
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合成生物学（Synthetic Biology）作为生命科学与工程学深度交叉的新兴学科，近年来发展迅速。它不仅推动了我们对生命基本规律的理解，也为农业、医药、能源、材料等领域的研究提供了新的解决方案。合成生物学的核心思想是“设计—构建—测试—应用”，强调以工程化思维改造和创造生物系统。在这一过程中，实验技术是实现理论设想与工程目标的关键环节。
《合成生物学基础实验教程》立足于高等院校合成生物学、生物科学、生物技术、食品科学与工程及相关专业的本科生和研究生教学实践，系统介绍了合成生物学研究中常用的实验方法与操作流程。全书内容涵盖了从经典的同源重组到前沿的CRISPR?Cas基因编辑技术，从模式微生物到非模式微生物的多种实验技术，并引入了RNA干扰、荧光定量检测、蛋白表达与分析等综合实验。通过这些内容的学习与训练，读者不仅能够掌握相关实验技能，还能加深对合成生物学研究思路与策略的理解。
在教材编写过程中，我们力求突出以下特色：
1.基础性与前沿性结合——注重巩固学生对分子生物学和遗传学的实验基础，并在研究中整合了当下合成生物学的关键平台技术。
2.理论与实践结合——每个实验均配有背景原理、实验材料与方法、结果分析与思考题，帮助学生实现由“会操作”向“会思考”的转变。
3.规范性与启发性结合——在强调实验操作规范性的同时，注重培养学生的创新意识与科研思维。
4.模式生物与非模式生物兼顾——在介绍丝状真菌和大肠杆菌等常见模式生物的实验方法基础上，特别增加了解脂耶氏酵母等非模式微生物的基因组编辑实验，紧密贴合工业生产中常见的应用场景，增强了知识的实用性与前瞻性。
本教材的主编和参编人员主要来自南京师范大学黄和院士“合成生物学”教学团队，其中张驰统编全书且具体编写实验1、3、5~15、17、19~22，徐晴和薛锋共同编写实验2，孙小曼和顾洋共同编写实验16，张幸和中国药科大学乔梦共同编写实验18、另外邵阳学院龙南彪和南京师范大学崔海洋共同编写实验4。
在此，谨向黄和院士长期以来对合成生物学教学工作的引领与支持表示衷心感谢！本书在编写过程中，多位南京师范大学研究生和本科生参与其中，包括莫莉、李嘉楠、傅天麟、黄苏涛、张蕊、许迎宴、李珂、闫春晓、丰菲、杨东东、李晨冰、昝家琨、蔡培昆、王瑶、高传荐、陆泽桐、杜菲、杨紫娴。他们在素材提供、实验验证、插图绘制及相关PPT制作中给予了协助支持。同时，也感谢南京师范大学陆玲提供曲霉遗传转化技术支持。
本教材由南京师范大学食品与制药工程学院合成生物学学科建设经费资助出版。我们期望本教材不仅是学生进入合成生物学研究领域的“入门手册”，也是青年教师组织实验教学与科研训练的有益参考。由于学科发展日新月异，书中内容难免存在不足之处，诚挚希望广大读者和同行提出宝贵意见，以便在今后的修订中不断完善。
书中的质粒信息和教学课件请从化工教育平台（网址：www.cipedu.com.cn）下载。
张驰
2025年9月10日
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