Pocket Guide to Biotechnology and Genetic Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Schmid, Rolf D.

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:

价格:$ 90.34

装帧:Pap

isbn号码:9783527308958

丛书系列:

图书标签:

• Biotechnology
• Genetic Engineering
• Molecular Biology
• Genetics
• Bioengineering
• Biomedical Science
• Life Sciences
• Scientific Handbook
• Reference Guide
• Pocket Guide

精密农作的未来：现代农业生物技术与遗传工程实践指南 图书名称： 精密农作的未来：现代农业生物技术与遗传工程实践指南 图书简介 本书旨在为农业科学家、育种专家、生物技术工程师以及所有对现代农业科技前沿感兴趣的读者，提供一套全面、深入且高度实用的指南，聚焦于如何在农业生产和作物改良中应用最前沿的生物技术与遗传工程手段。我们抛弃了基础概念的冗余阐述，直接切入复杂技术的实施细节、数据分析方法、以及田间应用策略。 本书结构严谨，共分为六大部分，每一部分都代表了现代农业生物技术应用的一个关键支柱。 --- 第一部分：高级分子标记辅助育种（MAS）与基因组选择（GS）的深度应用 本部分将详细探讨如何利用高密度遗传图谱和下一代测序（NGS）技术来加速传统的作物育种进程。 1.1 高效的DNA提取与基因组DNA质量控制： 涵盖了从不同植物组织（如幼叶、种子胚乳、花粉）中快速提取高质量、高分子量基因组DNA的优化方案。重点讨论了清除多糖和次生代谢物干扰的化学沉淀法和商业化试剂盒的适用性比较。强调了质量控制标准（如Nanodrop 260/280, 260/230比值，以及电泳图谱）对下游PCR和测序反应成功率的关键影响。 1.2 芯片技术（SNP Arrays）的定制与应用： 详细介绍了针对特定作物群体（如地方品种群或特定杂交系）设计和验证定制化SNP芯片集的流程。内容包括SNP的筛选标准、等位基因频率的分布分析、以及芯片数据与表型数据的关联映射（QTL定位）。讨论了如何利用高密度SNP数据进行连锁不平衡（LD）分析，以确定适宜的连锁群大小和重组率最高的区间。 1.3 基因组选择（GS）模型的构建与验证： 这是本部分的核心。我们不仅介绍基础的BLUP（最佳线性无偏预测）模型，更深入到更复杂的核函数回归（Kernel Methods）和深度学习模型（如基于卷积神经网络的GS预测）。内容包括： 训练集与验证集的策略选择： 如何平衡训练集的广度和深度，以及如何进行K折交叉验证和独立测试集的构建。 遗传参数的估计： 利用GEMMA或BayesRC等软件包，精确估计育种值（GEBV）中的遗传力参数，并探讨环境变异对GS准确性的影响。 跨世代预测的准确性评估： 如何量化GS模型在预测下一代群体中的表现，并讨论如何根据预测准确性（r）来指导实际的种植选择。 --- 第二部分：靶向基因编辑技术（CRISPR/Cas系统）的精确农业化 本部分专注于如何将革命性的基因编辑工具转化为可操作的农业改良方案，特别强调脱靶效应的最小化和转化效率的提升。 2.1 sgRNA的设计与优化算法： 超越基础的在线工具，本章提供了筛选高特异性、低脱靶风险sgRNA的专有算法流程。包括基于基因组保守区域分析、二级结构预测以及近期开发的RNA-DNA杂合体稳定性评分系统的集成应用。 2.2 多重基因编辑的策略实施： 详细阐述了如何同时编辑多个基因位点以实现复杂农艺性状的协同改良。重点讨论了使用多价体（Multiplexing）的CRISPR系统，包括Cas9/Cas12a的串联表达载体构建、以及使用tRNA切割机制进行基因组位点分割的技术。 2.3 非标准编辑工具箱：基础编辑（Base Editing）与先导编辑（Prime Editing）在作物中的验证： 针对需要精确点突变而避免DNA双链断裂（DSB）的场景，本书提供了启动子区域和编码区精确修饰的优化方案。内容包括启动子突变对表达量的精确调控，以及如何利用Prime Editing修复特定疾病抗性基因的致病突变。 2.4 转化与再生效率的突破性方法： 针对那些转化困难的作物（如小麦、大豆的某些高价值品种），系统梳理了农杆菌介导转化和原生质体转化的最新优化步骤，包括悬浮培养体系的营养液配方优化和愈伤组织诱导剂的筛选流程。 --- 第三部分：表型组学（Phenomics）在田间环境下的数据采集与解析 本书强调，没有准确的表型数据，再好的基因数据也无济于事。本部分聚焦于自动化、高通量、多维度的表型数据获取。 3.1 多传感器融合的田间数据采集平台： 详细介绍了基于多旋翼无人机（UAV）和地面移动平台（UGV）集成的传感器配置。内容涵盖： 高光谱成像（HSI）的应用： 如何利用反射率数据反演出叶绿素含量、氮素营养状态以及水分胁迫的生物物理指标。重点讲解波段选择和数据预处理（如大气校正）。 激光雷达（LiDAR）的3D结构分析： 用于精确测量植株高度、冠层结构、叶面积指数（LAI）和生物量的非破坏性方法。 热成像技术在胁迫生理学中的应用： 建立冠层温度与蒸腾速率的实时关联模型。 3.2 时序表型数据的时间序列分析： 面对作物生长周期中产生的海量动态数据，本章介绍如何应用高阶统计模型。包括： 曲线拟合与特征提取： 使用样条函数（Spline Functions）或广义加性模型（GAM）来拟合生长曲线，并从曲线中提取关键生长速率指标。 动态贝叶斯网络（DBN）： 用于分析不同表型指标（如叶片颜色、茎粗）之间的动态因果关系，以探究性状间的相互作用路径。 3.3 表型数据与基因型数据的集成分析（GxE分析）： 侧重于环境对基因型表达的调控。采用GxE模型（如REML或Factor Analytic Models）来量化环境方差、基因型主效应、以及特定的基因型-环境互作效应，指导区域化育种策略。 --- 第四部分：代谢工程与合成生物学在作物改良中的前沿突破 本部分探讨如何通过重塑生物体内的代谢通路，实现对作物次级代谢产物、营养成分或生物燃料前体的定向改造。 4.1 目标代谢通路的生物信息学重建与瓶颈分析： 利用KEGG、Reactome等数据库，结合RNA-Seq数据，重建目标代谢网络。重点分析限速酶（Rate-Limiting Enzymes）和关键节点，为基因的敲除或过表达提供靶点。 4.2 异源代谢通路的异化表达： 详述将非作物来源的酶（如微生物或动物来源的酶）成功导入植物细胞，并优化其在植物细胞器（如叶绿体或线粒体）中的表达和活性。内容包括信号肽的筛选和融合策略。 4.3 利用代谢流分析（MFA）指导工程设计： 介绍如何通过同位素标记（如${}^{13} ext{C}$代谢物标记）结合质谱分析，量化代谢物流向，验证工程改造的有效性，并识别新的代谢分流点。 --- 第五部分：生物信息学工具链的构建与高通量数据管理 本部分关注于构建一个可重复、可扩展的高性能计算环境，以处理TB级基因组和表型数据。 5.1 从原始数据到可解读结果的标准化流程（Pipeline）： 详细描述了从NGS原始FASTQ文件到高质量变异识别（SNP/Indel calling）的全流程自动化脚本（使用Nextflow或Snakemake）。强调了软件版本控制和容器化（Docker/Singularity）在保证实验可重复性中的作用。 5.2 宏基因组学在土壤健康与根际微生物组研究中的应用： 重点介绍16S rRNA和宏基因组（Shotgun Metagenomics）数据的分析流程，包括去噪、物种分类（如QIIME2或DADA2流程）、功能基因注释（如KEGG或Carbohydrate-Active Enzymes, CAZyme数据库）及其与作物产量的关联分析。 5.3 基因组数据库的构建与维护： 指导读者如何利用PostgreSQL或MongoDB等数据库系统，建立结构化的作物基因组注释信息、变异位点信息、以及关联的田间环境数据的集成数据库。 --- 第六部分：法规遵从性、公共接受度与安全评估 本部分从技术实施的层面过渡到实际的田间试验和商业化流程，关注监管要求。 6.1 现代遗传工程作物的安全评估技术路径： 阐述了相对于传统转基因（GMO）作物，新型基因编辑（如CRISPR/Cas）作物的监管差异。重点介绍如何通过分子特征分析（如插入/缺失的特征、Cas蛋白残留量）来支持监管机构关于“非转基因”或“无转基因成分”的判定。 6.2 营养成分的量化与食品安全（Novel Food）审批准备： 提供了提高目标营养成分（如维生素、必需氨基酸）含量的作物，进行成分替代分析（Substantial Equivalence Analysis）的标准操作规程（SOP）。包括针对潜在过敏原的蛋白质序列比对和免疫学测试的设计。 6.3 田间试验的设计与数据记录的法规要求： 强调在不同司法管辖区内进行田间试验时，对边界隔离、病虫害监测和数据可追溯性的具体文件要求，确保试验结果的法律有效性。 --- 本书的每一章都包含了大量的流程图、代码示例片段（主要为R和Python脚本）以及关键技术参数的推荐值，确保读者能够将理论知识无缝转化为实验室和农田中的实际操作。它不是一本概念介绍手册，而是推动农业科技走向精准化、高效化的实战工具书。

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我最近刚入手了这本《Pocket Guide to Biotechnology and Genetic Engineering》，迫不及待地想与大家分享我的阅读体验。老实说，我过去对生物技术和基因工程的印象仅停留在科幻电影中的一些模糊概念。但这本书的出现，让我对这个领域有了全新的、更深刻的认识。它不仅仅是一本简单的科普读物，更像是一本精心策划的知识导航。作者对每个概念的阐述都力求精准，但又巧妙地避开了过于专业的术语，让我这个非专业人士也能轻松理解。我最喜欢的是它对伦理和社会影响的探讨，这部分内容让我思考了这项技术在伦理、法律和道德层面的深远意义，这在许多其他技术指南中是很难找到的。书中还提到了许多最新的研究进展和潜在的应用前景，这让我对生命科学的未来充满了期待。这本书的版式设计也非常人性化，字体大小适中，排版清晰，阅读起来非常舒适。它适合在任何碎片化的时间里进行阅读，无论是上下班的路上，还是在咖啡馆小憩时，都可以随时随地从中汲取知识。

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对于我这样的初学者而言，深入理解生物技术和基因工程的浩瀚领域常常令人望而生畏。然而，这本书的出现彻底改变了我的看法。它以一种极其友好的方式，将那些原本可能令人困惑的科学原理和技术细节呈现在读者面前。我非常欣赏书中对基础概念的清晰解释，例如DNA的结构、基因表达的调控等，这些都是后续更复杂知识的基石。作者的讲解方式非常生动，避免了枯燥的学术语言，而是通过生动的比喻和形象的描述，帮助我轻松地理解那些抽象的科学概念。我尤其被书中对不同生物技术分支的介绍所吸引，从微生物工程到植物生物技术，再到动物和人类的基因工程，每个领域都得到了简洁而全面的概述。这本书让我意识到，生物技术并非遥不可及的理论，而是已经渗透到我们生活方方面面的实用科学。它不仅为我提供了一份可靠的知识地图，更点燃了我探索生命科学更深层奥秘的热情。这本书的简洁风格和精炼内容，使其成为一本理想的“枕边书”，我可以随时翻阅，巩固和拓展我的理解。

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我最近有幸拜读了这本书，其内容之精炼、叙述之流畅，令我印象深刻。作者在不牺牲深度和准确性的前提下，成功地将生物技术和基因工程这两个庞大而复杂的领域浓缩进一本便携式指南中。读完这本书，我感觉自己对许多曾经模糊不清的概念有了豁然开朗的理解。书中对CRISPR-Cas9等基因编辑技术的介绍尤其精彩，它深入浅出地解释了这些工具的工作原理，以及它们为科学研究和生物医学带来的革命性影响。作者并没有简单地罗列事实，而是巧妙地将历史背景、伦理考量以及未来展望都融入了讲解之中，使得内容更加立体和引人入胜。我特别喜欢它对不同生物技术应用案例的分析，这些案例的选择既有代表性，又具有时效性，让我能直观地感受到这项技术的力量。对于我这样希望快速建立起对某个新兴领域基础认知的人来说，这本书无疑是极佳的选择。它节奏明快，信息密度高，却又不会让人感到信息过载，反而能激发起继续深入探索的兴趣。总而言之，这是一本内容扎实、设计精良的参考书籍，对于任何想要快速掌握生物技术与基因工程核心要义的读者来说，都具有极高的价值。

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这是一本真正意义上的“口袋指南”，它将生物技术和基因工程这个庞大而复杂的学科领域，以一种令人惊喜的简洁和清晰度呈现在读者面前。对于我这样希望对生物技术有全面而深入了解的读者来说，这本书提供了一个极佳的起点。作者在保持科学严谨性的同时，运用了大量生动形象的比喻和案例，使得那些原本可能晦涩难懂的理论知识变得触手可及。我尤其欣赏书中对不同技术原理的循序渐进的讲解，从最基础的DNA分子到复杂的基因编辑技术，每一步都清晰明了，逻辑性极强。它就像一位经验丰富的向导，带领我一步步深入探索生命科学的奥秘，让我不仅理解了这些技术的“是什么”，更能体会到它们“为什么”以及“能做到什么”。书中对实际应用案例的详尽描述，让我深刻地认识到生物技术在改善人类生活、应对全球性挑战方面的巨大潜力。这本书的体量和设计都非常适合携带，我可以随时随地打开它，获取我所需的信息，它是我学习和研究生物技术和基因工程的宝贵伙伴。

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这是一本令人惊叹的入门读物，对于任何想要了解生物技术和基因工程迷人世界的人来说，它都是不可或缺的。从生物化学的基本原理到复杂的基因编辑技术，作者以一种令人耳目一新且易于理解的方式，将复杂的概念分解成易于消化的部分。我尤其欣赏书中对实际应用的详尽阐述，从农业领域的作物改良到医疗领域的基因疗法，它都描绘了一幅清晰的图景，让我看到了这些前沿科学如何切实地改变着我们的生活。书中的插图和图表也起到了至关重要的作用，它们将抽象的概念形象化，让我在脑海中构建出清晰的知识框架。我是一个对科学充满好奇但并非专业背景的读者，这本书恰好满足了我对深度了解的渴望，同时又不会让我因为专业术语而望而却步。它就像一位经验丰富的向导，引领我穿越生物技术和基因工程的复杂迷宫，让我不仅理解了“是什么”，更感受到了“为什么”和“能做什么”。这本书的体量也很适中，便于携带，可以在通勤途中、午休时间甚至是睡前阅读，随时随地都可以沉浸在其中。我强烈推荐这本书给所有对生命科学的未来充满兴趣的学生、研究人员，以及任何渴望拓展知识边界的读者。它不仅是一本工具书，更是一扇通往无限可能性的窗口。

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