Genetic Resources, Chromosome Engineering, and Crop Improvement pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Singh, Ram J.

出品人:

页数:390

译者:

出版时间:2005-3

价格:$ 225.94

装帧:HRD

isbn号码:9780849314308

丛书系列:

图书标签:

• 遗传资源
• 染色体工程
• 作物改良
• 植物育种
• 基因组学
• 生物技术
• 农业科学
• 分子生物学
• 植物遗传学
• 作物遗传资源

现代农业的基石：作物育种与遗传资源管理 第一卷：遗传资源的保护、发掘与可持续利用 引言：生命的蓝图与农业的未来 农业文明的进步史，本质上就是人类对作物遗传变异的认知和利用史。从最初的驯化到现代的分子生物学干预，确保全球粮食安全和营养充足的根本在于对自然界所蕴含的庞大遗传“基因库”的有效管理与利用。本书旨在深入探讨现代农业如何依赖于对这些珍贵遗传资源的系统性保护、深入发掘及其可持续的应用策略。 第一章：全球生物多样性与作物品种的起源 本章首先描绘了全球范围内主要粮食作物（如水稻、小麦、玉米、大豆等）的起源中心和野生近缘种的分布格局。详细阐述了作物从野生状态向栽培状态演变过程中的关键遗传漂变事件和人类选择压力。内容聚焦于识别和保护那些可能携带抵抗严重病虫害、适应极端气候（如干旱、盐碱）的关键基因的原始种质。 1.1 作物起源的地理学与遗传学证据： 追踪主要农作物的演化路径，重点分析了“种质中心”的重要性。 1.2 野生近缘种的价值： 探讨野生亲缘种如何成为抵抗现代栽培品种生物学脆弱性的“天然保险库”，并阐述了如何利用远缘杂交技术引入新的优良性状。 第二章：遗传资源的收集、保存与信息管理 有效的遗传资源管理是确保其可利用性的前提。本章详细介绍了当前国际和国家层面建立和运行的“种质资源库”的运作机制。这包括对实地收集方法的优化、不同保存技术（如种子库、植株圃、DNA库）的适用性分析及其长期稳定性评估。 2.1 收集策略与方法论： 从最小样本量确定到安全备份策略的构建，确保材料的代表性。 2.2 长期保存技术： 深入分析超低温保存（如液氮保存）的物理化学基础，以及对保存材料活性和遗传完整性的监测标准（如活力测定）。 2.3 数据管理与信息系统： 强调描述性、评价性和基础性数据在基因资源利用中的核心地位。讨论了国际通用数据标准（如FAO的基因资源信息系统）的应用，确保数据的互操作性和可检索性。 第三章：遗传资源的表型与基因型评价（表征与加性） 发现并量化遗传资源中的潜在价值是育种工作的起点。本章聚焦于如何通过高效、高通量的方法对种质资源进行全面“体检”。 3.1 表型性状的高级鉴定： 介绍环境梯度下的表型分析技术，例如在不同水分胁迫下测量株高、生物量积累速率等关键农艺性状的精确度量方法。 3.2 基因组学工具的应用： 详细阐述了利用高密度SNP芯片和全基因组测序数据对种质资源进行遗传多样性分析（例如群体结构、亲缘关系矩阵构建）的方法，为目标性状的定位提供基础。 3.3 关联分析与挖掘： 如何将表型数据与基因型数据整合，识别与重要经济性状（如高产、抗倒伏、营养品质）显著关联的基因或基因组区域，为后续的分子育种提供靶点。 第四章：遗传资源的可持续利用与伦理挑战 遗传资源的价值实现不仅仅是技术问题，也涉及复杂的法律和伦理框架。本章探讨了如何平衡全球共享与国家主权之间的关系。 4.1 国际法规框架： 深入解析《名古屋议定书》的核心原则——获取与利益分享（ABS），以及其对科研机构和商业育种公司的实际操作影响。 4.2 资源共享的机制创新： 探讨利用材料转移协议（MTA）保障知识产权和促进科学交流的有效路径。 4.3 面向未来的利用： 如何将对古老资源的保护与现代生物技术（如基因编辑）相结合，在不破坏遗传完整性的前提下，实现性状的精准改良。 --- 第二卷：作物改良的分子基础与新技术前沿 引言：从宏观选择到微观设计 如果说第一卷是关于“原材料”的收集与管理，那么第二卷则聚焦于如何利用现代生物学工具对这些原材料进行高效的“加工”与“重组”，以应对气候变化和人口增长带来的巨大挑战。本卷将系统梳理当前最前沿的分子技术如何重塑传统的杂交育种流程。 第五章：现代育种学的理论基石：数量遗传学与性状的复杂性 尽管分子技术日益发达，但数量遗传学的基本原理仍是理解和预测作物改良效果的根本。本章深入探讨如何科学地评估和利用复杂数量性状（如产量、投入效率）的遗传力。 5.1 数量性状的遗传模型： 解释加性效应、显性效应和上位性效应在表型变异中所占的比重。 5.2 杂种优势的机制与预测： 详细分析杂种优势（Hybrid Vigor）的生物学机制，以及如何通过亲本选择和杂交设计最大化利用这种优势。 5.3 育种值与选择指数的构建： 介绍如何根据多个经济性状的综合表现，构建科学的选择指数，指导育种者在复杂的选择压力下做出最优决策。 第六章：分子标记辅助选择（MAS）与基因组选择（GS） 分子标记技术革命性地提高了育种的效率和准确性，使育种家可以提前锁定优良基因型。 6.1 MAS的原理与实践： 阐述如何利用如SSR、CAPS/dCAPS等经典标记技术，实现对特定抗病基因或数量性状位点（QTL）的早期追踪，尤其是在世代间隔较长的作物中。 6.2 基因组选择（Genomic Selection, GS）： 本章的重点在于介绍GS模型，即利用全基因组范围内的标记信息预测未经过表型鉴定的后代的育种值。讨论了不同预测模型的局限性（如BLUP, BayesA, GBLUP）及其在不同材料库上的适用性。 6.3 预测准确性的提升策略： 分析如何通过优化参考群体的构建、提高标记密度以及利用更先进的机器学习算法来增强预测模型的可靠性。 第七章：基因功能研究与创新的生物技术工具 现代生物工程技术为直接操作作物基因组提供了前所未有的精度。本章关注基因功能解析和精准的基因修饰技术。 7.1 基因功能验证的途径： 介绍转基因技术、RNA干扰（RNAi）以及T-DNA插入突变体库在鉴定候选基因功能中的作用。 7.2 基因编辑技术（CRISPR/Cas系统）： 详细阐述了CRISPR-Cas9及其变体（如碱基编辑、先导编辑）如何实现对作物基因组的定点、无创伤性修饰，从而快速创制具有特定新性状的材料，例如增强光合效率或提高特定营养成分的含量。 7.3 非整倍体诱导与染色体加倍： 对于一些经济价值极高的倍性作物（如马铃薯、蓝莓），本章讨论了如何通过秋水仙素处理等方法精确控制染色体数目，实现多倍体育种的突破。 第八章：多环境试验设计与新品种推广 即使是最优良的基因型也需要在复杂多变的真实种植环境中得到验证。本章关注如何设计科学的区域试验和有效推广策略。 8.1 最佳线性无偏预测（BLUP）在环境间差异分析中的应用： 阐述如何通过多站点、多年份数据分析，将环境对性状表现的影响分解，从而更准确地评估材料的“基因型效应”。 8.2 环境的表征与分组： 探讨如何利用气象数据、土壤数据对试验环境进行量化描述，从而指导育种家识别具有“环境特异性”的优良品种。 8.3 育种成果的转化与产业化： 讨论从区域试验结果到最终品种审定、市场推广的转化流程，包括与农民的早期沟通、适应性示范田的建设以及知识产权保护的实际操作。 总结：迈向智能化的作物改良新时代 本书通过对遗传资源保护的深度聚焦和对现代分子育种工具的全面梳理，构建了一个从“资源”到“产品”的完整知识体系。未来的作物改良将是数据驱动的、高通量的、精准介入的智能过程，它要求育种家不仅是生物学家，更需要是数据科学家，以确保人类在面对未来全球环境变化时，依然能够依赖科学的力量，保障粮食的持续高产与品质优化。

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