Biotechnology And Agriculture In 2020 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Center for Strategic & Intl studies

作者:Cavalieri, Anthony J./ Solomon, Anne G. K.

出品人:

页数:34

译者:

出版时间:

价格:369.14元

装帧:Pap

isbn号码:9780892064618

丛书系列:

图书标签:

• Biotechnology
• Agriculture
• Genetic Engineering
• Crop Science
• Food Science
• Sustainable Agriculture
• Plant Biotechnology
• Agricultural Innovation
• Bioeconomy
• 2020s

深入探索基因编辑与作物改良的未来：一本聚焦现代生物技术在农业领域应用的权威著作 书名：基因驱动的丰收：21世纪农业的生物技术革命 作者：[此处可填入虚构的专家姓名，例如：艾伦·雷诺兹 博士，玛丽亚·桑切斯 教授] 出版社：[此处可填入虚构的学术出版社名称，例如：全球农业科学出版社] --- 内容提要 《基因驱动的丰收：21世纪农业的生物技术革命》是一部全面而深刻的专著，旨在剖析现代生物技术，特别是基因编辑（如CRISPR-Cas9）、合成生物学以及先进的分子标记辅助育种（MAS）技术，如何从根本上重塑全球农业系统的各个层面。本书超越了传统转基因（GMO）的范畴，聚焦于精确育种带来的效率飞跃、环境可持续性的提升，以及应对气候变化和全球粮食安全挑战的创新路径。 本书的论述核心在于，我们正处于一个由分子生物学驱动的农业范式转变的临界点。传统的杂交育种耗时长久、效率低下，而以基因组学为基础的现代技术，正在以前所未有的速度和精度，为作物和畜牧业注入新的性状——从增强的抗病虫害能力、提高营养价值，到适应极端气候条件。 第一部分：生物技术赋能的分子基础 本部分深入探讨了支撑现代农业生物技术的核心科学原理。 第一章：从分子标记到全基因组选择 (Genomics and Selection) 本章详细阐述了高通量测序技术（NGS）如何极大地降低了作物和牲畜的基因组解析成本。重点讨论了分子标记辅助育种（MAS）的演进，以及全基因组选择（GS）的应用。GS如何利用庞大的基因型数据和表型数据，实现对复杂数量性状（如产量、抗逆性）的精准预测，从而将传统育种周期缩短数年。我们分析了玉米、水稻等重要作物的GS模型构建案例，揭示了如何通过优化训练集来提高预测准确性。 第二章：CRISPR-Cas系统：精确编辑的黄金时代 本章将焦点放在基因编辑技术的革命性影响上。详细解析了CRISPR-Cas9、CRISPR-Cpf1（Cas12a）等系统的作用机制，以及它们在农业中的独特优势——即实现“靶向突变”而非“异源基因导入”。本书探讨了如何利用这些工具敲除（Knock-out）有害基因（如引起过敏的蛋白质），或者精确地激活内源基因（Up-regulation）以增强作物对干旱、高盐环境的耐受性。此外，还涵盖了非插入性编辑技术（如碱基编辑和先导编辑）在避免脱靶效应和提高安全性的前沿研究。 第三章：合成生物学在农业生产中的潜力 本章超越了传统的育种范畴，探讨了合成生物学如何被应用于创造具有全新功能的农业生物体。这包括设计微生物（如根际细菌或真菌）来提高植物对氮磷的利用效率（生物固氮与生物解磷），从而减少对化肥的依赖。同时，也研究了通过代谢工程改造作物，使其能够生产高价值的化合物，如医用蛋白质或生物燃料前体。 第二部分：应用领域与产业转型 本部分将理论知识应用于实际的农业挑战，探讨生物技术在作物改良、畜牧业升级以及可持续发展中的具体实践。 第四章：气候适应性作物的快速开发 面对全球变暖带来的极端天气事件增加，本章重点论述生物技术在开发气候智能型（Climate-Smart）作物方面的关键作用。详细分析了如何通过基因工程或精确编辑技术，快速导入或优化调控植物水分利用效率（WUE）和热胁迫耐受性的基因簇。案例分析涵盖了耐涝水稻的开发策略，以及在非洲和南亚地区改良主要粮食作物以应对长期干旱的最新进展。 第五章：提升营养与抗逆性：迈向“生物强化” 本书强调，现代育种不仅要追求高产，更要关注营养质量。本章深入探讨了生物强化（Biofortification）的分子策略，例如，如何通过调控类胡萝卜素合成途径来提高水稻和木薯中的维生素A前体含量，以解决“隐性饥饿”问题。此外，也讨论了如何利用基因编辑技术，降低作物中的抗营养因子（如植酸、有毒次生代谢物），提升饲料和食物的生物利用度。 第六章：精准畜牧业与动物遗传改良 生物技术在畜牧业中的应用同样是本书的重点。本部分详细介绍了基因组选择（Genomic Selection, GS）在奶牛、肉牛和家禽育种中的商业化应用，如何加速选择周期并精确预测经济性状（如泌乳量、饲料转化率）。同时，也讨论了如何利用基因编辑技术来增强牲畜对地方性疫病的抵抗力（如非洲猪瘟、禽流感），从而减少抗生素使用，提高动物福利。 第三部分：挑战、监管与未来展望 本部分审视了生物技术在农业中推广所面临的社会、经济和监管障碍，并展望了下一代技术的潜力。 第七章：监管路径的全球差异与公众接受度 本书对不同司法管辖区对基因编辑（GE）作物和基因编辑动物的监管框架进行了比较分析。重点区分了传统转基因（GMO）、新型基因编辑产品（NBTs）的法律地位。此外，本章也探讨了公众对这些新技术的认知、信任度，以及如何通过透明的科学传播来促进技术的社会接受。我们分析了不同地区（如欧盟、美国、中国、阿根廷）的监管哲学如何影响创新速度和市场准入。 第八章：数据科学与农业的深度融合 讨论了人工智能（AI）和机器学习（ML）在加速育种流程中的不可或缺性。本章阐述了AI如何处理和解释海量的表型组学（Phenomics）数据——例如，通过无人机和传感器采集的实时作物图像数据，结合基因组数据，来构建更强大的预测模型。这标志着“数据驱动的农业”时代的到来，它使得育种决策更加高效和精准。 第九章：面向未来的可持续性与系统集成 本书的总结部分展望了生物技术在实现循环经济和零废弃农业中的角色。探讨了如何利用基因工程改造的微生物和植物，实现农业废弃物的资源化利用。最后，本书强调了生物技术并非孤立的解决方案，而是必须与精准农学、水资源管理和生态保护实践深度整合，才能真正构建出既能养活世界，又能保护地球的农业系统。 --- 本书特色： 深度整合前沿技术： 区别于仅关注GMO的历史回顾，本书专注于2020年后快速发展的CRISPR、合成生物学及GS等精确技术。 跨学科视角： 融合了分子生物学、遗传学、数据科学和农业经济学的多重分析框架。 实证导向： 包含了全球领先研究机构和种子公司在实际作物及畜牧业改良中的应用案例研究。 目标读者： 农业科学家、育种专家、生物技术领域的研究人员、政策制定者、环境科学家，以及对未来粮食安全和可持续农业发展抱有浓厚兴趣的专业人士。

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