作物抗旱节水的生理遗传育种基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:张正斌

出品人:

页数:291

译者:

出版时间:2003-12

价格:42.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030116284

丛书系列:

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• 节水灌溉的必要性
• 节水灌溉
• 节水
• 灌溉节水技术
• 海绵城市
• 作物育种
• 抗旱性
• 节水农业
• 生理学
• 遗传学
• 植物生物学
• 作物科学
• 农业科学
• 旱地农业
• 植物生理生态学

农作物抗逆性研究的新视野：从分子机制到分子育种的实践路径 本书深入探讨了现代农业科学的前沿领域——农作物抗逆性，特别是针对干旱和盐碱胁迫的生理学、遗传学及分子育种策略。全书以严谨的科学态度和详实的实验数据为基础，旨在为植物生理学家、遗传育种专家以及相关科研工作者提供一个全面、深入的理论框架和实用的技术指导。 第一部分：作物抗逆性的生理与生化基础 本部分着重解析了作物在面对非生物胁迫，特别是干旱和盐胁迫时，其内部发生的复杂生理生化响应机制。我们摒弃了传统的、仅停留在表型描述的层面，转而深入到细胞和分子层级的调控网络。 第一章：水分胁迫下的信号转导网络 本章详细阐述了植物如何感知和响应土壤水分亏缺。从根尖对低水分势的快速感知，到钙离子内流引发的信号级联反应，再到ABA（脱落酸）作为关键激素在信号传导中的核心作用，进行了系统的梳理。重点分析了MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）级联在信号放大和下游基因调控中的关键地位。我们特别关注了不同作物品种在信号转导效率上的差异性，这直接决定了其抗旱潜力的阈值。 第二章：光合作用的适应性重塑 水分亏缺对植物光合效率的影响是决定产量的主要因素之一。本章深入剖析了在干旱条件下，叶绿体结构和功能的动态变化。讨论了气孔导度下降如何通过抑制CO2的供给而影响卡尔文循环的效率。更进一步，本书探讨了非光合淬灭（NPQ）机制的精细调控，以及PSII（光系统II）反应中心在持续高光照和缺水耦合胁迫下的光抑制与光修复动态平衡，为筛选具有高效光合适应性的种质资源提供了生理学依据。 第三章：渗透调节与离子平衡的分子调控 盐胁迫和干旱胁迫在本质上都表现为渗透胁迫。本章聚焦于渗透调节物质的合成与积累，包括脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖等。我们详细分析了这些物质在细胞质中维持水势梯度和稳定蛋白质结构的作用。此外，针对盐胁迫，本章重点阐述了钠离子（Na+）的区室化和外排机制。跨膜运输蛋白（如NHX系列反向转运体）和H+-ATP酶在液泡隔离有毒离子、维持细胞原生质体稳态中的关键角色被深入剖析，并结合具体作物实例（如水稻和棉花）进行了比较分析。 第二部分：抗逆性状的遗传基础与基因挖掘 理解抗逆性的遗传基础是实现精准育种的前提。本部分侧重于如何利用现代分子生物学和生物信息学工具来解析控制抗逆性的复杂基因组区域。 第四章：数量性状遗传学模型与QTL定位 作物抗逆性通常是多基因控制的数量性状。本章系统介绍了群体遗传学在抗逆性研究中的应用，特别是QTL（数量性和基因座）定位技术。内容涵盖了从传统的RILs（重组自交系）群体构建，到GWAS（全基因组关联分析）在自然群体中的应用。我们详细讨论了如何通过高密度SNP标记，在不同的遗传背景下精确锁定与抗旱、耐盐性状紧密关联的染色体区域。 第五章：关键抗逆基因的克隆与功能验证 本章汇集了近年来在模式植物和主要粮食作物中发现的关键基因。这包括参与胁迫信号转导的转录因子（如DREB, NAC, bZIP家族），调节渗透调节物质合成的酶基因，以及直接参与离子稳态调控的膜蛋白基因。本书强调了基因功能验证的必要性，通过超表达、基因敲除/干扰等手段，清晰地阐述了特定基因在提高作物抗逆性方面的贡献度，并结合田间表型数据进行佐证。 第六章：表观遗传学在胁迫记忆中的作用 植物对胁迫的响应并非孤立事件，而是具有一定的“记忆”。本章引入了表观遗传学的视角，探讨了DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA（特别是miRNA和lncRNA）在长期胁迫适应和胁迫后代效应中的调控作用。通过实例分析，揭示了这些机制如何影响基因表达的稳定性和可塑性，为培育具有“环境记忆”的持久抗逆品种提供了新的靶点。 第三部分：基于分子机制的抗逆育种策略 本部分是理论指导与实践应用的桥梁，重点介绍了如何将第二部分挖掘到的分子信息有效地整合到现代育种程序中，以加速抗逆品种的创制。 第七章：高通量表型组学在抗逆育种中的应用 精准育种的关键在于快速、准确地获取环境胁迫下的表型数据。本章详细介绍了基于遥感技术（如无人机搭载的多光谱/高光谱成像）和高架式表型平台（如PhenoTrays）在模拟受控胁迫环境下的应用。重点阐述了如何从海量数据中提取与生理指标高度相关的表型参数，如叶面积指数、叶绿素荧光参数、冠层温度等，实现对群体的大规模、无损评估。 第八章：分子标记辅助选择（MAS）与基因组选择（GS）的整合 针对抗逆性状的复杂性，本章详细对比和论述了MAS和GS的适用范围。在MAS部分，侧重于高确定性标记（如针对主效基因的标记）在早期世代的筛选效率。在GS部分，本书则深入探讨了如何构建高质量的训练集，选择合适的预测模型（如BLUP、Bayes方法、深度学习模型），以及在缺乏或只有部分表型数据时的验证策略，以期更有效地利用全基因组信息进行复合抗逆性的遗传改良。 第九章：转基因技术与基因编辑在抗逆育种中的前沿探索 本章聚焦于利用基因工程技术直接改造作物的抗逆性。讨论了利用启动子工程来优化抗逆基因的表达时空特异性，以及如何通过异源基因的导入来快速获得优异性状。最后，对CRISPR/Cas9基因编辑技术在精确修饰作物内源抗逆基因，实现“基因沉默”或“点突变修复”的巨大潜力进行了前瞻性分析，并讨论了其在不同国家和地区的应用前景与伦理考量。 本书内容紧密围绕作物适应干旱和高盐环境的生理基础、遗传解析及育种应用展开，旨在提供一套系统、前沿的理论和技术方法论，推动新型抗旱耐盐作物品种的快速育成，保障全球粮食安全。

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这本书的排版和图示设计简直是业界良心，让人阅读起来心旷神怡，完全没有传统学术专著那种枯燥乏味的压迫感。插图的精细程度令人赞叹，尤其是那些描绘根系发育和水分运输路径的示意图，线条流畅，色彩运用得当，使得原本抽象的物理和生理过程变得具象化。我记得其中有一张关于根冠比与水分利用效率关系的动态图，通过不同生长阶段的对比，直观展示了环境压力如何重塑植物的资源分配策略。更值得称道的是，作者在讨论“遗传育种基础”时，并没有止步于传统的数量性状遗传学，而是大量引入了分子标记辅助选择（MAS）和基因组选择（GS）在抗旱育种中的实际应用案例。这些案例的选取非常贴合当前农业生产的实际需求，比如如何利用已识别的QTLs（数量性状基因座）来加速地方品种的改良。阅读体验非常流畅，即便是涉及到复杂的统计模型和遗传图谱构建，作者也总能通过简洁的数学公式和清晰的文字说明，将读者的注意力引导到关键的生物学意义上，而不是被公式本身困住。

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作为一名关注可持续农业发展的实践者，我发现本书在“节水”理念的阐述上达到了一个非常高的思想高度。它没有将节水仅仅看作是一种外部的灌溉技术问题，而是深入到了植物物种自身的进化选择压力层面。作者巧妙地将生态学原理融入到育种目标的设定中，探讨了在半干旱地区，我们应该追求的是“极致的抗旱性”还是“最优的水分利用效率”。这种对育种目标的哲学思辨，极大地提升了本书的层次。书中详细对比了不同抗旱机制背后的经济成本与环境效益，例如，深度根系策略虽然提高了旱地生存率，但在土壤养分有限的区域可能导致产量下降；而高效的气孔控制则可能在短期内提高水分利用率，但长期来看是否会牺牲碳同化速率？这些都是需要育种家深思熟虑的权衡。书中对“驯化”过程的梳理也很有启发性，展示了人类如何无意识地、通过长期选择，筛选出了具有特定节水特性的作物品种，这为我们未来设计“目标明确的抗旱新品种”提供了历史的参照系。

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对我而言，这本书的价值在于它提供了一种跨学科的思维框架，将植物生理学、遗传学、分子生物学以及应用生态学熔于一炉。它不仅仅是告诉我们“什么”是抗旱的，更是深入探讨了“为什么”以及“如何”在不同生境下实现这种抗逆性。书中对不同抗旱育种策略的归纳总结非常到位，特别是对“耐受型”育种和“规避型”育种的长期效果评估。作者通过大量的田间试验数据和模型模拟，对比了两种策略在不同气候情景下的表现。例如，在突发性干旱来临前，规避型品种可能更具优势；而在持续性、渐进性的干旱压力下，具有优良耐受机制的品种才能保持更高的产量稳定性。这种基于气候情景的育种思路，是当前农业面临的巨大挑战——气候变化——的最佳应对之道。阅读这本书的过程，就像是完成了一次从基础科学原理到宏大农业战略规划的完整训练，让我对接下来的科研工作有了更为清晰和务实的方向感。

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这本书的学术严谨性和前沿性是毋庸置疑的，它显然汇集了近年来全球顶尖实验室的研究成果。令人印象深刻的是，作者对“逆境信号转导网络”的剖析。这部分内容不仅涵盖了经典的脱落酸（ABA）通路，还扩展到了钙离子信号、活性氧物种（ROS）在胁迫响应中的双重作用，以及更精细的组蛋白修饰如何影响抗逆基因的表达。这些前沿研究的整合，使得读者能够清晰地看到一个完整的、多层次的抗旱调控体系。此外，书中对“基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）”在抗旱育种中的潜力评估，尤为中肯和客观。作者没有一味鼓吹技术的万能性，而是详细分析了当前技术应用于复杂数量性状（如耐旱性）时面临的转基因效率、脱靶效应以及环境适应性验证等现实挑战。这种既拥抱前沿科技，又不失批判性思维的态度，使全书的论述显得非常可靠，让人在学习新技术的同时，也保持了审慎的研究精神。

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这是一本绝对能让你对植物如何度过干旱期有一个全新的认识的力作。书中对作物抗旱生理机制的阐述深入浅出，仿佛带我走进了一个微观的植物世界。比如，它详细解析了植物细胞膜在水分胁迫下的结构变化，以及渗透调节物质如何帮助细胞维持膨压，避免细胞的不可逆损伤。我特别欣赏作者在描述这些复杂生化过程时所使用的生动比喻，让我这个非专业背景的读者也能轻松捕捉到核心要点。特别是关于气孔调控的部分，作者不仅罗列了已知的信号通路，还结合最新的基因编辑技术，探讨了如何通过调控特定基因来优化气孔的开闭效率，实现“多得水，少得散”的平衡。书中对不同作物（如水稻、玉米和小麦）在抗旱性上的差异化策略进行了横向对比，这种跨物种的比较视角极大地拓宽了我的思路。读完后，我感觉自己对“缺水”这件事的理解，已经从宏观上的“植物蔫了”，深入到了分子层面的“细胞正在努力地进行一场生存保卫战”。对于任何想在农业或植物科学领域深耕的人来说，这本书提供的理论基石是极其坚实和宝贵的。它不仅仅是知识的堆砌，更是对生命适应性极限的深刻探索。

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