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出版者:陕西西北农林科技大学

作者:孙群

出品人:

页数:200

译者:

出版时间:2006-8

价格:16.50元

装帧:

isbn号码:9787810922487

丛书系列:

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园艺作物分子育种策略与实践 书籍简介 本书深入探讨了现代园艺作物分子育种领域的前沿理论、关键技术及其在实际生产中的应用。面对全球气候变化、资源短缺以及消费者对高品质、功能性农产品的日益增长的需求，传统的育种方法已难以满足现代农业发展的要求。因此，本书将分子生物学、基因组学、生物信息学与传统育种技术深度融合，旨在为育种专家、科研人员及研究生提供一套系统、前沿且具有高度操作性的分子育种工具箱。 全书结构严谨，内容涵盖从基础理论到复杂应用的全过程，共分为六大部分，二十章内容。 --- 第一部分：分子育种的理论基础与基因组学驱动（第1-4章） 本部分奠定了分子育种的理论基石，重点阐述了分子标记技术的发展脉络及其在作物改良中的核心地位。 第一章：现代园艺育种面临的挑战与分子育种的兴起 详细分析了当前全球园艺产业面临的挑战，包括抗逆性（耐旱、耐涝、耐盐碱）、品质性状（营养成分、风味物质）的复杂遗传背景。对比了传统杂交育种、诱变育种与分子标记辅助育种（MAS）的优劣势，论述了分子育种如何实现对复杂数量性状（QTLs）的精准解析与加速改良。 第二章：园艺作物基因组测序技术进展 系统介绍了新一代测序技术（NGS），特别是PacBio、Nanopore等长读长测序技术在构建高质量参考基因组中的关键作用。重点剖析了如何利用全基因组重测序数据挖掘重要育种基因和变异位点。 第三章：分子标记技术体系与应用 全面回顾了从RFLP、RAPD到SSR、EST-SSR、SNP等主流分子标记技术。详细阐述了SNP标记的优势，包括其高丰度、高多态性及易于高通量检测的特性。本书将着重介绍利用SNP芯片和基于靶向捕获的分子标记库构建策略。 第四章：数量性状位点（QTL）定位与图位克隆 深入解析了QTL定位的统计学基础和实验设计。重点介绍高精度QTL定位方法，如重组自交系（RILs）群体构建、混合线性模型（MLM）的应用。同时，详细描述了从QTL区域到候选基因的精细定位和图位克隆的实验流程，包括基于同源重组和群体测序（Pool-seq）的策略。 --- 第二部分：基因组选择与预测育种（第5-8章） 本部分聚焦于如何利用全基因组数据进行高效的育种决策，是实现“精准育种”的核心技术板块。 第五章：基因组选择（GS）的理论框架 详细解释了基因组选择（Genomic Selection, GS）与传统分子标记辅助选择（MAS）的根本区别。阐述了预测模型（如BLUP、Bayes方法）的数学原理，以及如何选择最适宜的训练群体。 第六章：预测模型的构建与优化 重点讨论了常用的GS模型，包括GBLUP、RKHS、深度学习模型（DNN、CNN）在复杂数量性状预测中的性能比较。分析了影响预测准确度的关键因素，如标记密度、群体结构和基因组关系矩阵的选择。 第七章：高通量表型组学（Phenomics）在GS中的集成 强调了精准表型数据对GS成功的决定性作用。介绍了非破坏性、高通量表型采集技术，如高光谱成像、三维激光扫描在获取生长速率、植株形态等关键表型数据中的应用，并探讨了如何将这些高维表型数据纳入预测模型。 第八章：商业化育种中的GS流程设计 提供了将GS技术应用于实际育种项目的设计方案，包括早期选择、循环选择的效率提升。案例分析将展示如何通过GS将一代育种周期缩短30%以上。 --- 第三部分：基因编辑技术与精准遗传改良（第9-12章） 本部分聚焦于当前最热门的基因编辑技术，特别是CRISPR/Cas系统，及其在定向改良作物性状中的革命性应用。 第九章：CRISPR/Cas9系统的作用机制与载体构建 详细阐述了Cas9核酸酶、sgRNA的识别机制。重点指导读者如何设计高效的sgRNA靶向序列，并构建用于转基因或原生质体转化的表达载体，包括用于启动子驱动和瞬时表达的载体系统。 第十十章：非靶向突变（Knockout）与靶向诱变（Knock-in） 讲解如何利用CRISPR/Cas9诱导基因敲除以消除有害性状（如过敏原、毒素）。同时，深入探讨了通过同源重组修复（HDR）实现的精确基因敲入，用于引入优良等位基因或构建报告基因系统。 第十一章：碱基编辑与先导编辑技术（Base & Prime Editing） 介绍了比传统Cas9更精细的基因编辑技术。碱基编辑（CBE/ABE）如何实现点突变而无需产生双链断裂（DSB），以及先导编辑如何实现精确的碱基替换、插入或缺失，极大地拓宽了育种的可能性。 第十二章：基因编辑在园艺作物中的转化与再生体系 本章是技术操作的关键。详细介绍了针对不同园艺作物（如番茄、马铃薯、柑橘等）高效的农杆菌介导转化技术、原生质体转化法，以及关键的愈伤组织诱导和植株再生体系的优化参数。 --- 第四部分：功能基因挖掘与代谢通路工程（第13-16章） 本部分转向对决定重要农艺性状的功能基因的深入挖掘，并探讨如何通过工程手段重塑代谢通路以提升产品品质。 第十三章：转录组学在关键基因发现中的应用 利用差异表达基因（DEGs）分析技术，结合不同发育阶段、环境胁迫下的转录谱数据，快速锁定与花青素积累、果实成熟、抗病反应相关的核心调控基因。 第十四章：基因功能验证与互作网络分析 系统介绍验证基因功能的标准方法，包括过表达、基因沉默（RNAi）和基因编辑工具的应用。重点阐述了酵母双杂交（Y2H）和蛋白质共免疫沉淀（Co-IP）在解析作物信号传导网络中的应用。 第十五章：代谢通路定向改造：以风味和营养物质为例 以番茄风味物质的合成或花青素生物合成路径为例，详细解析如何通过调控通路中关键酶的基因表达水平，实现次生代谢产物的定向积累，例如提高维生素C或特定萜类化合物的含量。 第十六章：转基因与基因编辑在抗逆性状改良中的整合策略 探讨如何利用多基因聚合策略，通过转基因或基因编辑同时增强作物对多种逆境（如干旱与高温）的复合抗性。 --- 第五部分：分子育种的实用技术与生物信息学工具（第17-18章） 本部分侧重于分子育种项目中的数据处理、分析工具和操作层面的标准化流程。 第十七章：分子标记数据的高效分析流程 指导读者使用主流的生物信息学软件（如TASSEL, PLINK, GEMMA）进行连锁分析、群体结构（PCA, ADMIXTURE）分析和关联分析。重点讲解如何从测序原始数据（FASTQ）到高质量SNP数据集中间的所有关键步骤。 第十八章：育种数据的管理与标准化 强调了在大型分子育种项目中，数据管理的规范性。介绍了LIMS（实验室信息管理系统）在跟踪种质资源、实验批次和分子数据关联中的作用，确保数据可追溯和可重复性。 --- 第六部分：前沿技术与未来展望（第19-20章） 本部分展望分子育种的最新趋势，特别是与人工智能和快速繁殖技术的结合。 第十九章：人工智能与深度学习在育种中的新兴应用 探讨AI如何处理和预测复杂的表型数据（如高光谱图像特征），以及如何通过强化学习（Reinforcement Learning）优化育种路径选择，实现迭代速度的最大化。 第二十章：无性系快速繁殖与分子技术联用 讨论了组织培养技术（In Vitro Culture）结合分子标记进行快速无性系选择和病毒清除的集成方案，特别针对种质资源保护和快速商业化推广的应用。 --- 适用对象： 本书适合于植物遗传育种学、分子生物学、生物技术等相关专业的研究生、博士后，以及在农业科研院所、种子公司从事育种和分子改良工作的技术人员和工程师。 本书特色： 技术集成度高： 涵盖了从DNA提取、分子标记到基因编辑、全基因组选择的全链条技术。 实践指导性强： 提供了大量具体的实验设计思路和软件操作流程介绍。 前沿性突出： 重点介绍了Prime Editing、高通量表型组学等最新的研究热点。

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我是在一个偶然的机会下翻开这本书的，没想到却被它深深地吸引住了。作者的叙事方式非常独特，他并没有一开始就抛出枯燥的理论，而是从一个引人入胜的故事开始，例如，他讲述了植物如何通过光合作用将阳光转化为能量，以及在这个过程中，分子是如何像跳舞一样协同工作的。我尤其喜欢他描述的“光合作用工厂”的场景，通过生动的语言，将那些微小的叶绿体描绘成一个个高效运转的生产车间，让我对植物的生命力有了全新的认识。书中的实验技术介绍也让我耳目一新，那些复杂的仪器设备，在作者的笔下变得不再神秘，甚至充满了艺术感。我被那些能够追踪分子运动的显微镜，以及能够分析基因序列的先进技术所震撼，也让我惊叹于人类探索未知世界的能力。这本书不仅让我学到了知识，更激发了我对科学研究的热情，让我开始思考，如果我能掌握这些技术，我能为这个世界带来什么。它就像一盏明灯，照亮了我对科学的向往，让我看到了一个充满无限可能的世界。

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这本书在科学研究方法的介绍上，给我留下了深刻的印象。作者不仅仅是罗列了各种实验技术，而是通过对经典研究案例的梳理，让我看到了科学家们是如何一步步探索植物生理学奥秘的。我尤其喜欢书中对“科学探案”的描述，将一些复杂的实验过程比作侦探破案，一步步收集证据，排除干扰，最终揭开真相。比如，在介绍植物激素的鉴定过程时，作者详细描述了科学家们如何通过分离、纯化、生化分析等一系列方法，最终确定了某种激素的结构和功能。这种叙事方式，让我觉得科学研究并不是枯燥乏味的，而是充满了智慧和乐趣。而且，书中对一些实验技术的局限性和发展趋势的探讨，也让我看到了科学研究的不断进步和创新。它就像一本“科学方法论”，让我对科学研究过程有了更清晰的认识，也激发了我对科学研究的兴趣。

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我是一名对植物生长发育过程非常感兴趣的普通读者，而这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。作者以极其细腻的笔触，描绘了植物从种子萌发到开花结果的整个生命周期，每一个阶段的转变都充满了生命的奇迹。我尤其对书中所述的植物激素的作用感到惊叹，那些生长素、赤霉素、细胞分裂素等，就像植物的“总指挥”，精确地调控着植物的生长方向、叶片伸展、根系发育乃至花芽形成。作者通过生动的比喻，将这些抽象的分子比作“建筑师”、“工程师”，让我一下子就理解了它们在植物生命过程中的关键作用。而且，书中对植物如何感知光照、温度等环境信号，并做出相应的生长反应的解释，也让我对植物的“智慧”有了更深的认识。它就像一本植物的“自传”，让我得以窥见它们生命中最私密的细节，也让我对植物的生长发育过程充满了好奇和敬畏。

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我一直对植物如何吸收和利用养分感到好奇，而这本书为我揭开了这个神秘的面纱。作者不仅详细介绍了植物根系吸收矿质元素的过程，还深入探讨了植物如何将这些元素输送到身体的各个部位，以及它们是如何在体内被利用的。我尤其对书中关于氮、磷、钾等关键营养元素作用的阐述印象深刻，它们就像植物生命活动中的“燃料”和“零件”，缺一不可。作者用形象的比喻，将植物体内的物质运输比作“输水管道”和“运输车队”，让我能够轻松地理解那些复杂的生理过程。而且，书中还探讨了植物如何应对土壤中营养元素缺乏或过剩的情况，以及它们所采取的各种适应性策略。这本书让我对植物的“食谱”有了全新的认识，也让我更加理解了农业生产中施肥的重要性。它就像一本植物的“营养学指南”，让我对植物的健康成长有了更深的认识。

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我一直对植物如何将光能转化为生命能量的奥秘充满好奇，而这本书为我揭开了这个神奇的面纱。作者用极其生动形象的语言，描绘了光合作用的整个过程，从阳光照射到叶绿体，再到复杂的化学反应，每一个环节都充满了生命的活力。我尤其喜欢他将叶绿体比作“微型太阳能发电站”，让我一下子就理解了植物如何利用光能来制造食物。书中对光合作用的电子传递链的解释，也让我大开眼界，那些电子在分子之间传递的过程，就像一场精密的“接力赛”，高效而有序。而且，作者还深入探讨了光合作用在不同环境条件下的变化，以及植物如何通过调整光合速率来适应环境。这本书让我对植物的生命力有了全新的认识，也让我更加敬畏大自然的神奇。

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我一直对植物如何适应各种极端环境感到好奇，而这本书恰恰满足了我的这种求知欲。作者花了大量的篇幅来探讨植物在干旱、盐碱、高温、低温等恶劣条件下的生存机制，从分子层面到生理层面，都进行了深入的剖析。我印象最深刻的是关于植物如何应对干旱的部分，书中详细介绍了植物如何关闭气孔，如何积累渗透调节物质，以及如何激活自身的抗旱基因。这些精妙的生存策略，让我对植物的韧性充满了敬意。而且，作者在解释这些复杂机制时，并没有使用过于专业化的术语，而是用通俗易懂的语言，将那些抽象的概念具象化，让我能够轻松地理解。我尤其喜欢他用“生命的水杯”来比喻植物体内的水分平衡，让我一下子就明白了植物如何在这种极端条件下维持自身的生命活动。这本书不仅仅是关于植物的生存，更是关于生命在逆境中顽强不屈的精神，让我深受启发，也让我对自然界的生命力有了更深的敬畏。

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我必须承认，这本书在某些方面确实让我感到有些挑战，但正是这种挑战，让我收获了更深的理解和更强的动力。起初，我被书中一些关于信号转导和分子生物学机制的章节弄得有些晕头转向，那些涉及基因表达调控、蛋白质相互作用的细节，确实需要我反复阅读，甚至查阅一些辅助资料才能完全消化。然而，当我最终克服了这些困难，理解了植物如何通过复杂的信号网络来感知和响应外界环境时，那种成就感是无与伦比的。作者在介绍这些复杂内容时，并没有回避技术细节，而是用一种循序渐进的方式，将最核心的概念提炼出来，并辅以大量的图表和示意图，这极大地帮助了我梳理思路。尤其是在介绍植物激素的作用机制时，那些关于不同激素如何协同或拮抗作用，如何影响植物生长发育的详细阐述，让我第一次真正理解了植物身体内部的“化学语言”。我之前总是认为植物生长是简单的，但这本书让我认识到，它们内部的调控是多么的精妙和复杂，每一个细微的变化都可能牵动整个生命系统的平衡。这种深度和广度的探究，让我对植物生理学有了更宏观和深刻的认识，也让我意识到，科学的探索之路，从来都不是一帆风顺的，而是需要耐心、毅力和不懈的努力。

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这本书给了我一个完全不同于以往的视角来看待植物。我一直认为植物只是默默地进行光合作用，然后生长、开花、结果，但这本书让我看到了植物之间复杂的交流和沟通。作者详细介绍了植物如何通过根系释放化学信号，如何通过空气传播挥发性物质，以及它们是如何与土壤中的微生物建立共生关系的。我尤其喜欢书中关于植物“报警信号”的描述，当植物受到昆虫攻击时，它们会释放出特殊的化学物质，不仅能吸引昆虫的天敌，还能警告附近的同伴，让它们提前做好防御准备。这种“信息素网络”的解释，让我对植物的社会性有了颠覆性的认识，也让我开始重新思考植物在生态系统中的角色。它不仅仅是被动的生命体，更是主动的参与者，与周围的环境和生物进行着持续的互动。这本书让我对植物世界充满了敬畏，也让我更加珍视每一个生命的独特性。

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这本书真是太出乎我的意料了！我本来以为它会是一本枯燥乏味的教科书，充斥着各种复杂的公式和理论，没想到读起来却像是在进行一场引人入胜的科学探险。作者的文笔非常生动，把那些原本晦涩难懂的植物生理学概念解释得清晰明了，甚至还穿插了一些有趣的科学史故事，让我仿佛置身于那些伟大的科学家们进行开创性研究的时代。我尤其喜欢其中关于光合作用的部分，作者不仅仅讲解了光合作用的化学方程式，更描绘了叶绿体在阳光下辛勤工作的景象，让我对这些微小的工厂有了全新的认识。他通过生动的比喻，将复杂的电子传递链解释得像是流水线上的工人，高效而有序地将光能转化为生命所需的能量。而且，书中对各种实验技术的介绍也让我大开眼界，比如那些精密的仪器设备，还有那些巧妙的设计，都展现了人类在探索自然奥秘时无穷的智慧。我以前总觉得植物就是静静地生长，但这本书让我明白，它们内部的活动是多么的复杂和精彩，充满了生机和活力。它就像一扇窗户，让我得以窥见植物世界的内部运作，激发了我对生命科学的浓厚兴趣，甚至开始思考自己是否也应该尝试一些相关的实验，去亲身验证书中的理论。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种科学精神的启迪，让我对自然界充满了敬畏和好奇。

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这本书在植物生理学的各个方面都进行了深入的阐述，但最让我印象深刻的是作者对植物与环境相互作用的细致描绘。我一直以为植物只是被动地接受环境的影响，但这本书让我看到了植物的主动适应和响应。例如，作者详细介绍了植物如何感知光照、温度、湿度等环境因子，并做出相应的生长和发育调整。我尤其对书中关于植物如何应对干旱和盐碱环境的描述感到惊叹，那些精妙的生理和分子机制，让我对植物的生命力有了更深的理解。而且，作者还探讨了植物在生态系统中的作用，以及它们如何与其他生物相互影响。这本书让我对植物与环境的关系有了更宏观的认识，也让我更加珍惜地球上的每一个生命。

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