Drought Adaptation in Cereals pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Haworth Pr Inc

作者:Ribaut, Jean-marcel, Ph.D. (EDT)

出品人:

页数:642

译者:

出版时间:

价格:89.95

装帧:HRD

isbn号码:9781560222774

丛书系列:

图书标签:

Drought
Cereals
Adaptation
Physiology
Genetics
Breeding
Stress Tolerance
Crop Science
Agronomy
Climate Change

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具体描述

谷物育种与抗逆性研究：迈向全球粮食安全的新视野图书名称：《谷物育种与抗逆性研究：迈向全球粮食安全的新视野》图书简介：本书深入剖析了当代谷物科学领域最前沿的研究方向与实践进展，聚焦于如何通过创新的育种策略和分子生物学技术，增强主要粮食作物（如小麦、水稻、玉米、大麦等）对非生物胁迫和生物胁迫的抵抗能力，以应对气候变化带来的严峻挑战，保障全球粮食供应的可持续性。全书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到田间应用的多个层面，旨在为科研工作者、育种专家、农业政策制定者以及高年级学生提供一份全面、深入的参考指南。 --- 第一部分：现代谷物育种的理论基石与技术革新本部分首先回顾了经典育种方法的局限性，并详细阐述了现代分子生物学技术如何革新育种流程。第一章：基因组学驱动的育种革命本章详述了高通量测序技术在谷物基因组研究中的应用，重点介绍了全基因组重测序（WGS）如何帮助研究人员快速识别与重要农艺性状相关的候选基因和分子标记。特别关注了连锁分析（Linkage Mapping）的最新进展，以及如何利用合成基因组学（Synthetic Genomics）工具构建新型遗传群体，从而拓宽遗传基础。讨论了基因组选择（Genomic Selection, GS）在加速世代间进展中的实际操作流程、数据需求和预测模型的优化策略。第二章：基因编辑技术在作物改良中的突破本章集中探讨了以CRISPR-Cas9系统为核心的基因编辑技术在谷物育种中的应用潜力与挑战。详细解析了如何利用该技术实现对已知重要基因的定点突变（Site-directed Mutagenesis），以精确调控作物的生长周期、营养积累和防御反应。内容包括碱基编辑（Base Editing）和先导编辑（Prime Editing）在避免DNA双链断裂（DSB）方面的优势，以及如何克服异源多倍体（如小麦）中多基因编辑的复杂性。本章还探讨了基因驱动（Gene Drive）技术在快速传播期望性状方面的伦理考量和技术可行性。第三章：表型组学与精准农业的融合本章侧重于如何利用高精度成像技术和数据科学来量化表型性状。介绍了高通量表型平台（High-throughput Phenotyping Platforms），包括无人机遥感、地面机器人以及自动化温室系统。重点阐述了时间序列分析如何捕捉作物对环境变化的动态响应，并探讨了如何将海量的表型数据与基因型数据结合，应用深度学习模型（Deep Learning Models）进行复杂数量性状（如生物量积累和光合效率）的预测，实现更精准的表型驱动育种（Phenotype-Driven Breeding）。 --- 第二部分：应对生物胁迫的策略与分子机制本部分聚焦于谷物作物如何抵御病原体、害虫和杂草的侵害，是保障产量稳定的关键。第四章：病原体抗性的遗传基础与分子调控本章深入研究了谷物与真菌、细菌和病毒病原体之间的宿主-病原体互作（Host-Pathogen Interactions）。详细分析了抗性基因（R genes）的结构多样性及其识别病原体效应蛋白的机制。重点讨论了免疫信号转导通路（如SA、JA/ET通路）的关键调控节点，以及如何通过转基因技术或基因编辑增强这些内源防御系统的活性。案例研究包括水稻中对稻瘟病的广谱抗性机制解析。第五章：昆虫抗性的开发与生理学基础本章探讨了针对主要植食性昆虫的抗性育种策略。内容包括对次生代谢产物（Secondary Metabolites）的分析，这些化合物（如苯丙素类、生物碱）作为天然化学防御物质的作用。讨论了植物如何通过诱导系统获得性抗性（Systemic Acquired Resistance, SAR）来防御虫害。本章还涵盖了生物技术手段，如Bt基因在玉米中的稳定表达与抗性维持策略，以及植物如何调控其叶片结构（如蜡质层、毛状体密度）来物理抵抗取食。第六章：杂草抑制与共生关系优化本章关注于作物与周围环境的非生物与生物竞争。详细分析了化感作用（Allelopathy）的分子机制，即作物释放的化学物质如何抑制邻近杂草的生长。此外，本章也探讨了如何通过育种来优化与根际微生物（Rhizosphere Microbes）的共生关系，特别是与固氮菌和菌根真菌的互作，以提高养分吸收效率，同时间接抑制病原菌的定殖。 --- 第三部分：环境适应性与资源利用效率的提升本部分关注如何使谷物在非理想环境中仍能保持高产，特别是提高对极端气候的耐受性。第七章：营养素高效利用（NUE, PUE, KUE）的生理学与遗传学本章系统阐述了提高氮（N）、磷（P）和钾（K）利用效率的育种目标。详细分析了作物吸收、转运和同化这些关键元素所需的载体蛋白（Transporters）和酶系统的遗传变异。内容涵盖了如何通过改良根系形态（如增加根长密度、优化根系分级结构）来提高土壤中难溶性养分的获取能力。讨论了如何筛选和利用低投入（Low-input）环境下的自然变异。第八章：应对极端温度的调控网络本章专门处理高温和低温胁迫对谷物生长的负面影响。重点解析了热激蛋白（Heat Shock Proteins, HSPs）在维持蛋白质稳态中的作用。在低温方面，讨论了抗冻蛋白（Antifreeze Proteins）的分子机制以及作物通过调节细胞膜流动性和渗透调节物质积累来增强冷适应性的生理过程。对温度敏感基因（TSGs）的鉴定和功能验证是本章的核心内容。第九章：水分胁迫下的生理应答与代谢重塑尽管本书不聚焦于单一的干旱适应，但本章深入探讨了谷物对水分亏缺的综合生理调控网络。分析了脱落酸（ABA）信号通路如何介导气孔关闭以减少水分蒸发。研究了作物在缺水条件下渗透调节物质（如脯氨酸、可溶性糖）的积累，以及光合系统在水分受限时如何进行代谢重塑以维持最低的碳固定率。本章也讨论了如何通过改良根冠比和蒸腾效率来提升水分利用的综合效益。 --- 第四部分：育种实践与未来展望本部分将理论研究转化为可操作的育种方案，并展望了下一代作物改良的方向。第十章：加速性状改良的统计遗传学与预测模型本章提供了实用的统计工具和方法论。详细介绍了复杂数量性状的遗传力估算、QTL作图的先进方法，以及如何整合多环境试验（Multi-environment Trials, METs）数据来评估育种材料的环境稳定性和适应性区域（Adaptability Zones）。重点讲解了如何利用混合线性模型（Mixed Linear Models, MLM）来校正自然群体的遗传结构（Population Structure）。第十一章：生物安全、法规与商业化挑战本章讨论了新型育种技术（如基因编辑作物）从实验室走向田间的社会经济和法规障碍。分析了转基因作物（GMOs）和非转基因编辑作物（Non-GMO Edits）在全球不同司法管辖区的监管差异。探讨了如何设计高效的田间试验方案，并评估新品种的经济效益和环境足迹，确保技术创新能够真正服务于全球小农的粮食安全需求。第十二章：未来十年的前沿研究方向本书的结论部分展望了谷物科学的下一个前沿领域，包括合成生物学在设计全新代谢途径中的潜力、利用大数据和人工智能实现育种决策的自动化，以及表观遗传学修饰在环境适应性状遗传中的作用，为未来数十年的粮食安全研究指明了方向。 --- 本书特色：本书的价值在于其跨学科的整合性，它不仅提供了丰富的分子生物学细节，更将这些知识与实际的田间育种目标紧密结合。内容聚焦于抗逆性的广谱性和多性状协同改良，避免了对单一胁迫的片面讨论，强调了在资源有限或气候不确定性增加的环境中，如何通过系统性育种实现谷物产量的稳定性和可持续性。专业术语定义清晰，图表丰富，适合作为高阶教材和专业参考书使用。