Genetics in Plant and Animal Improvement.

Genetics in Plant and Animal Improvement. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:John Wiley & Sons and Chapman & Hall
作者:Donald Forsha. JONES
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1925-01-01
价格:0
装帧:Hardcover
isbn号码:9781125164860
丛书系列:
图书标签:
  • 遗传学
  • 动植物育种
  • 基因组学
  • 分子标记
  • 育种技术
  • 遗传改良
  • 生物技术
  • 植物遗传
  • 动物遗传
  • 进化遗传学
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具体描述

现代生物技术与农业可持续发展 内容概要: 本书旨在全面探讨现代生物技术,特别是分子生物学、基因组学和生物信息学等前沿技术,如何在应对全球粮食安全、农业可持续性以及动植物育种效率等重大挑战中发挥关键作用。本书内容聚焦于如何利用这些先进工具,从根本上理解和改良动植物的性状,提升作物产量、增强抗逆性、优化营养品质,并促进畜牧业的健康与效率。 全书分为六个核心部分,层层递进,结构严谨,理论与实践并重。 --- 第一部分:分子育种的理论基础与技术革新 本部分奠定了理解现代动植物改良的基础,重点阐述了自孟德尔遗传学到基因组科学的演变历程。 1. 遗传学理论的深化与重构: 详细回顾经典遗传学原理,并深入解析数量遗传学(Quantitative Genetics)在复杂性状遗传解析中的应用。探讨基因组背景下的遗传变异来源、基因型-环境互作(GxE Interaction)的机制,以及如何通过先进的统计模型来预测育种值。 2. 基因组学工具箱的构建: 详细介绍高通量测序技术(Next-Generation Sequencing, NGS)在物种基因组测序、变异鉴定(SNP、InDel)中的应用。重点阐述群体遗传学研究(Population Genomics)如何揭示驯化、选择和适应的分子基础。探讨转录组学(Transcriptomics)和蛋白质组学(Proteomics)如何揭示基因表达的动态调控网络。 3. 生物信息学的核心地位: 阐述生物信息学在海量组学数据分析中的不可替代性。内容包括基因组组装与注释的策略、利用比对和组装工具进行基因功能注释、以及构建和可视化基因调控网络的方法。强调数据标准化和共享协议在推动协同研究中的重要性。 --- 第二部分:标记辅助选择与精准育种策略 本部分聚焦于如何将基因组信息转化为实际的育种效率提升手段,是现代育种的核心驱动力。 4. 标记辅助选择(MAS)的实践与优化: 深入解析分子标记(如SSR, CAPS, dCAPS, SNP)的设计、筛选和验证流程。详细介绍如何利用标记定位重要农艺性状的基因座(QTL Mapping),并阐述MAS在加速世代间期的育种循环中的优势,特别是针对不易观测或需成熟期才能检测的性状。 5. 基因组选择(Genomic Selection, GS): 阐述GS相对于传统MAS的革命性突破。详细介绍GS的统计模型基础,包括线性和非线性模型(如Bayesian方法、随机回归BLUP模型)。讨论如何构建高质量的参考群体(Reference Population),以及在不同育种阶段(早期选择、循环更新)中应用GS的最佳策略,以期在更短时间内实现性状的稳定遗传改良。 6. 关联研究与候选基因挖掘: 探讨全基因组关联研究(GWAS)在复杂数量性状中的应用。通过比较基因组学(Comparative Genomics)的方法,识别不同物种间保守的关键调控元件和功能基因,为后续的功能验证提供靶点。 --- 第三部分:动植物的基因编辑与定向改良 本部分深入探讨目前最具变革性的基因操作技术,如何实现对目标性状的精确、可控的改良。 7. CRISPR-Cas系统的原理与应用: 全面介绍CRISPR-Cas9、Cas12a等基因编辑系统的作用机制,包括sgRNA的设计原则、脱靶效应的评估与控制。重点阐述CRISPR技术在作物中实现基因敲除(Knockout)、基因修复(Knock-in)和调控元件编辑的应用案例,例如增强抗病性或提高脂肪酸组成。 8. 基因替换与精确调控技术: 探讨基于同源重组的精确基因替换技术(Homology Directed Repair, HDR)的挑战与进展,特别是在难以转化的模式生物中的应用。介绍新型的碱基编辑(Base Editing)和先导编辑(Prime Editing)技术,如何无需引入双链断裂地实现点突变,极大地提高了安全性与精确性。 9. 植物遗传转化方法的革新: 除了传统的农杆菌介导法,本书还详细介绍了基因枪法、原生质体转化等方法的优化策略。同时,重点分析了转基因作物(Transgenic Crops)在提高抗虫性(如Bt蛋白表达)和耐除草剂性状方面的产业化经验与面临的社会监管挑战。 --- 第四部分:应对环境胁迫与资源高效利用 本部分关注动植物如何适应气候变化,实现农业生产的可持续性。 10. 抗逆性状的分子机制与改良: 深入分析植物(如耐旱、耐盐、耐热)和动物(如耐热应激)的生理生化反应机制。识别和克隆控制胁迫响应的关键通路基因(如ABA信号通路、逆境转录因子),并利用GS或基因编辑技术对这些基因进行定向改良。 11. 营养品质的提升与生物强化: 探讨如何通过代谢工程(Metabolic Engineering)手段,在作物中积累必需氨基酸、维生素(如维生素A前体)或功能性次生代谢产物(如抗氧化剂)。在畜牧业中,探讨如何优化动物肠道微生物组,以提高饲料转化效率和抗生素替代方案的研究进展。 12. 资源利用效率的分子调控: 聚焦于氮(N)和磷(P)的吸收与分配效率。解析植物中与根系形态建成和养分转运蛋白相关的基因,并阐述如何通过基因改良,减少化肥投入,降低农业面源污染。 --- 第五部分:动物遗传资源的保护与高效利用 本部分将视角转向畜牧业和水产养殖,探讨如何利用现代技术维护遗传多样性并提升生产性能。 13. 动物基因组学与性能预测: 详细介绍牛、猪、禽类等主要经济动物的基因组选择模型的建立与应用,特别关注繁殖性能、胴体品质和疫病抗性的多性状选择指数构建。讨论利用高密度SNP芯片和全基因组测序数据优化育种值预测(EBV)的算法。 14. 动物表观遗传学在育种中的潜力: 解析DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传修饰如何影响动物的早期发育和终生性状表达。探讨环境因素(如营养和应激)如何通过表观遗传机制传递给后代,并为精准营养调控提供理论依据。 15. 动物育种的生物安全与遗传多样性管理: 讨论如何在高效利用现代技术的同事,科学评估和保护地方品种的遗传资源价值。介绍利用分子标记技术评估近交系数、监测有效种群规模的方法,并制定风险最小化的遗传资源保存策略。 --- 第六部分:技术转化、法规与未来展望 本书的最后一部分着眼于如何将实验室的发现转化为田间地头的实际效益,并探讨未来的研究方向。 16. 育种项目管理与数据集成: 阐述现代育种项目流程的数字化管理(如育种信息管理系统, PIMS)。讨论如何整合多源异构数据(表型数据、基因型数据、环境数据)进行高效的数据挖掘和决策支持。 17. 基因编辑作物的监管环境与社会接受度: 分析全球主要经济体(如欧盟、美国、中国)对于基因编辑产品(特别是定点突变产品)的法规分类和审批流程。探讨公众对转基因和基因编辑技术的认知、担忧以及有效的科学沟通策略。 18. 前沿交叉领域展望: 探讨合成生物学在定制微生物群落以服务于植物或动物健康中的应用前景。展望单细胞测序技术(Single-Cell Sequencing)在解析复杂组织异质性方面的突破,以及人工智能和机器学习如何进一步加速性状预测的精度和速度。 本书内容全面、技术前沿,旨在为从事作物和畜牧业育种的科研人员、研究生以及农业科技政策制定者提供一本系统、深入的参考指南。它不仅是理解现有技术的教科书,更是指引未来农业科技创新的路线图。

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用户评价

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**书评四:侧重于应用层面的系统性梳理** 这本书最大的价值在于其对实际育种流程的系统化解构。它没有沉溺于纯粹的理论推导,而是清晰地描绘了从表型数据采集、基因型分离到最终新品种选育周期的每一个关键节点。例如,书中对于“多世代群体管理策略”的章节,细致地对比了不同温室气候控制参数对目标性状遗传力估值的影响,这对于负责项目管理的育种家来说,简直是操作手册级别的指南。我发现书中提供的多个案例研究,不仅仅是展示了成功,更重要的是,它们剖析了失败——哪些环境因素导致了预期的遗传增益未能实现,以及事后如何通过调整统计模型来进行归因分析。这种聚焦于“可操作性”和“风险规避”的写作倾向,使得这本书超越了传统的学术专著,更接近于一本高端的实践手册。它的图表和流程图绘制得极为清晰,即使用非专业人员也能大致理解一个复杂的育种项目是如何从概念走向田间的全过程。

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**书评三:叙事风格的巨大转变与主题的张力** 这本书的结构安排非常大胆,尤其是在处理历史回顾与未来展望的交替时。前三分之一部分,作者采用了近乎史诗般的笔调,追溯了从早期驯化实践到分子标记辅助育种的缓慢而坚定的进步历程,语言平实而富有历史的厚重感。然而,当话题转向基因编辑技术(如CRISPR在动植物育种中的伦理与效率考量)时,风格骤变,变得极具批判性和前瞻性,充满了对未来技术伦理边界的拷问。这种风格的剧烈跳跃,虽然在某些时刻显得有些突兀,但却有效地制造了一种“时代更迭”的紧迫感。我尤其欣赏作者在讨论“非目标性状的连锁不平衡效应”时,没有回避其在商业育种中可能带来的长期风险,这种对潜在弊端的坦诚揭示,极大地增强了文本的可信度。整体而言,这本书更像是一个辩论场,它没有给出所有确定的答案,而是巧妙地引导读者去思考:我们有能力设计生命,但我们应该走多远?

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**书评五:对特定研究领域的深度聚焦与局限性探讨** 这本书在某些特定领域展现出了惊人的洞察力,尤其是在讨论特定农作物(如水稻的耐盐碱性)的遗传基础时,其深度是首屈一指的。作者似乎投入了大量精力去整合全球范围内关于特定基因家族在不同地理区域的表达差异数据,构建了一个令人印象深刻的知识网络图谱。然而,这种深度聚焦也带来了明显的局限性。我注意到,对于动物育种领域(例如家禽的生长效率和疾病抵抗力)的讨论,篇幅明显不足,而且更多地停留在概述层面,缺乏对家畜基因组选择中特有的复杂挑战(如更长的世代间隔和更高的饲养成本)的深入剖析。此外,对于新兴的表观遗传学在环境诱导变异中的作用,也仅是一笔带过,并未给予应有的重视和详细的机制讨论。因此,这本书更像是一份针对特定植物遗传改良领域的权威参考,但若期望它能提供一个涵盖所有动植物育种前沿的全面视角,则可能会感到有所欠缺。它是一本极好的专业工具书,但其广度不如其深度令人赞叹。

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**书评一:一场跨越学科的思维探险** 这本书的叙事节奏如同精心编排的交响乐,每一个章节都像是一个独立的乐章,却又完美地融入了宏大的主题之中。作者并没有像许多教科书那样,简单地罗列事实和公式,而是构建了一个充满张力和逻辑的论证体系。读起来,我仿佛置身于一个宏大的实验室,亲眼见证着从孟德尔时代的基础理论到现代分子生物学前沿技术的演变。尤其让我印象深刻的是,书中对“选择压力”和“遗传漂变”在不同物种进化路径上影响的对比分析,其细腻程度远超我以往阅读的任何同类著作。它迫使我跳出传统的生物学框架,开始用生态学、统计学乃至社会经济学的视角去审视遗传改良的复杂性。书中对复杂性性状(如产量、抗逆性)的遗传模型探讨,既保持了学术的严谨性,又通过生动的案例——比如特定作物品种在不同气候带的适应性测试——使得晦涩的统计学概念变得触手可及。这不仅仅是一本关于育种技术的书籍,它更是一部关于生命适应与塑造的哲学思考录,成功地将硬核科学与宏观视野无缝对接,让人在合上书卷后,对“生命设计”这件事有了全新的敬畏感。

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**书评二:干货满满,但需要深厚的背景知识支撑** 坦率地说,这本书的深度令人敬畏,但对于初学者来说,它无疑是一座陡峭的山峰。我从这本书中获取了大量关于基因组选择(Genomic Selection)最新算法和实际应用的宝贵数据,这些信息在其他地方很难找到如此集中的呈现。书中详细阐述了不同育种项目(例如玉米杂交种与水稻自交系)在实施高密度SNP标记辅助选择时的具体策略差异,以及每种策略背后隐含的成本效益权衡。然而,作者在引入这些前沿技术时,假设读者已经对群体遗传学和生物信息学的基础工具有了扎实的理解。我在阅读关于“最佳线性无偏预测”(BLUP)模型改进的部分时,多次需要回溯到我大学时期的统计教材来确认术语和基本假设。这说明,本书的定位显然是面向研究生或资深研究人员的进阶参考书。它更像是同行间的深度对话记录,而不是入门向导。如果你想了解如何将理论转化为实际的、可量化的育种指标和决策流程,这本书的细节密度是无与伦比的,但请务必确保你的工具箱里已经备齐了必要的理论“扳手”和“螺丝刀”。

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