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现代农业前沿：作物遗传改良与分子育种实践 书籍简介 《现代农业前沿：作物遗传改良与分子育种实践》是一部深度聚焦于当代农业科学核心领域——作物遗传改良与分子育种技术的综合性专著。本书旨在为农学、生物技术、园艺学及相关交叉学科的研究人员、高级学生及农业技术推广人员提供一个全面、系统且极具实践指导价值的知识框架。我们立足于当前全球粮食安全、气候变化适应性及优质高产育种的迫切需求，系统梳理了从经典育种学原理到尖端基因组编辑技术的演进脉络与具体操作流程。 本书的特色在于其深度与广度的完美结合。它不仅回顾了孟德尔遗传学在作物改良中的基石作用，更将重点放在了过去二十年间，随着高通量测序和生物信息学爆发式发展而兴起的分子标记辅助选择（MAS）、基因组选择（GS）以及基因组编辑（如CRISPR/Cas9系统）等前沿技术。 --- 第一部分：作物遗传改良的理论基石与历史回顾 本部分奠定了理解现代育种技术的基础。我们将深入探讨遗传变异的来源与维持机制，解析作物遗传背景的复杂性，并强调环境因子对表型表现的调控作用。 第一章：作物遗传学的核心概念重温 遗传变异的驱动力： 突变、基因流、遗传漂变与选择。 数量性状遗传分析： 如何量化和分解遗传效应（加性、显性和上位性）。 育种群体的构建与维持： 从地方品种到优良系的选择策略。 第二章：传统育种方法的深化与局限 杂交育种的优化策略： 远缘杂交、系谱法、群体改良法在不同作物中的应用案例分析。 诱变育种的现代视角： 物理和化学诱变剂的选择、剂量控制及其在创制新等位基因方面的潜力。 单倍体育种与双单倍体育种的效率提升： 针对特定作物（如小麦、玉米）的流程优化。 --- 第二部分：分子标记技术与信息学驱动的育种革命 本部分是本书的核心，详细阐述了利用分子生物学工具加速育种进程的具体方法论和技术路线图。 第三章：分子标记技术的原理与应用 标记类型的演进： 从限制性内切酶片段长度多态性（RFLP）到简单重复序列（SSR）、单核苷酸多态性（SNP）的精度飞跃。 标记辅助选择（MAS）的实施细则： 如何设计高效的标记筛选方案，克服连锁不平衡（LD）的限制。 基因定位与数量性状位点（QTL）作图： 经典图位克隆与现代高密度遗传图的构建。 第四章：基因组学时代的育种工具：基因组选择（GS） 基因组选择的基础模型： 线性混合模型（BLUP/BLUE）与贝叶斯方法在预测中的应用。 参考基因组与高密度SNP芯片的构建： 数据采集、质量控制与标准化处理流程。 GS在多代次、长周期作物中的效率评估： 经济性与预测精度的权衡。 第五章：生物信息学在育种中的集成 大规模测序数据的处理流程： 从原始数据到可分析变异位点的管道建立。 功能基因挖掘与候选基因预测： 转录组学（RNA-Seq）在应对环境胁迫中的作用。 育种决策支持系统（DSS）： 如何利用数据驱动的预测结果辅助育种家制定短期与长期育种目标。 --- 第三部分：基因组编辑与精确改良技术前沿 本部分聚焦于当前最具颠覆性的技术——基因组编辑，探讨其在精确修饰作物性状方面的巨大潜力与伦理考量。 第六章：CRISPR/Cas系统的作用机制与作物转化 CRISPR-Cas9、Cas12a及碱基编辑器的原理对比： 如何实现点突变、插入/缺失（InDel）和精确碱基替换。 脱靶效应的控制与优化： sgRNA的设计策略、递送系统选择（如农杆菌介导、基因枪法）。 高效、无整合的转化体系的建立： 组织培养与再生技术的关键瓶颈突破。 第七章：基因组编辑在重要性状改良中的突破 抗逆性状的定向改良： 增强对干旱、盐碱和病原菌的抵抗力。 品质性状的精细调控： 营养成分、风味物质及过敏原的分子靶向编辑。 杂种优势的分子机制解析与利用： 通过编辑调控杂种优势相关基因网络。 --- 第四部分：新兴技术与未来展望 本部分探讨了未来十年内可能主导作物改良方向的交叉学科技术，并对研发路径进行了前瞻性规划。 第八章：表观遗传学在育种中的新机遇 DNA甲基化与组蛋白修饰的遗传调控： 环境信号如何通过表观遗传标记传递到下一代。 表观遗传标记辅助选择（Epi-MAS）： 开发新的选择指标。 第九章：人工智能与机器人技术赋能的加速育种 高通量表型组学（HPP）的自动化采集： 结合无人机、传感器与深度学习技术。 AI模型在复杂性状预测中的应用： 优化育种路径选择与资源分配。 第十章：法规、知识产权与全球粮食安全 转基因生物（GMO）与基因编辑产品（GEP）的国际监管框架对比。 育种新技术的知识产权布局与保护策略。 面向发展中国家的适宜性技术推广模型探讨。 --- 《现代农业前沿：作物遗传改良与分子育种实践》结构严谨，内容详实，配有大量的流程图、数据分析实例及关键技术操作指南。本书致力于打破理论与实践的壁垒，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“怎么做”，是推动农业科技向更高层次发展的必备参考书。
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