工业微生物育种学 第三版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:377

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出版时间:2009-3

价格:40.00元

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isbn号码:9787030242587

丛书系列:

图书标签:

• 工业微生物
• 微生物育种
• 生物技术
• 工业发酵
• 菌种改良
• 遗传育种
• 生物工程
• 微生物学
• 食品工业
• 制药工业

先进生物技术在现代农业中的应用与展望 本书简介 本书聚焦于生物技术在现代农业，特别是作物改良和生产优化方面的最新进展与应用。全书系统梳理了分子生物学、基因工程、蛋白质工程以及基因组学等前沿技术如何重塑农业的传统范式，旨在为农业科研工作者、育种专家、研究生以及政策制定者提供一份全面而深入的参考。 第一部分：分子基础与技术革新 第一章：现代农业生物学的理论基石 本章首先回顾了作物遗传学和分子生物学的核心概念，重点阐述了基因表达调控、次生代谢通路在植物生长发育中的关键作用。深入探讨了表观遗传学修饰（如DNA甲基化和组蛋白修饰）如何影响作物的环境适应性及产量性状的稳定遗传。阐述了从孟德尔遗传到复杂数量性状遗传的理论演进，为理解和操作复杂基因组提供了必要的理论框架。 第二章：高通量测序技术在作物基因组学中的突破 详细介绍了新一代测序（NGS）技术的原理、不同平台的性能对比以及其在作物基因组解析中的广泛应用。内容涵盖从全基因组从头测序（De Novo Sequencing）、重测序（Resequencing）到转录组测序（RNA-Seq）的全流程。特别强调了宏基因组学（Metagenomics）在解析土壤微生物群落与作物健康互作中的新兴价值，以及单细胞测序技术为解析异质性组织细胞状态所带来的革命性视角。 第三章：生物信息学与大数据在育种中的整合 本章着重探讨了海量生物数据（基因组、转录组、表型组数据）的处理、存储和分析方法。内容包括群体遗传学分析工具的使用、关联分析（GWAS）的实施细节、预测模型构建的统计学基础，以及机器学习和深度学习算法在加速表型预测和育种决策中的潜力。强调了数据标准化和互操作性在构建高效生物信息学流程中的重要性。 第二部分：精准育种的策略与工具 第四章：基因编辑技术——CRISPR/Cas系统的深度解析与应用 系统阐述了CRISPR-Cas9、CRISPR-Cpf1等主流基因编辑系统的作用机制、优势与局限性。详细介绍了如何利用这些技术实现对作物基因组的精确修饰，包括基因敲除、定点突变、基因替换以及大片段的插入或删除。本章还涉及新型基因编辑工具（如碱基编辑器和先导编辑系统）的开发进展，及其在规避双链断裂风险、提高编辑效率方面的创新。 第五章：转基因技术与现代生物安全评估 回顾了经典的农杆菌介导转化法、基因枪法等传统转基因技术，并将其与基因编辑技术进行比较分析。重点论述了转基因作物的安全性评估标准，包括毒理学分析、过敏原性评估和环境风险评估的国际规范。讨论了基于基因编辑的“非转基因”修饰产品的监管挑战与伦理考量。 第六章：加速育种的分子标记辅助选择（MAS）与基因组选择（GS） 详细讲解了分子标记辅助选择（MAS）的实施步骤，包括标记的开发、连锁分析和育种群体中标记的应用。随后，深入剖析了基因组选择（Genomic Selection, GS）的理论模型（如BLUP、RR-BLUP、Bayesian方法），以及如何通过全基因组标记预测未经历表型测量个体的育种值，从而显著缩短育种周期。讨论了GS在复杂数量性状育种中的性能优化策略。 第三部分：功能性状的分子改良 第七章：提高作物抗逆性的分子育种策略 本章聚焦于作物对非生物胁迫（如干旱、盐碱、高温和低温）的抗性机制。通过解析关键信号转导通路和应激反应基因家族，介绍了如何利用基因挖掘和功能验证来识别和导入高效抗逆基因。案例研究涵盖了水稻、玉米和小麦等主要作物的抗旱和耐盐性改良的成功路径。 第八章：优化营养品质与次生代谢产物的工程 探讨了如何通过代谢工程手段提高作物的营养价值，例如富集维生素、矿物质和必需脂肪酸。详细分析了次生代谢产物（如类黄酮、生物碱）的生物合成途径，并展示了如何通过调控关键酶的表达水平或引入异源基因来增强目标产物的积累，以满足功能性食品和天然药物的需求。 第九章：作物生长发育的精确调控 深入研究了影响作物产量和形态建成的核心基因网络，包括开花时间、分蘖数、穗部发育和籽粒充实等性状的调控因子。讨论了如何利用启动子工程和转录因子调控策略，实现对作物生长周期的精确调控，以适应不同地理区域的气候条件，实现增产潜力。 第四部分：新兴技术与未来展望 第十章：合成生物学在农业中的前沿探索 介绍了合成生物学的基本原理，即设计和构建新的生物学功能单元、系统和设备。重点讨论了如何应用合成生物学工具来设计“智能”作物，例如植入环境响应型基因回路，使其能够在特定环境刺激下表达保护性物质或调整生长状态。讨论了合成生物学在生物固氮和生物肥料开发中的应用前景。 第十一章：表型组学与自动化表型分析 系统介绍了高通量、无损的表型分析技术，包括近红外光谱（NIR）、高光谱成像（HSI）、激光雷达（LiDAR）和三维重建技术。阐述了这些技术如何与田间机器人和无人机系统集成，实现对大规模育种群体进行快速、精确和客观的表型数据采集，并强调了表型数据质量对基因组选择模型的准确性影响。 第十二章：可持续农业与精准投入的生物学驱动 本章将前沿生物技术置于全球可持续发展的大背景下进行讨论。分析了生物技术在减少化肥、农药使用方面的潜力，例如通过增强作物的养分利用效率（NUE/PUE）和内源性病虫害防御能力。探讨了生物技术如何助力应对气候变化带来的农业挑战，并对未来十年的农业生物技术发展趋势进行了预测和总结。 本书内容翔实，逻辑严谨，汇集了分子生物学、遗传学、生物信息学和工程学的交叉知识，为推动现代农业向高效率、高品质、环境友好的方向发展提供了坚实的理论和技术支撑。

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