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isbn号码:9787109107243

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现代植物育种前沿：遗传改良与分子生物学方法在作物选育中的应用 图书简介 本书全面深入地探讨了现代植物育种的理论基础、核心技术以及前沿发展方向。旨在为从事作物遗传育种、分子生物学、生物技术以及农业科学研究和教学的专业人士提供一本系统、详实且具有高度实践指导价值的参考著作。 第一部分：作物遗传与育种的理论基石 本部分首先回顾了经典遗传学原理在作物选育中的应用，重点阐述了孟德尔遗传规律在种群遗传学背景下的复杂体现。详细解析了数量遗传学理论，包括遗传力（Heritability）、育种值（Breeding Value）的估计方法，如BLUP（Best Linear Unbiased Prediction）模型在复杂性状选择中的应用。书中不仅提供了详尽的公式推导，更结合了水稻、小麦、玉米等主要粮食作物实例，讲解如何利用遗传参数指导育种决策。 随后，深入探讨了作物育种的变异来源与维持机制。内容涵盖自然变异、诱导变异（物理与化学诱变）的效率评估与应用，以及通过基因工程手段（基因编辑技术，如CRISPR-Cas系统）创造新变异的原理与伦理考量。特别辟章节讨论了不同育种材料的异质性与纯度维持策略，这对确保育种成果的稳定性和推广性至关重要。 第二部分：传统育种技术与效率提升 本部分系统梳理了覆盖杂交育种、系谱法、群体选择、复合选择等核心的传统杂交育种技术。对于远缘杂交的难题，如种间不亲和性、染色体结构变异导致的育性恢复等，本书详细介绍了倍性加倍技术、染色体工程、体细胞融合等解决途径。 针对作物生长周期长、世代周期慢的瓶颈，本书集中阐述了加速育种的技术路线。包括单粒传技术（Single Seed Descent, SSD）的优化实施、温室与气候室环境控制技术对缩短世代时间的贡献。此外，还对不同作物的营养繁殖、组织培养在无性系种质保存和快速扩繁中的作用进行了深入剖析。 第三部分：分子标记辅助育种与基因组学 这是本书的重点和前沿聚焦部分。详细介绍了分子标记技术的发展脉络，从早期的RFLP、RAPD到成熟的SSR、InDel标记，直至最新一代的高通量SNP（单核苷酸多态性）标记。书中详细讲解了不同类型标记的优缺点、在基因定位、连锁图构建、遗传多样性分析中的具体操作流程和数据解读方法。 特别关注了数量性状位点（QTL）定位技术。内容涵盖了经典定位方法（如翼状回归、区间映射）到先进的基因组关联研究（GWAS）的理论基础。通过多个实例（如抗病性、产量性状的QTL分析），演示如何利用定位信息指导分子标记辅助选择（MAS）。 第四部分：基因组选择与精准育种 本书将当前育种领域最热门的基因组选择（Genomic Selection, GS）提升到了核心地位。详细解释了GS的理论模型（如GBLUP、Bayes方法），阐述了如何构建预测模型、如何进行模型验证与应用。相比于传统的标记辅助选择，GS如何克服了QTL定位精度低的局限性，实现对复杂性状的早期准确预测。书中对GS在不同群体（参考群体、验证群体）构建中的策略进行了深入探讨。 为配合基因组选择的实施，本书系统介绍了现代高通量表型组学（Phenomics）技术。包括无人机遥感技术、多光谱和高光谱成像在田间性状快速、精准获取中的应用，以及结合AI图像识别技术对作物生长形态、胁迫反应进行量化分析的方法。 第五部分：基因编辑与合成生物学在育种中的创新应用 本书前瞻性地涵盖了基因编辑技术在作物改良中的革命性应用。详细解析了CRISPR/Cas9、碱基编辑（Base Editing）和先导编辑（Prime Editing）的分子机制。重点讨论如何利用这些工具实现对目标基因的精确失活、激活或精确点突变，以快速创制具有目标优良性状的新种质。书中提供了利用基因编辑技术改良抗逆性（如抗旱、抗盐碱）和品质性状（如不褐变、高营养价值）的多个成功案例分析。 此外，本书还探讨了合成生物学的理念如何融入育种，即通过模块化设计和重构代谢通路，来优化作物次生代谢产物或提高关键农艺性状的表达效率。 第六部分：种质资源管理与信息系统 尽管本书核心聚焦于育种技术，但仍强调了优异种质资源的重要性。本部分介绍了作物种质资源的收集、鉴定、评价与描述的规范化原则，强调了对种质资源进行系统性、多维度信息描述（包括形态学、生理生化、分子标记信息）的必要性。同时，探讨了生物信息学工具在管理海量育种数据中的角色，包括建立高效的育种信息管理系统（Breeding Information Management System, BIMS），实现从亲本选择、试验设计到数据分析的全流程信息化管理。 本书结构严谨，内容覆盖了从基础理论到尖端技术的前沿进展，辅以丰富的案例分析和数据处理方法，是当代植物育种工作者和研究人员不可或缺的工具书。

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