作物科学


《植物非生物胁迫》
Plant Abiotic Stress, 2nd Edition

Matthew A. Jenks, Paul M. Hasegawa著
2013年,11月, 336页,ISBN: 9781118412176
书评者: 孙国清,副研究员(中国农业科学院生物技术研究所)
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非生物胁迫因子作用于植物,将会引起植物体内发生一系列的生理代谢反应,表现为代谢和生长的可逆性抑制,严重时甚至引起不可逆伤害,导致整个植株死亡。由于植物的耐胁迫性大多属于数量性状,现有可利用的种质资源匮乏,采用常规育种技术改良植物胁迫耐性的难度相当大,培育出真正的耐胁迫品种就尤为困难。近年来,随着对植物抗逆分子机理研究的不断深入和分子生物学技术的迅猛发展,抗逆研究已经从生理水平深入到分子水平,促进了植物抗逆基因工程的发展。

全书共分为10 章。第1 章:SUB1A转录因子介导的水稻耐淹性,介绍了水稻SUB1 转录因子的分离、转SUB1 水稻的田间表现、SUB1 的遗传效应、以及由SUB1调控的基因网络。第2 章:抗旱机制及其分子基础,主要介绍了一些重要的耐旱机制、调控机理、以及转录后调控和激酶或磷酸酶信号途径等。第3 章:植物在不同水分状态时的气孔调控,主要介绍了气孔蒸腾和角质层蒸腾作用、生物胁迫和非生物胁迫、C4 植物和景天酸代谢。第4 章:与胁迫应答相关的根系网络,主要介绍根系的发展及类型、系统分析了与胁迫应答有关的根系系统、不同胁迫条件下根系的结构变化。第5 章:植物耐低温性和它的细胞学机制,主要介绍了冷害、冻害、以及植物耐冷和耐冻的细胞学机理。第6 章:植物的耐盐性,主要介绍了盐碱地的植物生长、耐淹机理、耐盐性鉴定、耐淹基因的发掘、已克隆的耐淹基因、以及转耐盐基因的前景。第7 章:植物耐有毒金属的分子和生物学机制,主要介绍了植物对锌、镉、铝的耐受性。第8 章:植物非生物胁迫的表观遗传学调控,主要介绍了基因表达的表观遗传学控制、响应非生物胁迫的表观遗传学调控、以及胁迫诱导的转座子调控等。第9 章:植物非生物胁迫耐受性的基因组学。第10 章:应用连锁分析和关联分析发掘植物抗逆性的基因并应用于植物的遗传改良。

本书是来自诸多科学家的研究成果,对从事植物遗传育种的科研人员及学生具有非常大的参考价值。



《基因组学向作物育种的转化,第一卷:生物胁迫》
Translational Genomics for Crop Breeding: Volume 1 - Biotic Stress

Rajeev Varshney, Roberto Tuberosa著
2013年,10月, 368页,ISBN: 9780470962909
书评者: 孙国清,副研究员(中国农业科学院生物技术研究所)
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近年来,由于二代测序技术和高通量基因型分析的发展,作物基因组学取得了显著的进展,例如,基因组辅助育种,在近二十年得到了迅猛的发展,并在作物产量与品质的改良中得到了广泛应用。随着研究人员的继续努力和奉献,基因组学将可能取得巨大突破,并且随着基因型分析和测序费用的降低,基因组学将成为作物育种不可缺少的一部分。生物胁迫是造成作物减产的主要因子之一。利用组学方法来解释标记与性状关系可用于作物育种,并且也已经有一些成功的例子被报道。然而,造成作物病害的病原菌和害虫处于动态变化中,不断的进化,从而产生千变万化的差异。

本书为《基因组学向作物育种的转化》的第一卷,详细介绍了不同作物中利用基因组学对不同性状改良的研究及应用。全书共分为16 章。第1 章:转化基因组学对改良作物生物胁迫抗性的总体介绍;第2 章:水稻白叶枯病抗性;第3 章:玉米抗病的遗传基础;第4 章:基因组辅助育种改良小麦赤霉病抗性;第5 章:大麦病毒病抗性;第6章:高粱抗杂草的分子育种;第7 章:大豆的线虫病抗性;第8 章:分子标记辅助选择改良花生的生物胁迫抗性;第9 章:提高菜豆炭疽病抗性的基因网络;第10 章:现代育种中改良豇豆生物胁迫抗性的有效方法;第11 章:鹰嘴豆的抗病性;第12 章:马铃薯的晚疫病抗性;第13 章:番茄的晚疫病抗性;第14 章:分子标记辅助选择改良生菜的抗病性;第15 章:分子标记辅助育种改良木薯花叶病抗性;第16 章:油菜抗病性的遗传基础及基因定位。

本书是来自诸多科学家的研究成果,涉及水稻白叶枯病、小麦赤霉病、大麦病毒病、大豆的线虫病、菜豆炭疽病、马铃薯和番茄的晚疫病等,将分子标记、基因组学等方面的研究成果应用于作物的各种病虫害、杂草等生物胁迫的改良,将组学与农作物重要性状的改良紧密的联系在一起,使得组学的研究得以有效地利用并应用于生产实践,对作物育种及粮食安全具有重要意义。本书对从事植物遗传育种的学生、科研人员具有很大的参考价值。



《基因组学向作物育种的转化,第二卷:非生物胁迫、产量和品质》
Translational Genomics for Crop Breeding: Volume 2 - Improvement for Abiotic Stress, Quality and Yield Improvement

Rajeev Varshney, Roberto Tuberosa著
2013年,10月, 260页,ISBN: 9780470962916
书评者: 孙国清,副研究员(中国农业科学院生物技术研究所)
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当今在发展中国家,大约有70%的人群受到食品安全的困扰,他们在那片并不富饶的土地上竭力维持生存。为了全球粮食安全,培育在严厉自然条件下依旧能够高产的作物品种是一个非常重要的策略。在过去二十年中所取得的基因组学上的进展对改良作物在干旱和半干旱地区非生物胁迫的耐受性具有巨大的应用潜力。基于DNA 的分子标记技术也增加了分子标记辅助选择的精确度,从而缩短了性状改良的时间。近年来,一些重要农作物如水稻、高粱、玉米、大豆、鹰嘴豆、木豆、番茄等基因组测序的完成,利用比较基因组学使得对一些重要农艺性状有了更好的理解。

本书为《基因组学向作物育种的转化》的第二卷,详细介绍了不同作物中利用基因组学对不同性状改良的研究及应用。全书共分为13 章。第1 章:基因组学向作物育种的转化:非生物胁迫、产量和品质的总体介绍;第2 章:基因组学在水稻耐淹性改良中的应用;第3 章:基因组学在水稻耐盐碱育种中的应用;第4 章:干旱胁迫下通过主效QTL 的标记辅助渐渗对水稻产量的改良;第5 章:水稻磷高效的分子育种;第6 章:高粱和玉米对铝的耐受性;第7 章:小麦族的耐冻性;第8 章:高粱持绿性的分子育种:进展和挑战;第9 章:粳稻籽粒品质的遗传改良;第10 章:生物强化玉米——一条保障营养安全的遗传途径;第11 章:采用分子标记辅助选择法对高油酸/亚油酸比率的栽培种花生的回交选育;第12 章:在下一代组学时代中利用组学辅助改良番茄果实品质;第13 章:甘蔗产量的改良。

本书是来自诸多科学家的研究成果,涉及水稻、玉米、高粱、小麦、花生、番茄和甘蔗等众多农作物,将分子标记、基因组学等方面的研究成果应用于这些作物的产量、品质、非生物胁迫等方面的改良,将组学与农作物重要性状的改良紧密的联系在一起,使得组学的研究得以有效地利用并应用于生产实践,对作物育种及粮食安全具有重要意义。本书对从事植物遗传育种的学生及科研人员具有很大的参考价值。



《生物燃料作物的可持续性》
Biofuel Crop Sustainability

Bharat Singh著
2013年,6月, 480页,ISBN: 9780470963043
书评者: 王文国,副研究员(农业部沼气科学研究所)
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基于全球能源危机的驱动,能源作物备受关注,其科学研究和开发利用发展迅速,但是由于占用土地影响粮食安全等问题,能源作物的前景也备受争议,如何实现其可持续发展是需解决的问题。Singh 等对不同类型生物燃料作物的社会、环境和经济特征进行分析,探讨可持续发展机制。

全书共计14 章。第1 章,生物燃料作物可持续发展的范例;第2 章,粮食作物用于生物燃料的可持续性;第3 章,甘蔗作为能源作物在生物质经济中的作用;第4章,可持续的纤维草类作物生产;第5 章,可持续的油料作物生产;第6 章,用于生物质能源的短轮伐期木本作物的生物质生产;第7 章,生物质原料生产对水资源利用的影响;第8 章,生物燃料作物与土壤质量和侵蚀;第9 章,生物燃料作物生产中的养分管理;第10 章,粮食、农业和生物燃料;第11 章,生物燃料作物、生态系统服务与生物多样性;第12 章,生物燃料作物与温室气体;第13 章,生物质原料和生物燃料的经济性;第14 章,地理空间建模在生物燃料可持续发展评估中的应用。

本书由来自美国、加拿大、德国、澳大利亚等多个国家的41 名科学家共同完成,内容丰富新颖,不仅对油料作物、纤维作物等不同类型的能源作物的生产进行了系统的总结分析,而且从生态系统服务、水资源利用、气候变化等角度提出了新的观点和思路,并介绍了GIS 在能源作物可持续发展中的利用,尤其是将生态系统服务的评价体系引入能源作物可持续发展的评价,具有较大的新意。本书对从事生物燃料开发和生产的研究及从业人员具有较大的参考价值,同时也可以供其他从事农业生产、作物科学、植物学、环境科学、生态学等相关领域的学生和科研人员参考。



《生物能源原料:遗传育种》
Bioenergy Feedstocks: Breeding and Genetics

Malay C. Saha, Hem S. Bhandhari, Joseph H. Bouton著
2013年,5月, 300页,ISBN: 9780470960332
书评者: 李桂英,研究员(中国农业科学院作物科学研究所)
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生物能源和生物燃料可以用从植物油到谷物及甘蔗等许多不同的原料生产。第二代生物燃料正在围绕柳枝稷、芒草等专用非粮能源作物进行开发,并着眼于生物能源的可持续发展。该书即瞄准了对不同种类作物遗传育种方法的认知及其研究进展,为读者提供了改良能源作物品种和提高产量的有价值的工具。

全书共分12 章,涉及了柳枝稷、芒草、高粱、能源甘蔗、玉米、苜蓿、尚未利用的草类,还涉及了转基因和植物内生菌在生物质方面的应用。第1 章为引言,概述了发展生物能源的必要性,发展历史,面向生物能源应用的能源植物品种改良、育种方法和分子技术,并对未来进行了展望。第2~3 章,论述了柳枝稷遗传育种面临的挑战及其基因组学研究进展,详细描述了柳枝稷的起源与分布、生长发育特性、基因组结构与细胞遗传学、遗传多样性、常规育种和分子育种技术等。第4~5 章,论述了芒草种质资源和能源育种,内容包括芒草属不同种的特征特性及其进化关系、农艺性状变异、生物信息学、分子生物学标记辅助及全基因组关联选育等。第6 章,论述了能源高粱育种,内容包括高粱作为能源作物的优势、高粱植物学、传统育种方法和能源高粱育种方法、重要性状和能源组份的遗传变异,汇总了重要性状和抗逆性QTL 标记,最后介绍了高粱远缘杂交的研究进展。第7 章,能源甘蔗,论述了甘蔗作为能源作物的优势、糖能生产系统、甘蔗分类学和生理学、能源甘蔗育种技术等。第8 章,用于木质纤维素生产生物燃料的玉米育种,内容包括玉米作为能源作物的特性、利用玉米秸秆生产生物能源的潜力、能源育种方法与选择标准等。第9章,论述了几个尚未利用的草,包括草原索草、须芒草和东部加马草。第10 章,能源作物苜蓿,介绍了苜蓿细胞壁组份、作为能源作物的育种策略、分子育种技术和育种目标等。第11 章,论述了转基因技术及其在改良生物质产量和组份的应用。第12 章,介绍了植物内生菌在低投入生物质生产体系的作用和应用潜力。

本书是来自英、美、日等国家40 多名专家学者多年工作总结,代表了当前能源作物发展的最高水平。虽然能源作物的研究刚刚兴起,和其他农作物的研究相比,还比较落后。但由于能源作物研究有自身特有的方向和视角,其研究结果对其他农作物研究亦有补充和促进作用。因此,本书对从事能源植物以及其他农作物遗传育种研究的科技人员以及高年级大学生均具有重要参考价值。


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