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李玥莹，邹剑秋 著

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• 高梁
• 病虫害
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• 分子机理
• 遗传学
• 植物病理学
• 昆虫学
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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030298744

商品编码：29645059289

包装：平装

出版时间：2011-05-01

基本信息

书名：我国高梁主要病虫害抗性分子机理研究

定价：53元

作者：李玥莹, 邹剑秋

出版社：科学出版社

出版日期：2011-05-01

ISBN：9787030298744

字数：

页码：312

版次：1

装帧：平装

开本：32

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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《我国高粱主要病虫害抗性分子机理研究》是由科学出版社出版的。

内容提要

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《我国高粱主要病虫害抗性分子机理研究》是为了适应对我国现代农业科技发展全面推进新形势下而编写的。全书共分15章分四个方面阐述了高粱常见病害丝黑穗病、蚜虫和螟虫如何采用生理生化分析手段、分子标记等方法对高粱抗病虫的抗性分子机理进行研究，明确高粱抗性机制，进而定位抗性基因，为高粱抗性优良品种选育工作奠定了坚实的基础。《我国高粱主要病虫害抗性分子机理研究》可供农学、医学和农科领域的科技人员参考，也可供有关研究部门管理者和相关农、医类高校师生参考。

目录

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作者介绍

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邹剑秋(1965－)，女，无党派，博士，研究员，硕士生导师，沈阳师范大学教授。1987年7月毕业于沈阳农业大学，获农学学士学位，1990年7月在沈阳农业大学硕士学位，2005年7月在沈阳农业大学获博士学位。1995年赴美国堪萨斯州立大学进修一年，从事高粱育种方面的研究工作；多次赴国际热带半干旱地区作物研究所(ICRISAT)进行高粱抗螟虫资源的鉴定、筛选、标记与应用研究工作。现任辽宁省农业科学院作物所副所长、兼任国家高粱改良中心副主任；国家高粱产业技术体系的首席科学家、国际高粱合作项目中国首席科学家；担任国家高粱品种鉴定委员会副主任、农业部小宗粮豆专家指导组成员、中国农学会杂粮分会常务理事、辽宁省植物学会理事等多种社会职务；荣获2009年全国“巾帼建功”标兵和“辽宁省三八红旗手标兵”称号，并被评为辽宁省第五批“百千万人才工程”百人层次人选。
5年来，共主持完成国际合作、863计划和省部级项目11项，现主持在研项目6项。育成高粱杂交种20个，引进资源300余份，育成系和恢复系20余个。获得省科技进步一等奖1项、省自然科学三等奖1项、省厅级科技创新奖8项。申报国家1项。培养研究生3人。出版专著9部，发表论文20余篇。其科技创新成果“高粱雄性系7050A的创造与应用”，在杂交亲本选择、育种技术方法、A2细胞质转育上都具有创新性，全面提高了系的配合力和抗性水平，实现了系的更新换代，解决了在高粱生产实践中长期存在的产量低、抗性差、遗传单一等多种难题。这项成果的总体水平达到国际地位。全国有6个农业科研单位应用7050A育成并审定推广了10个高粱杂交种，现已累计推广1200万亩，增产粮食12亿公斤，增收13.27亿元。此外，育成和推广的能源专用高粱品种辽甜1号至7号7个新品种，填补了我国没有能源专用高粱杂交种这一空白，有力地促进了生物质能源产业的发展。
李玥莹(1966～)，女，博士，教授，硕士生导师。1986年毕业于沈阳师范大学，1998年在沈阳农业大学获理学硕士学位，2001年在沈阳农业大学获博士学位，2003年从中国科学院沈阳应用生态研究所博士后流动站出站。2002年9月到2003年2月在联合国国际热带半干旱地区作物研究所(ICRISAT)以访问学者的身份进行高粱抗螟虫分子标记研究工作；2003年4月至7月，以访问学者的身份在比利时根特大学农学院进行研究工作；2006年7月在美国国家农业部植物研究所交流学习。现任辽宁省教育厅“生物系统进化与农业生态”重点实验室主任，生物化学与分子生物学硕士点负责人，2004年被评为辽宁省第三批百千万人才工程千人层次人选。
多年来一直从事高粱抗病虫抗性分子机理的研究工作，主持承担并完成省部级科研项目8项。国际合作一项；2006年主持的研究项目“高粱抗蚜基因的分子标记及基因定位”获辽宁省自然科学奖三等奖和沈阳市科技进步二等奖；申报国家发明2项；培养研究生12人；发表论文20多篇；同时承担生物化学、基因工程、生物化学与分子生物学研究进展、高级生物化学研究技术等多门课程的本科及研究生的教学工作。

文摘

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版权页：



插图：



然而前人研究结果均是对感病后材料的分析来判断，仅李海英等（2002）在对大豆灰斑病研究中曾发现，接种前，抗感灰斑病品种可溶性糖含量并无明显差别。本实验通过对抗感丝黑穗高粱三个不同生长阶段对照分析，得出结果：高粱在苗期表现为可溶性糖含量抗丝黑穗病品种显著高于感病品种，而在拔节期和抽穗期抗感高粱品种叶片内可溶性糖含量则无明显差异。根据结论可以把可溶性糖含量作为苗期鉴定高粱抗丝黑穗病的生化指标，以便于对苗期抗丝黑穗病的高粱品种进行辅助筛选。5.3.3抗、感高粱细胞壁酶与抗丝黑穗病的关系
禾本科植物的细胞壁主要由纤维素、木聚糖和果胶质等成分构成，这些成分构成了植物体的天然屏障阻碍了病菌侵入。因此，在入侵过程中病菌产生的一些细胞壁降解酶是决定病原菌成功入侵植物的重要因子。其中，PG是以果胶质为基质的水解酶，而CX能分解纤维素并使其终水解成葡萄糖。
本实验中对抗感丝黑穗高粱品种不同生长阶段叶片内PG、CX含量进行了全面的测定，PG活性在拔节期和抽穗期抗性亲本及其FZ代明显高于感性亲本及其F：代，在苗期抗感丝黑穗病高粱品种却无明显差异；而CX活性在苗期、拔节期和抽穗期抗感高粱叶片内都无明显差异。通过对三个时期抗感丝黑穗病高粱品种叶片内PG、CX活性测定，我们可以把PG作为鉴定拔节期和成熟期高粱抗丝黑穗病的生化指标，诱导机制下使酶活性升高来增强植株的抗病性。

序言

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《红粱之殇：病虫害侵袭下的生存困境与抗性密码》 高粱，作为一种古老而重要的粮食作物，在中华大地上承载着丰富的历史文化底蕴，也为我国的粮食安全和农民生计提供了坚实的保障。然而，这看似顽强的作物，却始终面临着严峻的病虫害威胁。那些潜伏于田野的病原微生物和形形色色的害虫，如同无情的猎手，不断侵蚀着高粱的生命力，轻则减产，重则绝收，给辛勤耕耘的农民带来巨大的经济损失，也动摇着我国粮食生产的根基。 本书并非一本技术手册，也不罗列枯燥的防治方案。它是一次深入的探索，一次关于高粱在漫长进化过程中，与病虫害缠斗不休的史诗般画卷的描摹。我们将目光聚焦于这场生存的较量，探寻高粱体内那隐藏的、古老而又精妙的抗性机制，试图揭开病虫害侵袭下，高粱得以生存繁衍的“密码”。 第一章：无声的战场——高粱病虫害的严峻现实 在翻阅本书之前，请允许我们先认识一下高粱面临的严峻现实。本书将深入剖析我国高粱生产中，那些最为常见、危害最为严重的病虫害。 病害篇： 高粱黑穗病（Sorghum Smut）： 这是一种令人闻之色变的真菌病害，主要危害高粱的籽粒，使其发育成黑色的霉状物，严重影响产量和品质。我们将追溯其传播途径，分析其在不同生长阶段对植株的破坏力，并初步提及不同高粱品种在抗病性上的差异。 高粱锈病（Sorghum Rust）： 这种由真菌引起的病害，会在叶片上形成橙黄色至红褐色的孢子堆，犹如铁锈般扩散，迅速削弱植株的光合作用能力，导致植株矮小、产量锐减。本书将深入探讨其流行规律，以及气候变化对其发生的影响。 高粱白粉病（Sorghum Powdery Mildew）： 在适宜的湿度和温度下，白粉病会在高粱叶片表面形成一层白色粉状霉层，阻碍植株的正常生理活动，尤其在苗期和抽穗期危害严重。我们将分析其发生条件，以及对高粱灌浆饱满度的影响。 高粱炭疽病（Sorghum Anthracnose）： 这种由真菌引起的病害，对高粱的叶片、茎秆甚至穗部都可能造成侵染，形成褐色或黑褐色的病斑，严重时会导致植株枯死。本书将重点关注其对高粱产量和饲用价值的直接冲击。 病毒病（Viral Diseases）： 除了真菌和细菌，一些病毒病同样对高粱构成威胁，例如花叶病毒病等，它们会通过昆虫媒介传播，导致植株生长发育迟缓，叶片畸形，产量大幅下降。我们将探讨这些病毒病的传播机制，以及它们对高粱遗传改良带来的挑战。 虫害篇： 高粱蚜虫（Sorghum Aphids）： 这些微小的吸食性昆虫，成群结队地聚集在高粱的叶片、嫩茎和穗部，吸食植物汁液，导致植株衰弱，叶片卷曲，并且是多种病毒病的传播媒介。本书将分析其繁殖速度和迁飞规律，以及对高粱产量造成的直接和间接损失。 高粱螟（Sorghum Borer）： 这种鳞翅目幼虫是高粱茎秆的毁灭性敌人。它们钻入茎秆内部，啃食维管束和髓部，导致植株空心、倒伏，穗部发育不良。我们将深入了解其生活史，以及对高粱植株结构和产量造成的影响。 蛴螬（White Grubs）： 这些金龟子幼虫生活在土壤中，啃食高粱的根系，导致植株生长不良，甚至死亡。它们是地下害虫的典型代表，对高粱幼苗的危害尤为致命。本书将探讨其在土壤中的活动规律，以及对高粱根系发育的破坏。 蝗虫（Locusts）： 虽然并非高粱特有的害虫，但一旦爆发，蝗虫的群体性迁飞和疯狂啃食，会对大面积的高粱田造成毁灭性打击。我们将回顾历史上蝗灾对农业造成的惨痛教训，并引申其对高粱生产的潜在威胁。 其他杂食性害虫： 除了上述重点关注的害虫，各种杂食性昆虫，如金龟子、叶蝉、蓟马等，也可能在高粱生长过程中造成不同程度的损害。本书将简要提及这些害虫，并强调综合防治的重要性。 第二章：自然的馈赠——高粱抗性的演化史诗 面对如此严峻的生存挑战，高粱并非束手无策。在其数千年的进化历程中，它早已演化出了令人惊叹的抗性机制，以对抗无处不在的病虫害。本书将带领读者走进高粱的基因宝库，探寻这些隐藏的“武器”。 物理屏障： 角质层与蜡质层： 高粱叶片和茎秆表面的角质层和蜡质层，不仅能够减少水分蒸发，还能在一定程度上阻止病原菌的侵入和害虫的附着。我们将探讨不同品种在这些物理屏障上的差异，以及它们对环境胁迫的适应性。 毛被与表皮结构： 叶片和茎秆上的毛被（Trichomes）以及特殊的表皮细胞结构，也可能成为抵抗害虫啃食或病原菌附着的第一道防线。我们将分析这些微观结构在高粱抗性中的作用。 化学防御： 酚类化合物与黄酮类物质： 高粱体内富含多种酚类化合物和黄酮类物质，这些次级代谢产物在植物防御反应中扮演着至关重要的角色。它们可能直接抑制病原菌的生长，或者干扰害虫的消化系统。我们将深入探究这些化合物的种类、含量及其与高粱抗性的关联。 烷烃与脂肪酸： 一些研究表明，高粱植株中的特定烷烃和脂肪酸，也可能对某些病虫害具有驱避或毒杀作用。我们将审视这些化合物在高粱抗性研究中的潜力。 酶类防御系统： 高粱体内存在着一套复杂的酶类防御系统，能够响应病虫害的侵染。例如，过氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）等，它们在清除活性氧、降解病原菌毒素等方面发挥作用。本书将重点解析这些酶类在激活高粱抗性反应中的核心地位。 信号传导与基因响应： 植物激素的作用： 当病虫害侵袭时，高粱体内会激活一系列信号传导通路，涉及植物激素如水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、脱落酸（ABA）等的调控。我们将探讨这些激素如何在抗性诱导中发挥协同作用。 抗性基因的激活： 高粱拥有庞大的基因组，其中蕴含着众多与抗性相关的基因。本书将着重阐述，在病虫害胁迫下，哪些特定的抗性基因会被激活，它们编码的蛋白质又如何协同作用，最终构筑起抵御外敌的坚固防线。我们将初步提及“抗性基因座”（R-genes）的概念，以及它们在识别病原菌信号和启动防御反应中的关键作用。 RNA干扰（RNAi）与小RNA： 近年来，RNA干扰技术在植物抗性研究中崭露头角。本书也将初步探讨，高粱是否以及如何利用RNAi机制，通过产生小干扰RNA（siRNA）来抑制病原菌的基因表达，从而达到抗病目的。 第三章：破译密码——研究方法与前沿探索 揭示高粱的抗性密码，并非易事。这需要借助先进的科学技术和严谨的研究方法。本书将简要介绍当前研究高粱病虫害抗性分子机理的常用手段，并展望未来的发展趋势。 基因组学与转录组学： 通过高通量测序技术，我们可以深入了解高粱的基因组结构，以及在病虫害胁迫下，哪些基因的表达水平发生变化。这将为我们定位关键的抗性基因提供重要的线索。 蛋白质组学与代谢组学： 分析受胁迫高粱产生的蛋白质和代谢产物，可以帮助我们理解抗性反应的具体分子过程，例如哪些酶被激活，哪些防御性化合物被合成。 分子标记辅助育种（MAS）： 一旦我们识别出与抗性密切相关的基因或DNA片段，就可以利用分子标记技术，将其引入到优良的高粱品种中，从而加速抗病高粱的培育进程。 基因编辑技术（CRISPR-Cas9）： 这一革命性的技术，使得我们能够更精确地对高粱的基因进行修饰，例如敲除某些易感基因，或者导入新的抗性基因，从而定向培育出抗性更强的品种。 病原菌基因组学： 深入了解病原菌的基因组结构和致病基因，有助于我们从源头上理解病原菌的侵染机制，从而为开发新的抗病策略提供理论依据。 结语：希望的田野——挑战与未来 本书的探索并非止于理论的阐释，更重要的是为我国高粱产业的可持续发展提供科学的指导和理论的支撑。我们深知，病虫害的研究是一个动态且复杂的过程，病原菌和害虫的进化从未停止，它们也在不断地产生新的变异，挑战着现有的抗性机制。 然而，正是这种持续的较量，也激励着我们不断前行。通过深入了解高粱的抗性密码，我们能够更好地理解其生存的智慧，并在此基础上，为高粱作物插上更加坚实的“翅膀”。未来的研究将更加侧重于多基因抗性的挖掘与利用，培育出能够在复杂多变的田间环境中，综合抵御多种病虫害的“超级高粱”。同时，我们将积极探索生物防治、绿色防控等可持续的农业模式，与分子机理研究相辅相成，共同构建起一道坚不可摧的防线，守护我国高粱产业的未来，让这片古老的土地上，重新焕发出蓬勃的生机与希望。 阅读本书，您将不仅仅是了解高粱的病虫害，更将见证一场生命与环境之间，智慧与力量的较量。您将体会到，每一株高粱的挺拔，都凝聚着大自然的鬼斧神工，也蕴含着人类对生命奥秘的不懈追寻。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对农业科技前沿充满好奇心的普通读者，我在这本书中寻找的是一种对未来农业发展模式的启示。我一直认为，传统意义上的农药使用，虽然能在短期内控制病虫害，但对环境和食品安全带来的隐忧不容忽视。这本书的题目“我国高粱主要病虫害抗性分子机理研究”立刻抓住了我的注意力，因为它指向了一种更加绿色、可持续的解决路径——利用作物自身的抗性。我设想，书中或许会详细介绍科学家们是如何通过细致的实验，找出高粱在面对某些特定病虫害时的“防御密码”。这种“密码”可能隐藏在细胞膜上的特定受体，也可能是在细胞核内调控基因表达的转录因子，甚至可能是根系分泌的一些微妙的化学物质。我希望能读到一些关于这些分子如何协同工作，共同构建起一道坚实的“分子防线”的故事。如果书中能穿插一些研究人员在实验室中的探索过程，比如他们是如何一次次验证假设，如何从海量的数据中筛选出关键的抗性基因，那将更显生动有趣。这本书是否能让我理解，为什么有些高粱品种天生就比其他品种更不容易生病？这种遗传上的优势，在分子层面又是如何体现的？

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，更多地集中在它可能带来的实际应用价值。作为一名对农业技术发展有所关注的读者，我深知病虫害防治一直是制约农作物产量和质量提升的瓶颈之一。而“抗性分子机理研究”，听起来就像是为解决这一难题找到了更深层的“钥匙”。我希望这本书能够清晰地阐述，科学家们是如何识别出高粱体内控制病虫害抗性的关键基因或基因簇。例如，书中是否会提到，某些特定基因的表达水平升高，能够显著增强高粱对某种白粉病的抵抗力？又或者，某个基因突变会导致高粱产生一种对某种鳞翅目害虫具有驱避作用的挥发性有机化合物？我尤其希望书中能有一些具体的案例分析，介绍某一个或某几个抗性分子机理是如何被成功应用于改良高粱品种的。这可能包括通过传统的育种技术，将这些抗性基因导入到优良品种中；或者，借助现代的基因工程技术，直接编辑高粱的基因组，以激活或增强其固有的抗性。这本书能否让我理解，未来的高粱种植，或许可以大幅减少对化学农药的依赖，转而依靠作物自身强大的“分子免疫系统”来保障丰收？

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我的第一印象非常专业，沉稳的配色和清晰的字体，预示着这是一部严谨的学术著作。我一直对农作物病虫害防治的深层机制很感兴趣，特别是那些能够从基因层面解决问题的方案。我希望这本书能深入浅出地介绍高粱这个重要作物在面对病虫害时，其自身所拥有的抗性是如何被激活和发挥作用的。例如，当高粱受到某种真菌侵袭时，它体内的哪些基因会被激活，产生哪些特异性的蛋白或次级代谢产物，从而有效抑制病原菌的生长？又或者，面对某种害虫的啃食，高粱的根部或茎部又会释放出哪些化学信号，吸引天敌，或者分泌出具有驱避作用的物质？我特别期待书中能有一些具体的分子通路图解，能够直观地展示这些抗性反应的发生过程。同时，我也希望这本书能够提及一些先进的分子生物学研究技术在这些研究中的应用，比如基因组学、转录组学、蛋白质组学等，这些技术是如何帮助研究人员揭示这些复杂的抗性机理的。如果书中还能对未来通过基因编辑等技术，进一步提升高粱的抗性潜力进行一些展望，那就更具价值了。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目触及到了一个我一直很关心的问题：如何利用科学的力量，帮助我们依赖的农作物更好地抵御自然界的挑战。高粱，作为我国重要的粮食和饲料作物，其产量和品质的稳定，对国家的粮食安全至关重要。然而，病虫害的侵扰，常常让农民们头疼不已，也影响着收成。我希望这本书能够提供一个全新的视角，让我们看到，科学家们是如何深入到高粱的“基因王国”，去探寻那些能够帮助它“自卫反击”的分子机制。我脑海中勾勒出的画面是，书中会详细解读，当高粱的叶片受到蚜虫的叮咬时，它会是如何“感知”到这种威胁，并迅速调动体内储备的“防御武器”。这些武器可能是一种能够麻痹害虫的毒素，也可能是一种能够改变叶片气味，从而驱赶害虫的化合物。我同样也好奇，当根部遭受线虫侵袭时，高粱又会做出怎样的分子层面的反应？书中是否会介绍一些目前最前沿的研究技术，比如CRISPR-Cas9基因编辑技术，是如何被用来解锁和利用这些抗性基因的？我期待这本书能够为我揭示，科学研究是如何一步步将抽象的“抗性”概念，转化为可以指导实践的农业生产技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名本身就充满了一种科学的探索精神，它似乎在揭示一种隐藏在生物体内部的强大力量——抵抗病虫害的能力。我作为一名对生命科学和农业科学交叉领域感兴趣的读者，非常好奇这本书会如何深入地剖析高粱这种作物在面对威胁时的“自保之道”。我设想，书中会详细描述，当病原菌的孢子落在高粱叶片上时，叶片细胞表面的哪些受体会被激活，进而启动一系列复杂的信号传导通路。这些通路最终会引导哪些基因开始“工作”，合成出能够直接抑制病原菌生长、或者能够引发植物“局部免疫反应”的分子。我特别希望书中能提供一些关于这些分子相互作用的细节，它们之间是如何配合，形成一个高效的防御网络。例如，是否存在某些“哨兵”基因，能够在第一时间察觉到病原菌的入侵，并迅速向植物体内发出警报，从而调动起更强大的防御机制？此外，我也期待书中能够提及，这些抗性分子机理的研究，对于开发新型的生物农药或者抗性诱导剂，可能提供哪些理论依据和技术支持。这本书能否让我领略到，科学研究是如何从微观的分子世界，去理解和解决宏观的农业生产难题？