三係雜交棉：棉花細胞質雄性的研究與利用 9787030312624 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王學德 著

圖書標籤:

• 棉花
• 雜交棉
• 細胞質雄性
• 遺傳育種
• 植物育種
• 生物技術
• 農業科學
• 作物科學
• 棉花育種
• 雄性不育

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030312624

商品編碼：29724844440

包裝：平裝

齣版時間：2011-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	三係雜交棉：棉花細胞質雄性的研究與利用	作者	王學德
定價	68.00元	齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030312624	齣版日期	2011-06-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.558Kg

內容簡介

本書是在係統總結作者二十餘年對三係雜交棉的研究成果和實踐經驗的基礎上寫成的，既闡述瞭棉花細胞質雄性和優勢的生物學基礎，又介紹瞭三係雜交棉育種、製種和高産栽培等方麵的關鍵技術。書中對棉花細胞質雄性的機理，從細胞學、遺傳學和分子生物學等角度進行較深入的探討，並采用較多的圖和錶，便於讀者的理解和識彆。 本書理論與實踐緊密結閤，對於從事作物遺傳育種和栽培的科研、教學和農業技術推廣的人員，以及高等院校農學相關專業師生，均具有良好的參考價值。

作者簡介

目錄

前言 章 雜交棉 節 棉花優勢利用的簡史 第二節 雜交棉的優勢錶現 第三節 棉花優勢産生的原因 第四節 棉花優勢的利用途徑 參考文獻 第二章 棉花細胞質雄性和三係雜交棉 節 植物細胞質雄性的概念 第二節 棉花細胞質雄性 第三節 三係雜交棉 參考文獻 第三章 棉花細胞質雄性的細胞學基礎 節 棉花正常花藥的結構與花粉的發育 第二節 棉花花藥的細胞學特徵 第三節 棉花花藥的超微結構變異 第四節 棉花花藥的程序性細胞死亡 參考文獻 第四章 棉花細胞質雄性的遺傳學基礎 節 恢復基因及其遺傳效應 第二節 恢復基因與育性增強基因間的互作效應 第三節 係細胞質基因組 第四節 細胞質的遺傳效應 第五節 f1花粉育性對高溫和低溫脅迫的反應 第六節 外源gst基因提高三係雜交棉花粉育性 參考文獻 第五章 棉花細胞質雄性的生理生化基礎 節 花藥的碳水化閤物代謝 第二節 花藥的蛋白質及其氨基酸組成 第三節 花藥的內源激素代謝 第四節 花藥細胞色素氧化酶的特點 第五節 花藥的活性氧代謝 第六節 棉花細胞質雄性的機理 參考文獻 第六章 三係雜交棉的育種 節 三係雜交棉的親本選育 第二節 三係雜交棉的親本選配 第三節 彩色三係雜交棉的選育 第四節 種間三係雜交棉的選育 第五節 具標記性狀的三係雜交棉的選育 參考文獻 第七章 三係雜交棉的製種 節 三係的開花習性、傳粉媒介與製種 第二節 三係雜交棉的製種條件 第三節 三係雜交棉的製種 第四節 棉花授粉昆蟲 第五節 三係的提純復壯和原種生産 參考文獻 第八章 三係雜交棉的栽培 節 節省種子用量的栽培措施i——營養鉢育苗移栽 第二節 節省種子用量的栽培措施ii——地膜點播栽培 第三節 提高結鈴率的栽培 第四節 防止早衰的栽培 參考文獻 圖版

編輯推薦

文摘

序言

三係雜交棉：基因組編輯與作物改良的探索 前言 作為世界性的重要經濟作物，棉花（Gossypium spp.）為全球數十億人口提供瞭賴以生存的縴維和油料。隨著人口的不斷增長和對高品質農産品的需求日益增加，如何持續提升棉花産量、改善縴維品質、增強抗逆性，成為當前農業科研領域麵臨的重大挑戰。傳統的育種方法雖然取得瞭顯著成就，但在響應快速變化的環境需求和應對日益嚴峻的病蟲害及氣候脅迫方麵，其效率和精準度已顯不足。近年來，分子生物學和基因組學的飛速發展，特彆是基因組編輯技術的湧現，為作物改良帶來瞭革命性的機遇。本書《三係雜交棉：基因組編輯與作物改良的探索》旨在深入探討基因組編輯技術在三係雜交棉品種改良中的應用潛力，聚焦於核心育種環節，為棉花遺傳改良提供新的思路和技術支撐。 第一章 三係雜交棉育種體係迴顧與挑戰 三係雜交棉育種體係，即通過利用細胞質雄性不育係、保持係和恢復係進行雜交優勢利用，是現代棉花育種的基石。自上世紀七八十年代以來，這一體係極大地推動瞭我國棉花産業的發展，顯著提高瞭單産和縴維品質。然而，隨著時間的推移，三係雜交棉育種也逐漸暴露齣一些局限性： 種質資源創新不足： 盡管三係育種體係已相對成熟，但優質、抗性強的親本材料的創新速度有待提高，遺傳背景的同質化問題逐漸顯現，限製瞭雜種優勢的進一步挖掘。 育種周期長，效率有待提升： 傳統的雜交育種過程往往需要經曆多代選育，周期較長。同時，對復雜性狀的改良，如縴維長度、強度、抗蟲性、抗旱性等，需要對多個基因進行精確調控，單一的雜交優勢利用已難以滿足快速育種的需求。 環境適應性問題： 隨著氣候變化加劇，極端天氣事件頻發，現有三係雜交棉品種在抗旱、耐鹽堿、耐高溫等方麵的能力麵臨嚴峻考驗。 對育種目標性狀的精準控製能力有限： 傳統育種方法對於單一基因的微調或對多個基因進行組閤調控的能力有限，難以實現對特定性狀的精細化改良。 因此，迫切需要引入新的、更高效、更精準的育種技術，以突破現有三係雜交棉育種的瓶頸，實現棉花性狀的飛躍式提升。 第二章 基因組編輯技術：精準改良的利器 基因組編輯技術，以其高精度、高效率和靈活性，為作物改良提供瞭前所未有的機遇。本書將重點關注目前在植物領域應用最為廣泛的CRISPR-Cas9（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated protein 9）係統。 CRISPR-Cas9技術的原理與優勢： CRISPR-Cas9係統通過設計一段與靶基因序列互補的嚮導RNA（gRNA）引導Cas9核酸酶到達目標位點，並對其進行切割。這一過程可以導緻基因的插入、缺失或替換，從而實現對基因功能的失活、增強或改變。與傳統的基因沉默技術或轉基因技術相比，CRISPR-Cas9技術具有以下顯著優勢： 靶嚮性強： gRNA的設計使得編輯過程高度特異，能夠精確地作用於目標基因，減少脫靶效應。 效率高： 在許多植物體係中，CRISPR-Cas9的基因編輯效率較高，能夠有效地産生編輯突變體。 多基因編輯： 通過同時設計多個gRNA，可以實現對同一基因組區域或不同染色體上的多個基因進行同步編輯，為復雜性狀的改良提供瞭可能。 無外源基因整閤： 在某些策略下（如瞬時錶達），CRISPR-Cas9技術可以實現無外源基因的整閤，避免瞭傳統轉基因技術的某些限製，更容易被公眾接受。 基因組編輯在植物研究中的應用現狀： 基因組編輯技術已經在模式植物（如擬南芥）和多種農作物（如水稻、小麥、玉米、大豆）中得到瞭廣泛應用，用於解析基因功能、創製新品種。研究錶明，該技術能夠有效地改良作物産量、品質、抗逆性等重要農藝性狀。 第三章 基因組編輯在三係雜交棉核心育種環節的應用前景 本書將深入探討基因組編輯技術如何應用於三係雜交棉育種的三個核心組成部分：細胞質雄性不育係、保持係和恢復係，以及雜交優勢的挖掘。 3.1 細胞質雄性不育係（CMS）的創製與改良 細胞質雄性不育是三係雜交棉育種的基礎。CMS係指由細胞質基因組的特定基因（通常與綫粒體功能相關）控製，導緻雄蕊發育異常，無法産生可育花粉的不育係。 利用基因組編輯修復CMS相關基因： 許多CMS係是由於綫粒體基因組的特定基因突變或其與核基因組的互作失調引起的。基因組編輯技術可以被用來精確地校正CMS係中與不育相關的細胞質基因突變，或修復相關的核基因，從而恢復其育性。這為快速創製遺傳背景穩定、不育性狀純正的CMS係提供瞭可能。 創製新型CMS係： 除瞭修復已有的CMS係，基因組編輯還可以用於在具有優良農藝性狀的基因背景下，通過靶嚮編輯關鍵基因，人工創製新的CMS係。例如，可以利用基因組編輯技術敲除或修飾參與花粉發育的關鍵基因，而又不影響植株其他正常生理功能，從而在目標品種中誘導雄性不育。 提高CMS係的抗逆性： 許多CMS係在抗性方麵存在短闆，易受病蟲害侵襲或環境脅迫影響。基因組編輯技術可以被用來導入或激活CMS係中抗性相關的基因，顯著增強其抗病、抗蟲、抗旱、耐鹽堿等能力，提高其在田間的穩定性和生産效率。 3.2 保持係的優化與創新 保持係是用於繁殖CMS係，保證其細胞質雄性不育性狀穩定遺傳的品係。保持係需要與CMS係在細胞質基因組上保持一緻，但在核基因組上不含不育基因，能夠産生正常花粉，維持CMS係的純度。 利用基因組編輯增強保持係的繁殖性能： 保持係在生産上需要能夠高效、穩定地繁殖，以滿足大規模生産CMS係的需求。基因組編輯技術可以用於優化保持係中與種子産量、繁殖速率、抗逆性相關的基因，提高其繁殖效率和環境適應性。 創製具有多重優勢的保持係： 理想的保持係不僅應具有穩定的繁殖能力，還應具備優良的農藝性狀，如高産、優質、抗逆等。基因組編輯技術可以整閤多種改良性狀於同一保持係中，創製齣更具綜閤優勢的新型保持係，從而在生産CMS係的同時，也對後續的雜交組閤提供潛在的改良。 3.3 恢復係的開發與改良 恢復係攜帶能夠恢復CMS係不育性的基因（R基因）。當CMS係與含有R基因的恢復係雜交時，産生的F1代雜種將恢復雄性育性，並錶現齣雜種優勢。 高效鑒定與定位R基因： 盡管R基因的研究已有一定基礎，但對某些復雜R基因的精確鑒定和定位仍有挑戰。結閤基因組學數據和基因組編輯技術，可以更快速、準確地篩選和驗證R基因的功能。 利用基因組編輯精細調控R基因錶達： R基因的錶達水平和時機對恢復育性至關重要。基因組編輯技術可以用於精確調控R基因的啓動子區域，優化其錶達模式，確保在雜交後代中實現穩定、有效的育性恢復。 賦予恢復係新的優良性狀： 恢復係本身也具備成為優良種質的潛力。通過基因組編輯技術，可以在恢復係中引入抗蟲、抗病、抗逆等對雜交後代有益的性狀，從而在恢復育性的同時，也為雜交組閤帶來額外的改良。例如，可以將耐旱相關的基因插入到恢復係中，使其選育齣的雜交組閤具有更強的抗旱性。 創製多效R基因載體： 針對一些復雜的育性恢復機製，可以利用基因組編輯技術構建能夠同時響應多個調控信號、恢復育性的多效R基因，提高恢復的穩定性和普適性。 3.4 雜種優勢的挖掘與強化 三係雜交棉的核心在於利用雜種優勢。基因組編輯技術可以從更微觀的層麵，為挖掘和強化雜種優勢提供新的途徑。 精細調控與雜種優勢相關的基因： 許多研究錶明，雜種優勢的産生與一係列基因的錶達差異、基因組互作以及錶觀遺傳修飾有關。基因組編輯技術可以用於精細調控與産量、縴維品質、抗逆性等相關的基因，例如，通過微調這些基因的錶達量，或改變其功能，來優化雜交後代的錶現。 定嚮創製具有互補優勢的親本： 通過基因組編輯技術，可以定嚮地對CMS係、保持係和恢復係的親本進行改良，使其在不同性狀上具有更強的互補性。例如，在一個親本中引入抗病基因，在另一個親本中引入優質縴維基因，從而在雜交後代中實現性狀的疊加和優勢互補。 探索雜種優勢的分子機製： 基因組編輯技術為驗證與雜種優勢相關的假說提供瞭強大的工具。通過定嚮編輯潛在的雜種優勢相關基因，觀察其對雜交後代錶現的影響，有助於深入理解雜種優勢産生的分子機理，從而指導更科學的育種策略。 第四章 基因組編輯在棉花品質與抗逆性改良中的應用 除瞭核心育種環節，基因組編輯技術在提升棉花終端産品品質和增強其對環境脅迫的適應性方麵也具有巨大的潛力。 縴維品質的提升： 縴維的長度、細度、強度、成熟度等直接影響其應用價值。基因組編輯技術可以靶嚮調控參與縴維生物閤成、生長發育的關鍵基因，例如，可以優化縴維素閤成相關基因的錶達，提高縴維長度和強度；調控縴維細胞伸長和角質化過程，改善縴維成熟度。 抗蟲性增強： 棉鈴蟲等害蟲是棉花生産的主要威脅。通過基因組編輯技術，可以在棉花基因組中引入抗蟲基因，或沉默植物自身的抗蟲抑製基因，增強其對害蟲的天然防禦能力。例如，編輯參與昆蟲消化道防禦或毒素代謝相關基因，提高棉花的抗蟲性。 抗病性改良： 棉花易受枯萎病、黃萎病、炭疽病等多種病害的侵襲。基因組編輯技術可以用於引入或激活廣譜性抗病基因，提高棉花對多種病原菌的抗性。 抗旱、耐鹽堿等環境脅迫的應對： 氣候變化導緻乾旱、鹽堿化等環境脅迫日益嚴重。基因組編輯技術可以靶嚮調控參與滲透調節、離子轉運、氧化應激響應等過程的基因，提高棉花在乾旱、鹽堿等不利環境下的生長和産量。 油料品質的優化： 棉籽油是重要的食用油和工業原料。基因組編輯技術可以用於調控棉籽中脂肪酸的組成，例如，提高油酸含量，降低亞油酸含量，生産更健康的食用油，或針對特定工業用途優化油料成分。 第五章 挑戰與展望 盡管基因組編輯技術為三係雜交棉育種帶來瞭前所未有的機遇，但在實際應用中仍麵臨一些挑戰： 編輯效率與脫靶效應： 盡管CRISPR-Cas9技術效率較高，但在某些棉花品種或特定基因位點上，編輯效率仍需提升。同時，脫靶效應的風險依然存在，需要開發更精確的編輯工具和評估方法。 編輯工具的遞送： 高效、穩定的基因組編輯工具遞送至棉花細胞是實現基因編輯的關鍵。目前常用的方法如農杆菌介導轉化、基因槍轉化等，在效率和普適性方麵仍有改進空間。 編輯突變的篩選與鑒定： 大量編輯突變體的篩選和鑒定需要高效的分子檢測手段和生物信息學分析工具。 倫理與法規問題： 基因組編輯作物的商業化應用需要剋服社會接受度、監管審批等倫理與法規層麵的障礙。 多基因復雜性狀的精準調控： 許多重要農藝性狀（如産量、抗逆性）受多個基因的復雜調控，如何利用基因組編輯技術實現對多基因的協同改良，仍是需要深入研究的方嚮。 結語 《三係雜交棉：基因組編輯與作物改良的探索》一書，旨在係統性地梳理基因組編輯技術在三係雜交棉育種體係中，從細胞質雄性不育係、保持係、恢復係的創製與改良，到雜種優勢的深度挖掘，再到品質與抗逆性等終端性狀的優化等各個環節的巨大潛力。本書不僅迴顧瞭三係雜交棉育種的輝煌成就，更著眼於未來，將基因組編輯這一顛覆性技術融入其中，為棉花遺傳改良的創新發展提供瞭一個廣闊的理論框架和實踐指導。我們相信，隨著基因組編輯技術的不斷成熟和應用策略的不斷優化，必將推動三係雜交棉育種進入一個全新的、更加精準、高效的時代，為保障國傢糧食安全、滿足人民日益增長的美好生活需要做齣更大貢獻。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，在翻開這本書之前，我對“細胞質雄性不育”這個概念是完全陌生的，甚至覺得這個詞匯本身就帶著一絲枯燥的科學術語感。然而，這本書以一種令人意想不到的引人入勝的方式，將這個相對晦澀的領域呈現在我麵前。作者巧妙地將復雜的生物學機理，通過層層遞進的方式進行瞭剖析，讓我這個非專業讀者也能體會到其中的精妙之處。我特彆喜歡書中關於“母係遺傳”和“父係遺傳”的對比分析，這種直觀的比較讓“細胞質”的作用變得不再抽象。書中對基因在細胞質中的錶達以及其對雄蕊發育的影響，進行瞭細緻入微的描繪，仿佛我能親眼看到基因在細胞內舞蹈，最終導緻花粉的産生受阻。這不僅僅是文字的堆砌，更是作者將自己深厚的科研積纍，用一種通俗易懂的方式進行轉化。我甚至能想象到，在實驗室裏，科研人員們是如何通過無數次的實驗和觀察，纔一步步揭開瞭這些細胞層麵的秘密。這本書讓我對遺傳學的奧秘有瞭全新的認識，也讓我開始重新審視生命體的復雜性和多樣性，原來一個小小的棉花，其繁衍後代的機製也如此值得研究和探索。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於我這樣的農業愛好者來說，絕對是一場及時雨。我一直對如何提高農作物産量和品質很感興趣，特彆是對於我們國傢至關重要的棉花産業。在閱讀過程中，我最大的感受就是“知其然，更知其所以然”。書中關於“三係雜交”的詳細介紹，不僅僅是簡單羅列育種流程，而是深入探討瞭每一個環節背後的科學原理。例如，為什麼需要“親本係”、“保持係”和“恢復係”？它們各自扮演著怎樣的角色？作者通過對這些問題的深入解答，讓我對雜交育種的精妙之處有瞭深刻的理解。特彆是關於“細胞質雄性不育”在這一過程中的關鍵作用，作者用瞭大量的篇幅進行瞭講解，從基因層麵到生理層麵，都解釋得非常到位。我甚至能聯想到，在實際的棉花種植中，掌握瞭這些育種技術，就相當於掌握瞭提升産量和品質的“金鑰匙”。這本書給我帶來的不僅僅是知識，更是一種解決問題的思路和方法。它讓我認識到，科學技術是推動農業發展最強大的動力，而對於我們這些普通人來說，瞭解這些知識，也能更好地理解我們餐桌上的食物，以及背後付齣的努力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計雖然樸實，但透著一股嚴謹的學術氣息。封麵上“三係雜交棉”幾個字，立刻將我的思緒拉迴到那個關於農業技術革新和國傢糧食安全的時代。我之前對棉花育種瞭解不多，總覺得那是一個充滿汗水和經驗的傳統領域。但讀完這本書，我纔意識到，原來在看似簡單的棉花種植背後，蘊藏著如此深厚的科學智慧和技術突破。特彆是關於細胞質雄性不育的研究，這對於我這個門外漢來說，簡直像打開瞭一個全新的世界。書中對“三係”的闡述，無論是“親本係”、“保持係”還是“恢復係”，都用非常清晰的邏輯和詳實的例子進行瞭解釋，讓我能夠一步步地理解雜交育種的原理和關鍵。我印象最深的是，作者並沒有停留在理論層麵，而是詳細介紹瞭這些理論如何在實際的育種工作中得以應用，以及這些技術如何為提高棉花産量和品質做齣瞭巨大貢獻。這本書讓我對“科技興農”有瞭更深刻的認識，也讓我對中國農業科研人員的智慧和辛勤付齣瞭由衷的敬佩。如果說之前我對棉花育種隻是“略有耳聞”，那麼現在我可以說，至少對“三係雜交棉”這一重要的技術有瞭“管中窺豹”的理解，這得益於作者紮實的學識和清晰的錶達。

評分☆☆☆☆☆

我一直對農業科技的發展抱有濃厚的興趣，尤其關注那些能夠帶來革命性變化的育種技術。這本書恰好滿足瞭我的好奇心。《三係雜交棉》不僅僅是一本關於棉花育種的書，它更是一部關於生命科學探索和技術應用相結閤的典範。我之前對“細胞質雄性不育”的概念略有耳聞，但一直不甚瞭解其具體機理和應用價值。這本書則以一種係統性的方式，將這一研究領域的核心內容進行瞭梳理和闡述。作者通過大量的實例和數據，展示瞭三係雜交棉育種技術的優越性，以及它在提高棉花産量、改善縴維品質方麵的突齣貢獻。我特彆欣賞書中關於如何利用細胞質雄性不育來剋服自花授粉限製，實現高效雜交育種的論述。這種精妙的設計，讓我感受到瞭科學傢們在解決農業生産難題時所展現齣的非凡智慧。閱讀此書，我不僅增長瞭知識，更對農業科技在解決人類生存和發展問題中的重要作用有瞭更深刻的認識。這本書的價值，遠超其紙麵本身，它承載著中國農業科技的進步史，以及無數科研工作者的心血。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀這本書的過程中，我最大的收獲就是對“三係雜交”這個概念有瞭從模糊到清晰的轉變。最初，我可能隻是覺得這是一個聽起來很專業的育種術語，但讀完之後，我纔真正理解瞭它背後所蘊含的科學原理和實際意義。作者在闡述“細胞質雄性不育”時，非常注重邏輯性和條理性，從細胞層麵、基因層麵到實際應用層麵，層層深入，讓我這個生物學背景不強的讀者也能輕鬆理解。我尤其喜歡書中對“親本係”、“保持係”和“恢復係”之間相互關係的詳細解釋，這種“三足鼎立”的模式，在育種過程中起到瞭至關重要的作用，也讓我體會到瞭科學設計的精妙。書中提供的研究成果和實際應用案例，更是為我描繪瞭一個清晰的畫麵：這項技術如何一步步地從實驗室走嚮田間，最終惠及廣大農民。這本書不僅僅是學術研究的成果展示，更是技術轉化和産業化應用的成功範例。它讓我看到瞭科學研究的價值所在，也讓我對未來農業科技的發展充滿瞭期待。對於任何想要瞭解現代棉花育種的人來說，這本書都提供瞭一個非常全麵且易於理解的視角。