小麦抗旱研究进展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王爱萍，董琦 著

图书标签:

• 小麦
• 抗旱
• 旱性
• 生理学
• 遗传学
• 分子生物学
• 育种
• 水分利用
• 逆境生理
• 作物生理

出版社： 中国农业科学技术出版社

ISBN：9787802334304

版次：1

商品编码：10453632

包装：平装

开本：大32开

出版时间：2007-12-01

用纸：胶版纸

页数：287

字数：240000

正文语种：中文

内容简介

　　 基于多年从事小麦抗逆性的研究，尤其是在抗旱分子生物学方面的工作进展，我们在总结前人研究的基础上，结合近年来在该领域中所取得的研究成果，并且参考了国内外部分学者新的研究进展，从而编著了《小麦抗旱研究进展》。出版这《小麦抗旱研究进展》的目的，旨在对从事小麦抗旱研究的同行能有所帮助。
　　 全书内容共分为五章。第一章、第二章和第四章为王爱萍撰写；第三章和第五章为董琦撰写。第一章介绍了高等植物脱水的分子反应；第二章主要介绍了高等植物水分胁迫的生理生化方面的基础知识；第三章和第五章主要对干旱胁迫有关基因的基因工程研究进展和小麦的几个重要抗旱基因的研究进展作了一些介绍；第四章则是对小麦的抗旱研究常用的相关分子生物学实验原理和方法作了介绍。
　　 随着全球自然环境的变化和灾害天气的有增无减，干旱的发生日趋显著，而且为害程度愈来愈重，因此在小麦基础理论与应用研究深入开展的今天，对小麦抗逆性的研究具有十分重大的现实意义。

目录

第一章高等植物脱水的分子反应
第一节植物水分胁迫的有关知识
第二节用于分子研究的植物物种和试验体系
第三节ABA
第四节水分胁迫的感知
一、组氨酸激酶
二、水分亏缺反应的激酶和磷酸酶
三、钙信号
四、异源三体G－蛋白
五、磷脂信号
第五节转录控制
一、ABA反应元件
二、脱水反应元件
三、SAP域
四、Myb和螺旋－环－螺旋域
五、同源域蛋白
六、RNA是信号分子吗？
七、网络中的信号位置
第六节脱水激活的蛋白
一、适合溶质的积累
二、编码保护性功能蛋白的基因
三、活性氧中间产物
第七节结论和看法

第二章高等植物水分胁迫的生理生化基础
第一节植物抗旱性
第二节干旱胁迫对植物的伤害机理
一、抑制植物生长
二、伤害光合作用系统
三、活性氧的氧化伤害
第三节植物的抗旱机理
一、气孔行为
二、信号传导
三、渗透调节
四、代谢调节
五、脱水保护
六、抗氧化防御系统
七、损伤修复
八、脱落酸作用
九、水通道蛋白
十、光合作用调节

第三章干旱胁迫有关基因的基因工程研究进展
第一节水分胁迫诱导表达的基因
一、调节基因
二、功能基因
第二节植物抗旱基因工程
一、功能基因的基因工程
二、调节基因的基因工程

第四章小麦抗旱研究相关分子生物学试验方法
第一节基因的分离技术及应用
一、基因文库技术
二、生物芯片技术
……

第五章小麦抗旱基因研究进展
参考文献

精彩书摘

第一章 高等植物脱水的分子反应
第一节 植物水分胁迫的有关知识
水分是植物所有生理活动的重要分子，水分有效性的利用决定了植物的分布和它们的产量。水分对植物体的所有生理过程都很重要，在细胞水平上，它是运输代谢物和营养物的主要介质。水分占据植物体非木质部分叶片和根生物量的80％～90％。另外，水还是连结土壤、植物、大气生态链的介质。水分的存在使植物体保持了同有形态，维持了植物正常生长体温等。如果一个植物体的水分不足，植物表现为水分亏缺，或者植物受到水分胁迫，一般称为干旱。水分胁迫一般是水分不足的广泛形式。当植物的水分状态处于相对较小的范同内进行变化时即是水分胁迫。干燥则是植物体丧失了大量水或大部分原生质的自由水，只剩下束缚水的存在。十燥是脱水的极端形式，也是植物体有活力进程的结果，植物忍受十燥时有相应的保护系统来保护植物体免受致命的伤害。干旱主要用于农业上作物遭受的水分亏缺或水分胁迫。水分亏缺或脱水表示水分的供应不足对细胞的新陈代谢和抑制植物生长和发育方面有直接的影响。水分亏缺不仅仅因为水分的缺少引起，而且由其他环境胁迫比如低温或者高盐引起。各种胁迫反应包括许多共用分子化合物。不同的胁迫对植物造成的影响是导致植物减产。
植物组织的水势体现了植物体内水分的能量状态，可与土壤和大气中的水分联系起来，直接决定着植物对水分的吸收、运输和散失过程。在干旱条件下维持较高的叶水势是植物抗旱性的一个重要机制。
……

前言/序言

《小麦抗旱研究进展》图书简介 引言：生命的韧性与挑战 小麦，作为全球最重要的粮食作物之一，养育着数十亿人口的生命。然而，随着气候变化日益严峻，干旱已成为小麦生产面临的最严峻的挑战之一。这场无声的危机，不仅威胁着粮食安全，更深刻地影响着全球经济、社会稳定和人类福祉。面对不断蔓延的荒漠化、日益枯竭的水资源以及难以预测的降雨模式，人类迫切需要深刻理解小麦抵抗干旱的生理机制，并探索高效的育种策略与栽培技术，以确保这一生命之粮的持续繁荣。 本书《小麦抗旱研究进展》正是应此时代之需而生。它并非一部简单的技术手册，而是一次对生命韧性与自然挑战的深入探索。本书汇聚了国内外顶尖科研人员的智慧结晶，系统性地梳理了小麦抗旱研究的最新动态、关键进展以及未来趋势。我们旨在为广大科研工作者、涉农企业、政策制定者以及对农业科学怀有热情的读者，提供一个全面、深入、前沿的视角，共同应对干旱挑战，守护小麦的未来。 第一篇：干旱胁迫下的生理生化响应 干旱，并非简单的缺水，而是一种复杂而多维度的环境胁迫。当小麦遭遇干旱时，其体内会发生一系列精妙而深刻的生理生化变化，这些变化构成了其抗旱性的基础。 水分平衡的维持： 蒸腾作用的调控： 气孔是植物与外界进行气体交换的门户，也是水分散失的主要途径。在干旱胁迫下，小麦会迅速感知到水分信号，通过一系列信号转导途径，调控气孔的开度，最大限度地减少水分的无效蒸腾。本书将详细解析不同信号分子（如脱落酸ABA、钙离子Ca2+、活性氧ROS等）在气孔关闭过程中的关键作用，以及ABA受体PYR/PYL/RCAR家族如何感知ABA信号并激活下游效应。 渗透调节物质的积累： 为了维持细胞的膨压和正常的代谢活动，小麦在干旱胁迫下会合成并积累大量的渗透调节物质，如脯氨酸（Proline）、可溶性糖（Soluble sugars）、甜菜碱（Betaine）等。这些物质能够降低细胞液的渗透势，从而在外界水分不足的情况下，依旧能够从土壤中吸收水分，并阻止细胞失水。本书将深入探讨不同渗透调节物质的合成途径、调控机制及其在提升小麦抗旱性中的协同作用。 细胞膜的稳定： 干旱胁迫容易导致细胞膜脂过氧化，损伤细胞结构和功能。小麦通过积累抗氧化酶（如超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD等）和非酶抗氧化剂（如维生素C、维生素E、类胡萝卜素等），有效清除活性氧，减轻膜脂过氧化，维持细胞膜的完整性。本书将详细介绍这些抗氧化系统的构成、激活机制以及它们在保护细胞免受氧化损伤中的关键作用。 光合作用的适应性调整： 光能利用效率的改变： 干旱胁迫会影响光合色素的含量，降低光能吸收效率。同时，过强的光照可能导致光系统II（PSII）的光损伤。小麦会通过调整光合色素的组成、改变光能传递路径、激活光保护机制（如叶黄素循环）等方式，减少光损伤，优化光能利用。 CO2固定能力的减弱与修复： 气孔关闭直接导致CO2供应不足，抑制卡尔文循环，降低光合速率。然而，小麦也发展出了一系列补偿机制，例如提高CO2浓缩机制（CCM）的效率，增强Rubisco酶的羧化能力，或者在胁迫缓解后快速恢复光合作用。本书将深入剖析干旱胁迫对光合电子传递链、CO2固定酶系以及光合调控网络的影响，并探讨可能的修复策略。 生长发育的响应： 根系的发育与功能： 根系是小麦吸收水分和养分的主要器官。在干旱条件下，小麦会优先将有限的资源分配给根系的生长，促进根冠伸长，增加根系分布深度和密度，以期寻找到更深层的水分。同时，根系的渗透调节能力也会显著增强。本书将详细阐述干旱信号如何调控根系形态建成，以及根系在水分和信号感知中的双重作用。 地上部分的抑制： 为了减少水分散失，小麦会表现出生长发育受抑制的现象，例如叶片生长缓慢、节间缩短、花期延迟等。这种生长抑制在一定程度上是适应性反应，有助于在有限的水分条件下完成生命周期。 第二篇：基因层面的抗旱机制解析 深入理解小麦抗旱的基因调控网络，是实现高效抗旱品种培育的关键。近年来，随着基因组学、转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等高通量技术的蓬勃发展，我们对小麦抗旱基因的认知取得了突破性进展。 关键抗旱基因的鉴定与功能分析： 信号转导通路上的基因： ABA信号通路上的关键基因，如PYR/PYL/RCAR、PP2C、SnRK2等，在干旱胁迫响应中起着核心作用。本书将详细介绍这些基因的分子结构、调控网络以及它们如何协同作用，将干旱信号传递至下游效应基因。 渗透调节物质合成相关的基因： 如脯氨酸合成酶基因（P5CS）、甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH）等，它们的表达水平升高直接导致渗透调节物质的积累。 抗氧化系统相关的基因： 如SOD、CAT、POD等基因的表达调控，直接影响植物清除活性氧的能力。 生长发育调控基因： 一些与根系发育、叶片衰老、生长速率等相关的基因，在干旱胁迫下会发生表达变化，调控小麦的生长策略。 转录因子家族： AP2/ERF、NAC、bZIP、MYB等转录因子家族在干旱响应中扮演着“总开关”的角色，它们能够结合到下游靶基因的启动子区域，调控成百上千个基因的表达。本书将重点介绍几个关键的转录因子家族及其在调控小麦抗旱性中的具体作用。 基因组学与转录组学在抗旱研究中的应用： 全基因组关联分析（GWAS）： 利用大量的基因型数据和表型数据，GWAS能够高效地定位与抗旱性相关的QTL（数量性状基因座）和SNP（单核苷酸多态性），为分子标记辅助育种奠定基础。 RNA测序（RNA-Seq）： 能够全面、高精度地分析不同干旱胁迫条件下，小麦基因的表达谱变化，揭示潜在的抗旱调控网络。 基因编辑技术（CRISPR/Cas9）： 为精确地修改或引入抗旱相关基因提供了强有力的工具，能够快速创制具有优良抗旱特性的新品种。 表观遗传修饰与抗旱性的关联： DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传机制，能够在不改变DNA序列的情况下，影响基因的表达。这些修饰在调控小麦对干旱信号的长期记忆和适应性响应中发挥着重要作用。本书将探讨表观遗传修饰在小麦抗旱性中的潜在机制。 第三篇：育种策略与技术创新 在深入理解了小麦抗旱的生理生化机制和基因调控网络之后，如何将这些知识转化为实际的育种实践，是本书关注的另一核心焦点。 传统育种方法的改良与优化： 表型选择与杂交育种： 尽管面临干旱胁迫下表型差异不显著的挑战，但通过精细的表型鉴定平台和合理的育种设计，传统方法依然能够筛选出优异的抗旱亲本，并通过杂交组合培育新品种。 多代选择与回交： 针对复杂的抗旱性状，通过多代选择和回交，能够逐步提高目标基因的纯合度，获得稳定遗传的抗旱品种。 分子标记辅助育种（MAS）： QTL-seq与BSA（Bulk Segregant Analysis）： 利用分子标记与目标性状进行关联分析，能够加速育种进程，提高育种效率。 基因组选择（GS）： 结合大量的基因组信息，GS能够预测个体的育种值，尤其适用于低遗传力性状的改良，能够显著缩短育种周期。 基因工程与基因编辑技术在抗旱育种中的应用： 基因导入： 将来源于其他生物（包括微生物、其他作物等）的优异抗旱基因导入小麦，如DREB基因、Osmotin基因等，能够显著提升小麦的抗旱能力。 基因编辑： 通过CRISPR/Cas9等技术，对小麦自身基因进行精确的修饰，例如沉默抑制抗旱性的基因，或者增强关键抗旱基因的表达，能够定向创制抗旱新品系。本书将重点探讨基因编辑技术在 Wheat 基因组上的应用挑战与前景。 新品种的抗旱性评价与田间验证： 多点、多环境的抗旱性评价： 仅仅在实验室条件下评估抗旱性是不足够的，需要在不同干旱程度、不同土壤类型、不同气候条件下的多点试验田进行综合评价，以确保新品种的稳定抗旱表现。 生理生化指标与作物产量相结合： 在评价抗旱性的同时，必须关注对产量和品质的影响，确保抗旱性改良不会牺牲作物的重要农艺性状。 第四篇：抗旱栽培技术与综合管理 除了品种改良，合理的栽培技术与综合管理措施，对于在现有资源条件下最大限度地发挥小麦的抗旱潜力同样至关重要。 节水灌溉技术： 滴灌、喷灌、微喷灌： 根据不同地区的水资源状况和土壤特性，选择最适宜的节水灌溉方式，精准供水，避免水分的浪费。 时期灌溉： 针对小麦不同生育期的需水规律，合理安排灌溉时间和水量，尤其在关键灌浆期和开花期，确保水分供应。 雨水集蓄与利用： 通过修建集水沟、挡水坝等工程措施，最大限度地收集和利用天然降水。 耕作与播种策略： 免耕、少耕技术： 减少土壤的翻耕次数，有助于保护土壤结构，增加土壤有机质含量，提高土壤保水能力。 适时播种： 合理安排播种时间，使小麦在最有利的季节进行生长，避开最严重的干旱期。 优化播种密度： 根据土壤肥力、水分状况和品种特性，确定合理的播种密度，减少个体间的竞争，提高水分利用效率。 土壤改良与养分管理： 增施有机肥： 有机肥能够显著改善土壤的团粒结构，提高土壤的保水保肥能力。 测土配方施肥： 精准施肥，满足小麦不同生长期的养分需求，避免养分过剩或不足对小麦抗旱性造成的负面影响。 覆盖保墒： 麦秸秆覆盖、地膜覆盖等措施，能够有效减少土壤水分蒸发，保持土壤湿度。 病虫害综合防治： 干旱胁迫会降低小麦自身的抗性，使其更容易受到病虫害的侵袭。因此，加强病虫害的监测与防治，对于维持小麦健康生长至关重要。 第五篇：未来展望与挑战 尽管小麦抗旱研究取得了显著的成就，但前方的道路依然充满挑战。 气候变化的不确定性： 极端干旱事件的频率和强度仍在增加，对现有抗旱品种和技术提出了更高的要求。 基因组学研究的深入： 尽管已取得进展，但小麦基因组的复杂性依然很高，许多抗旱相关基因的功能仍需深入挖掘。 多基因、多环境互作： 抗旱性是一个高度复杂的多基因性状，受多种环境因素的交互影响，精确解析这种互作关系仍然是一个巨大的挑战。 技术转化与应用： 如何将实验室的研究成果高效地转化为田间的实际应用，是缩小科研与生产之间差距的关键。 可持续发展： 在提高抗旱性的同时，必须兼顾生态环境的可持续性，避免过度依赖化学品或破坏性耕作方式。 本书《小麦抗旱研究进展》旨在汇聚当前最前沿的研究成果，揭示潜在的机制，启发新的思路，并为未来研究指明方向。我们相信，通过全球科研人员的共同努力，通过技术创新与战略协作，我们一定能够找到应对干旱挑战的有效途径，确保小麦这一“生命之粮”的永续供给，为人类的未来奠定坚实的粮食基础。 结语：希望的种子 干旱，是严峻的考验，更是孕育韧性的土壤。本书所呈现的，不仅仅是科学研究的进展，更是人类智慧与生命力在严酷自然环境中的闪耀。愿本书能够播下希望的种子，激励更多人投身于小麦抗旱事业，共同守护我们的地球，守护我们赖以生存的粮食。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这种类型的学术专著通常持有一种敬而远之的态度，总觉得会充斥着晦涩难懂的专业术语和枯燥的数据模型。然而，这本关于植物生理学的著作，却意外地展现出了一种令人振奋的活力和前沿性。它没有停留在基础的细胞结构讲解上，而是大胆地将焦点聚焦于现代分子生物学的前沿突破，特别是那些关于基因编辑技术如何重塑作物性状的探讨。其中关于光合作用效率提升机制的章节，那种层层递进的逻辑推演，以及引用的大量国际顶级期刊的研究成果，都彰显了作者深厚的学术功底和敏锐的科研洞察力。我尤其欣赏作者在讨论伦理边界时的那种审慎态度，没有盲目歌颂技术的力量，而是平衡地展示了其带来的机遇与潜在的风险。对于任何一个关注未来农业科技发展趋势的人来说，这本书无疑提供了一个极佳的、兼具深度和广度的思考平台，读完后感觉视野都被拓宽了许多。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来形容这本书的风格，那一定是“锐利”。它毫不留情地揭示了现代农业体系中存在的结构性矛盾，特别是关于资源分配不公和过度依赖单一高产作物品种所带来的潜在系统性风险。作者在数据分析上的功力令人叹服，各种交叉对比图表清晰地指向了某个令人不安的趋势。不同于那种试图提供万能解决方案的教科书，这本书更像是一个冷静的“预警系统”，它系统地拆解了某些看似高效的农业实践，是如何一步步将生态系统的韧性推向边缘的。阅读过程中，我不断地在“理解”与“震惊”之间徘徊，作者提出的那些对现有补贴政策和种植结构的质疑，尖锐而富有启发性，迫使读者必须跳出现有的思维定势，去重新审视我们赖以生存的粮食生产体系的底层逻辑。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的文集，甫一翻开，便被其深邃的历史人文关怀所吸引。它并非仅仅是罗列史实，而是以一种近乎诗意的笔触，勾勒出中华文明在漫长岁月中，如何与脚下的土地进行着一场无声的对话。作者显然对古代农业思想有着深入的探究，从甲骨文中的“稼穑”之意，到先秦诸子的农耕哲学，再到汉唐盛世的屯垦制度，无不展现出一种对“天人合一”境界的执着追求。尤其是其中对某一特定历史时期水利工程建设的细致分析，简直像是一部活生生的技术变迁史，让人不禁惊叹于古人那种因地制宜、顺应自然的智慧。阅读过程中，我时常被那些古老的农谚和灌溉方法所触动，它们所蕴含的朴素真理，在今天的快速发展中似乎愈发显得珍贵和值得深思。整本书的论述逻辑严密，引经据典却又行文流畅，仿佛一位睿智的老者，循循善诱地讲述着土地的故事，让人在知识的海洋中获得了极大的精神滋养。

评分☆☆☆☆☆

这套书的叙事方式极其独特，它采用了多重视角交错的结构，将宏大的生态系统变化，巧妙地融入到几个虚构人物的微观命运之中。我仿佛跟随着一位生活在干旱边缘的农民的视角，体验了那些年土地是如何逐渐失去生机的痛苦，又通过一位年轻科学家的不懈努力，看到了希望的微光。这种文学性的处理，极大地增强了作品的情感穿透力，使得那些原本可能显得冰冷的数据和模型，瞬间获得了鲜活的生命。作者在描绘气候变化对当地社区产生的连锁反应时，那种细腻的笔触，让我感受到了人与环境之间那种脆弱而深刻的联系。它不仅在阐述科学知识，更是在诉说一个关于适应、坚韧与传承的故事，读完后心中久久不能平静，让人对我们所依赖的自然资源，产生了更深层次的敬畏和责任感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计和排版风格，透露出一种极为现代、极简主义的美学倾向，这与它所探讨的主题——工业化生产中的供应链优化——形成了有趣的张力。内容上，它更像是一份深入企业内部的“解剖报告”，详细剖析了全球化背景下，原材料采购、中间品加工到最终成品配送的复杂网络是如何协同运作的。作者似乎是把一个庞大的、由无数变量构成的数学模型，用清晰的案例研究和流程图展示了出来，使得原本让人头皮发麻的复杂系统，变得可以被理解和操作。最让我印象深刻的是关于“柔性制造”的论述，它不再是单纯追求规模经济，而是强调快速响应市场变化的能力，这一点在当下这个变动不居的商业环境中，显得尤为关键。虽然其中不乏一些商业管理领域的术语，但行文风格却保持着一种冷静的、工程师般的精确性，读起来酣畅淋漓，充满了解决问题的快感。