本書以葡萄遺傳育種與基因組學(xué)主要研究成果為基礎(chǔ),闡述了葡萄遺傳育種的理論、實踐性成果以及葡萄基因組學(xué)研究的前沿內(nèi)容。全書共分9章,對葡萄的植物學(xué)分類與品種分類、重要性狀遺傳特點、種質(zhì)資源研究、育種方法與進(jìn)展、轉(zhuǎn)基因、基因組學(xué)與蛋白組學(xué)等方面的研究進(jìn)行了介紹與分析。
本書是我國及時部關(guān)于葡萄遺傳育種與基因組學(xué)的著作,可為果樹工作者以及對果樹遺傳育種與基因組學(xué)研究感興趣的科技人員提供參考。
我國部關(guān)于葡萄遺傳育種與基因組學(xué)的著作
江蘇省金陵科技著作出版基金資助出版
房經(jīng)貴,男,博士,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,江蘇省果樹品種改良與種苗繁育工程中心主任,教育部新世紀(jì)人才,江蘇省"青藍(lán)工程"中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)對象,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)"133重點人才工程"中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)對象。先后在以色列與美國從事植物分子遺傳領(lǐng)域的博士后研究近7年。目前主要從事葡萄分子生物學(xué)與遺傳育種以及葡萄品質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)推廣方面的研究。已培養(yǎng)與指導(dǎo)博士后、博士及碩士研究生近40名,其中國際留學(xué)生4名;在國內(nèi)外核心期刊上200余篇,其中SCI論文近80篇。
劉崇懷,男,研究員,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所副所長,從事葡萄品種資源科研工作。葡萄現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系"葡萄資源與育種研究室"崗位專家。先后主持(或承擔(dān))國家科技攻關(guān)、國家科技支撐、國家基礎(chǔ)性科技平臺、國家"948"項目等項目20多項。主編或參編了6本科技書籍,發(fā)表科技論文40余篇。
序一
序二
前言
第1章 葡萄分類及我國葡萄種質(zhì)資源研究概況
1.1 葡萄分類概況
1.1.1 葡萄的植物學(xué)分類
1.1.2 我國葡萄屬植物形態(tài)學(xué)聚類分析
1.1.3 地理分布分類
1.1.4 葡萄的栽培學(xué)分類
1.2 我國葡萄種質(zhì)資源研究概況
1.2.1 我國葡萄國家種質(zhì)資源圃概況
1.2.2 我國葡萄國家種質(zhì)資源圃保存的葡萄資源
1.2.3 資源圃資源保存方式與評價的基本情況
1.3 信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及資源共享
第2章 葡萄種質(zhì)資源的遺傳多樣性與重要品種系譜關(guān)系
2.1 葡萄遺傳多樣性的重要性
2.2 葡萄遺傳多樣性研究
2.2.1 葡萄形態(tài)學(xué)上遺傳多樣性
2.2.2 葡萄細(xì)胞學(xué)水平上遺傳多樣性
2.2.3 葡萄生物化學(xué)水平上遺傳多樣性
2.2.4 葡萄DNA水平上遺傳多樣性
2.3 胞質(zhì)基因組在葡萄屬植物系統(tǒng)發(fā)育中的應(yīng)用
2.3.1 葡萄葉綠體基因組遺傳多樣性
2.3.2 葡萄線粒體基因組遺傳多樣性
2.4 重要葡萄品系的系譜情況
2.4.1 巨峰系葡萄品種系譜
2.4.2 玫瑰香系葡萄品種系譜
2.4.3 莎巴珍珠衍生葡萄品種系譜
2.5 DNA標(biāo)記在系譜研究中的作用
第3章 葡萄重要性狀遺傳
3.1 果實色澤的遺傳
3.1.1 葡萄花色苷的生物合成
3.1.2 果實色澤遺傳規(guī)律
3.2 果實風(fēng)味的遺傳
3.2.1 葡萄風(fēng)味物質(zhì)類型
3.2.2 果實中糖、酸含量的遺傳
3.2.3 果實中芳香成分的遺傳
3.3 無核性狀的遺傳
3.3.1 葡萄無核形成機理
3.3.2 無核性狀的遺傳
3.4 果粒和果穗大小的遺傳
3.4.1 果粒大小的遺傳
3.4.2 果穗大小的遺傳
3.5 抗性的遺傳
3.5.1 葡萄抗病性遺傳
3.5.2 葡萄抗寒性遺傳
3.6 花性狀的遺傳
3.6.1 葡萄花的類型
3.6.2 葡萄花型的遺傳特點
第4章 葡萄育種概況
4.1 世界葡萄育種概況
4.1.1 葡萄的育種歷史
4.1.2 不同用途葡萄育種目標(biāo)
4.1.3 釀酒葡萄育種
4.1.4 鮮食葡萄育種
4.1.5 制干葡萄育種
4.1.6 抗性砧木育種
4.2 葡萄育種技術(shù)
4.2.1 育種策略
4.2.2 葡萄育種生物技術(shù)
4.3 我國葡萄引種
4.3.1 葡萄引種分析
4.3.2 引進(jìn)品種用途及特性統(tǒng)計
4.3.3 引種國家情況統(tǒng)計
4.4 我國葡萄育種概況
4.4.1 我國所育葡萄優(yōu)良品種基本情況
4.5 我國葡萄育種技術(shù)應(yīng)用情況
4.5.1 實生選種
4.5.2 雜交育種
4.5.3 芽變選種
4.5.4 人工誘變育種
4.5.5 生物技術(shù)育種
4.6 重要葡萄品種親本來源類型及育種效果評價
4.6.1 重要葡萄品種親本來源和利用
4.6.2 抗性材料利用
4.6.3 品種結(jié)構(gòu)及應(yīng)用情況
4.7 DNA分子標(biāo)記在果樹品種鑒定中的應(yīng)用
4.7.1 DNA分子標(biāo)記在果樹種質(zhì)資源研究中的作用
4.7.2 MCID在葡萄品種鑒定中的應(yīng)用
第5章 葡萄育種方法
5.1 雜交育種
5.1.1 葡萄雜交育種的意義、目標(biāo)與特點
5.1.2 雜交育種技術(shù)
5.1.3 雜種的選擇
5.1.4 葡萄雜交育種的一般程序
5.2 實生育種
5.2.1 實生選種的意義
5.2.2 葡萄實生變異的原因
5.2.3 葡萄實生選種的方法
5.3 芽變選種
5.3.1 芽變選種的概念、特點和意義
5.3.2 芽變的發(fā)生與嵌合體類別
5.3.3 育種目標(biāo)及選擇標(biāo)準(zhǔn)
5.3.4 芽變選種的程序和方法
5.4 人工誘變育種
5.4.1 誘變育種的概念、特點及發(fā)展概況
5.4.2 物理誘變
5.4.3 化學(xué)誘變
5.5 葡萄倍性育種
5.5.1 多倍體葡萄的特點及育種意義
5.5.2 葡萄多倍體育種原理及方法
5.5.3 葡萄多倍體的鑒定與應(yīng)用
5.5.4 葡萄多倍體育種存在的問題及展望
第6章 葡萄基因標(biāo)記與遺傳圖譜
第7章 葡萄轉(zhuǎn)基因
第8章 葡萄基因組學(xué)
第9章 葡萄蛋白質(zhì)組學(xué)
參考文獻(xiàn)
彩色插頁
第1章 葡萄分類及我國葡萄種質(zhì)資源研究概況
全世界的果品生產(chǎn)中,葡萄的產(chǎn)量及栽培面積一直位居前列,具有很高的經(jīng)濟價值,是重要的果樹作物。葡萄品種繁多,后經(jīng)過長期的引種、馴化、育種和營養(yǎng)系選種,形成了各具特色的栽培品種,使得葡萄品種資源不斷豐富。為了對葡萄種類作出客觀的劃分和鑒定,了解其分布狀況,就要對其進(jìn)行科學(xué)的分類,這樣才能合理利用和保護(hù)植物資源。美國對本國葡萄屬植物研究利用領(lǐng)域的工作開展得比較早,成效斐然。我國在此領(lǐng)域的研究工作雖然開展得相對較晚,但也取得了令世界葡萄界矚目的成就。
種質(zhì)資源能攜帶各種遺傳物質(zhì)并能繼代相傳,是生產(chǎn)上直接利用、品種選育、種質(zhì)創(chuàng)新和生物技術(shù)研究的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,對種質(zhì)資源的研究越來越深入。果樹品種選育離不開果樹種質(zhì)資源,只有具有優(yōu)良性狀的果樹種質(zhì),才能夠培育出優(yōu)良的果樹品種。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,世界上大部分植物所擁有的有用的基因已經(jīng)被收集起來,貯存在一個"倉庫"中,這個倉庫即為"基因庫",或稱"種質(zhì)庫",用以保存種質(zhì)資源。
因此,對葡萄進(jìn)行分類研究及種質(zhì)資源研究對我國葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。
1.1 葡萄分類概況
葡萄屬于葡萄科(Vitaceae),葡萄屬(Vitis L.),為落葉藤本植物,是世界最古老的植物之一。葡萄屬分為真葡萄亞屬(Subgen.Euvitis Planch)和圓葉葡萄亞屬(Subgen.Muscadinia Planch)。葡萄屬植物染色體小,減數(shù)分裂時,真葡萄亞屬形成19個二價體(2n=2x=38),圓葉葡萄亞屬則形成20個二價體(2n=2x=40)。圓葉葡萄亞屬有3個種:圓葉葡萄(V. rotundifolia Michaus)、鳥葡萄(V. munsoniana Simpson)和墨西哥葡萄(V. popenoei Fennel.)。真葡萄亞屬一般認(rèn)為有63個種和43個爭議種。全世界栽培葡萄約有14 000個品種,其中,在資源圃中保存或在栽培上應(yīng)用的有7 000~8 000個,分布于北緯52°到南緯43°的廣大地區(qū)(戴洪義等,1992;歐陽壽如,1980)。葡萄分類是栽培育種的重要基礎(chǔ)。Small將真葡萄和圓葉葡萄分為2個獨立的屬,即葡萄屬和圓葉葡萄屬(牛立新,1993)。但目前一般按起源中心分類方法。
據(jù)考古資料,最早栽培葡萄的地區(qū)是小亞細(xì)亞里海和黑海之間及其南部地區(qū)。大約在7000年以前,南高加索、中亞細(xì)亞、敘利亞、伊拉克等地區(qū)也開始了葡萄的栽培。品質(zhì)優(yōu)良的歐洲種葡萄(Vitis vinifera L.)起源于地中海、黑海和里海沿岸。葡萄屬種按照地理分布、生態(tài)特點,分為歐亞、北美和東亞3大種群,以上種群是葡萄屬種的主要來源。
第8章 葡萄基因組學(xué)
截至2013年5月,人類已經(jīng)完成了人、牛、豬、擬南芥、葡萄、楊樹、番木瓜、水稻、高粱、草莓、蘋果、香蕉等物種的基因組測序任務(wù)。隨著這些基因組計劃的完成,分子生物學(xué)的主要目標(biāo)已經(jīng)從傳統(tǒng)的單個基因的研究轉(zhuǎn)向?qū)ι镎麄€基因組結(jié)構(gòu)與功能的研究。生命科學(xué)正從全新的視角研究與探討生長與發(fā)育、遺傳與變異、結(jié)構(gòu)與功能以及健康與疾病等生物學(xué)與醫(yī)學(xué)基本問題的分子機理,并形成了一門新的學(xué)科分支——基因組學(xué)。基因組學(xué)研究的對象涉及原核生物和真核生物不同的種屬,其所研究的內(nèi)容觸及到生命學(xué)科的各個領(lǐng)域,對生命科學(xué)的未來發(fā)展將產(chǎn)生重大影響。基因組學(xué)不僅從理論上可以闡明生物系統(tǒng)的機理,而且可以更有效地將優(yōu)良的基因通過遺傳轉(zhuǎn)化的方法導(dǎo)入栽培品種,培育優(yōu)良新品種,這對于提升葡萄乃至其他果樹育種水平和培育新品種具有重大意義。
不僅為促進(jìn)我國葡萄遺傳育種的發(fā)展提供了新的動力,而且為建立新興的中國現(xiàn)代葡萄遺傳育種學(xué)體系構(gòu)建了科學(xué)的骨架結(jié)構(gòu)。該書在理論上和實踐上都有明顯的創(chuàng)新性、科學(xué)性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實用性。
——中國農(nóng)學(xué)會葡萄分會會長、北京農(nóng)學(xué)院教授 晁無疾
該書的出版對我國葡萄育種和基因研究將提供研究方法和育種理論依據(jù),必將對我國葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到牽引的作用。
——西北農(nóng)林科技大學(xué)教授 王躍進(jìn)