基因定位与育种设计/“十二五”国家重点图书出版规划项目·生命科学前沿 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王建康，李慧慧，张鲁燕 著

图书标签:

• 基因定位
• 育种设计
• 分子标记
• 基因组学
• 生物信息学
• 作物遗传
• 育种技术
• 生命科学
• 十二五规划
• 农业科技

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030406941

版次：1

商品编码：11489765

包装：平装

丛书名： “十二五”国家重点图书出版规划项目·生命科学前沿

开本：16开

出版时间：2014-06-01

用纸：胶版纸

页数：408

字数：584000

正文语种：中文

内容简介

　　《基因定位与育种设计》建立在作者十多年科研和教学的基础之上，《基因定位与育种设计》可分为四部分.第1章为第1部分，介绍遗传研究群体.主要包括常见群体类型、基因型数据的初步整理和分析、基因效应和遗传方差的定义和计算、单环境和多环境表型观测值的方差分析，以及基因型值和遗传力的估计等内容.第2章为第二部分，介绍连锁分析和遗传图谱构建.主要包括世代转移矩阵、两个座位上基因型的理论频率、两个基因座位间重组率的估算、作图函数和遗传图谱构建算法等内容.第3~第7章为第三部分，介绍数量性状基因的作图原理和方法.主要包括单标记分析，简单区间作图，完备区间作图，上位型互作及与环境互作的QTL作图，选择群体、自然群体和多亲本群体的基因定位，以及QTL作图中常见问题解析等内容.第8~第10章为第四部分，介绍育种中的模拟、预测和设计.主要包括育种过程的建模和模拟，育种方法的模拟比较和优化，线性预测模型及其育种应用，以及利用遗传研究结果开展育种设计等内容.前三部分可看作基因定位的内容，第四部分可看作育种设计的内容.每章之后，附有练习题.书后附有参考文献、中英文名词对照和索引.

内页插图

目录

第1章 遗传研究群体§1.1 遗传研究的常见群体类型§1.1.1 双亲群体§1.1.2 多亲群体§1.1.3 创建遗传群体的若干注意事项§1.2 基因型数据的初步整理和分析§1.2.1 基因型数据的获取§1.2.2 基因频率和基因型频率§1.2.3 基因型频率的适合性检验§1.3 基因效应和遗传方差§1.3.1 群体均值和表型方差的计算§1.3.2 单基因座位上的加显性遗传模型§1.3.3 单基因座位上的遗传方差§1.4 单环境表型观测值的方差分析§1.4.1 表型值的线性分解§1.4.2 表型离差平方和的分解§1.4.3 水稻粒长性状的单环境方差分析§1.5 多环境表型观测值的方差分析§1.5.1 表型值的线性分解§1.5.2 表型离差平方和的分解§1.5.3 水稻粒长的多环境方差分析§1.6 基因型值和遗传力的估计§1.6.1 单环境基因型值和遗传力的估计§1.6.2 多环境基因型值和遗传力的估计§1.6.3 异质误差方差下基因型值的估计练习题

第2章 连锁分析和遗传图谱构建§2.1 世代转移矩阵§2.1.1 世代转移矩阵的定义§2.1.2 回交世代转移矩阵§2.1.3 自交世代转移矩阵§2.1.4 加倍单倍体世代转移矩阵§2.1.5 连续自交的世代转移矩阵§2.1.6 基因型理论频率的矩阵表示§2.2 两个座位上各种基因型的理论频率§2.2.1 10种基因型的理论频率§2.2.2 永久群体中4种纯合基因型的理论频率§2.2.3 两个共显性标记在暂时群体中的基因型理论频率§2.2.4 一个共显性和一个显性标记在暂时群体中的基因型理论频率§2.2.5 一个共显性和一个隐性标记在暂时群体中的基因型理论频率§2.2.6 两个显性标记在暂时群体中的基因型理论频率§2.2.7 一个显性和一个隐性标记在暂时群体中的基因型理论频率§2.2.8 两个隐性标记在暂时群体中的基因型理论频率§2.3 两个标记/基因座位间重组率的估算§2.3.1 DH群体中重组率的极大似然估计§2.3.2 重组率极大似然估计的一般形式§2.3.3 F2群体中一个共显性座位和一个显性座位间的重组率估计§2.3.4 Newton迭代算法中初始值的选取§2.3.5 F2群体中重组率估计的EM算法§2.3.6 奇异分离对重组率估计的影响§2.4 不同遗传群体重组率估计的比较研究§2.4.1 不同遗传群体中检验连锁的LOD统计量§2.4.2 不同遗传群体中重组率估计的准确度§2.4.3 不同遗传群体检测到显著连锁所需的样本量§2.5 作图函数和遗传图谱构建§2.5.1 遗传干涉和干涉系数§2.5.2 作图函数§2.5.3 标记分群算法§2.5.4 标记排序算法§2.6 随机交配群体的连锁分析§2.6.1 随机交配与连锁不平衡§2.6.2 基因型到配子的转移矩阵§2.6.3 随机交配若干代的配子型和基因型频率练习题

第3章 单标记分析和简单区间作图§3.1 单标记分析§3.1.1 单标记基因型均值的差异分析§3.1.2 两种基因型群体中单标记分析的t检验§3.1.3 3种基因型群体中单标记分析的t检验§3.1.4 3种基因型群体中单标记方差分析§3.1.5 单标记分析的似然比测验§3.1.6 单标记分析存在的问题§3.2 简单区间作图§3.2.1 区间标记型中QTL基因型的频率§3.2.2 QTL基因型平均表现的极大似然估计§3.2.3 QTL存在的检验§3.2.4 QTL遗传效应和贡献率的估计§3.2.5 区间作图在一个DH和一个F2群体中的应用§3.2.6 简单区间作图中的幻影QTL现象§3.2.7 简单区间作图的其他问题§3.3 检验统计量LOD临界值的选择§3.3.1 显著性水平和检验统计量的临界值§3.3.2 不存在QTL的零假设条件下单个扫描位点LRT统计量的分布§3.3.3 单条染色体上最大LOD统计量分布的影响因素§3.3.4 全基因组有效检验次数与经验LOD临界值§3.3.5 排列检验与经验LOD临界值练习题

第4章 完备区间作图方法§4.1 控制背景遗传变异的重要性§4.2 DH群体完备区间作图§4.2.1 单个QTL的加性遗传模型§4.2.2 多个QTL的加性遗传模型§4.2.3 定位加性QTL的一维扫描和假设检验§4.2.4 ICIM在一个大麦DH作图群体中的应用§4.3 F2群体完备区间作图§4.3.1 单QTL的加显性遗传模型§4.3.2 多QTL的加显性遗传模型§4.3.3 定位加显性QTL的一维扫描和假设检验§4.3.4 ICIM在一个大豆F2作图群体中的应用§4.4 假设检验的第二类错误与QTL检测功效§4.4.1 第二类错误和假设检验的功效§4.4.2 第二类错误概率与适宜的样本量§4.4.3 模拟试验中QTL的分布和效应模型§4.4.4 QTL检测功效和错误发现率的计算§4.5 完备区间与简单区间两种作图方法的比较§4.5.1 简单区间作图的QTL检测功效§4.5.2 完备区间作图的QTL检测功效§4.5.3 依标记区间的检测功效§4.5.4 QTL作图群体的大小§4.6 避免表型对标记变量的过拟合练习题

第5章 互作QTL作图§5.1 DH群体中上位型互作QTL作图§5.1.1 互作QTL作图的线性回归模型及其统计学性质§5.1.2 上位性QTL的二维区间作图§5.1.3 连锁和上位型互作存在时群体遗传方差的计算§5.1.4 利用DH群体定位互作QTL的模拟研究§5.2 F2群体上位型互作QTL作图§5.2.1 F2群体的上位型互作遗传模型§5.2.2 F2群体的上位性QTL作图§5.3 常见互作类型的遗传分析和检测功效§5.3.1 两个互作座位间遗传效应的计算§5.3.2 两个基因座位间遗传方差的分解§5.3.3 互作QTL检测功效的模拟§5.3.4 互作QTL作图应注意的一些问题§5.4 QTL与环境间的互作分析§5.4.1 加性QTL与环境的互作分析§5.4.2 加加上位性QTL与环境的互作分析§5.4.3 一个真实RIL群体的QTL和环境互作分析练习题

第6章 其他类型群体的基因定位§6.1 选择基因型分析和混合分离分析§6.1.1 选择基因型分析的统计学原理§6.1.2 选择基因型分析中检验QTL的LOD统计量§6.1.3 混合分离分析§6.1.4 选择基因型分析和混合分离分析存在的问题§6.2 染色体片段置换系群体的QTL作图§6.2.1 染色体片段置换系群体的特点§6.2.2 染色体片段置换系群体的QTL定位方法§6.2.3 水稻染色体片段置换系群体中粒长性状的QTL作图§6.3 多亲本与一个共同亲本杂交衍生遗传群体的QTL作图§6.3.1 广义线性回归和模型选择§6.3.2 JICIM的参数估计和假设检验§6.3.3 一个拟南芥NAM群体中开花期性状的QTL定位§6.4 自然群体的关联分析方法§6.4.1 连锁与连锁不平衡§6.4.2 随机交配与连锁不平衡§6.4.3 群体结构与连锁不平衡§6.4.4 连锁分析和关联分析两种基因定位方法的比较§6.5 数量性状基因的孟德尔化§6.5.1 重组近交家系群体中粒宽QTL的初步定位§6.5.2 染色体片段置换系群体中粒宽QTL的验证§6.5.3 一个稳定遗传粒宽QTL的孟德尔化§6.5.4 一个稳定遗传粒宽QTL的精细定位练习题

第7章 QTL作图中的其他常见问题§7.1 QTL遗传方差和贡献率的计算§7.1.1 单个QTL的遗传方差和贡献率§7.1.2 连锁QTL的遗传方差和贡献率§7.1.3 QTL贡献率与QTL检测功效的提高§7.2 复合性状的QTL作图§7.2.1 复合性状及其在遗传研究和育种中的应用§7.2.2 一个玉米RIL群体中构成性状和复合性状的QTL作图§7.2.3 复合性状的基因效应和遗传方差§7.2.4 复合性状QTL作图的功效分析§7.2.5 复合性状的遗传力§7.3 加密标记对QTL检测功效的影响§7.3.1 加密标记对单个QTL检测的影响§7.3.2 加密标记对连锁QTL检测的影响§7.4 缺失标记的填补及缺失标记对QTL作图的影响§7.4.1 缺失标记的填补§7.4.2 一个水稻F2群体中的株高QTL§7.4.3 缺失标记对QTL检测功效的影响§7.5 奇异分离对遗传研究的影响§7.5.1 一个水稻F2群体中的奇异分离标记§7.5.2 奇异分离在3种基因型群体中对QTL作图的影响§7.5.3 奇异分离影响的距离§7.5.4 奇异分离在两种基因型群体中对QTL作图的影响§7.6 数量性状表型分布的非正态性§7.6.1 数量性状的表型模型与表型分布§7.6.2 非正态表型分布的QTL作图练习题

第8章 育种过程的建模和模拟§8.1 植物育种模拟的重要性、原理和工具§8.1.1 育种模拟的重要性§8.1.2 育种模拟原理和工具§8.2 定义基因和环境系统及育种起始群体§8.2.1 基因和环境系统的一些基本信息§8.2.2 环境和性状信息§8.2.3 基因信息§8.2.4 标记信息§8.2.5 上位型互作网络信息§8.2.6 起始群体信息§8.3 在QuLine中定义育种方法§8.3.1 育种过程的详细描述§8.3.2 育种模拟试验的若干基本信息§8.3.3 简化修饰系谱育种方法的数字化定义§8.3.4 简化选择混合育种方法的数字化定义§8.4 模拟试验设计和结果分析§8.4.1 模拟试验设计§8.4.2 模拟结果分析:不同育种策略的遗传进度§8.4.3 模拟结果分析:成本与收益分析§8.4.4 育种模拟与科学化育种练习题

第9章 育种方法的模拟和比较§9.1 比较育种方法和利用基因信息选配亲本§9.1.1 修饰系谱和选择混合两种育种方法的模拟和比较§9.1.2 育种模拟在利用已知基因信息选配亲本中的应用§9.2 回交育种的模拟和比较§9.2.1 模拟试验的基本信息§9.2.2 墨西哥国际玉米小麦改良中心小麦育种的亲本材料§9.2.3 简单回交与选择混合育种策略的结合§9.2.4 模拟试验设计§9.2.5 模拟结果分析§9.2.6 回交育种及简单回交育种策略的广泛应用§9.3 加倍单倍体与小麦常规育种的模拟比较§9.3.1 基因和环境系统§9.3.2 两种DH育种和常规育种方法§9.3.3 3种育种方法的年份和成本分析§9.3.4 DH和常规育种的遗传进度§9.4 标记辅助育种的模拟和比较§9.4.1 目标基因型存在的最小群体§9.4.2 聚合多个有利等位基因的群体遗传学§9.4.3 育种亲本和基因信息§9.4.4 复杂遗传模型下预测选择结果§9.4.5 顶交试验中聚合9个有利基因的最优策略§9.5 实现育种目标的成功概率估计§9.5.1 HarvestPlus挑战计划的育种目标§9.5.2 遗传模型和育种亲本材料§9.5.3 育种目标设置和育种策略模拟§9.5.4 不同育种策略间成功概率比较练习题

第10章 育种中的预测和设计§10.1 线性模型及其参数估计§10.1.1 线性回归模型§10.1.2 回归系数和误差方差的估计§10.1.3 广义线性模型§10.1.4 最优线性无偏估计和最优线性无偏预测§10.1.5 混合效应模型§10.2 育种值的预测§10.2.1 动物模型§10.2.2 配子模型§10.2.3 动物系谱共祖先系数的计算§10.2.4 植物自交系共祖先系数的计算§10.3 玉米杂交种表现的预测§10.3.1 一个玉米杂交种衍生的遗传研究群体§10.3.2 预测模型§10.3.3 预测模型的有效性和未测试杂交种的表现预测§10.3.4 预测方法有效性与性状遗传结构的关系§10.4 遗传研究到育种设计§10.4.1 研究育种目标性状的基因或QTL§10.4.2 结合育种目标设计目标基因型§10.4.3 达到目标基因型的途径分析§10.4.4 全基因组选择方法§10.4.5 遗传研究与植物育种方法练习题参考文献中英文名词对照和索引图版

前言/序言

基因定位与育种设计 “十二五”国家重点图书出版规划项目·生命科学前沿 图书简介 本书是一部立足于生命科学前沿，深度剖析基因定位与育种设计理论与实践的专著。全书内容紧密围绕当前生物育种领域的核心技术和发展趋势，旨在为读者构建一个系统、全面、深入的知识体系，使其能够理解并掌握利用基因信息指导作物和家畜改良的关键路径。本书不仅强调理论的高度，更注重实践的可操作性，力求在科研工作者、育种专家、研究生以及相关领域爱好者之间搭建一座坚实的知识桥梁。 第一篇：基因定位的理论基石与技术革新 本篇将深入浅出地介绍基因定位的核心概念、发展历程以及当前最前沿的技术手段。 第一章：基因组学的革命与育种的新时代 基因组学的起源与演进： 回溯基因组学研究从DNA双螺旋结构的发现到全基因组测序技术的突破，重点阐述基因组学研究如何从宏观到微观，为理解生命本质提供了前所未有的视角。 高通量测序技术（NGS）的颠覆性影响： 详细介绍新一代测序技术的原理、优势及其在基因组学研究中的应用，例如如何实现快速、低成本的基因组测序，从而极大地推动了基因组信息的积累。 基因组学与生物育种的融合： 探讨基因组学信息如何从根本上改变传统的育种模式，从依赖表型选择转向分子标记辅助选择，再到基因组选择，实现育种效率的飞跃。 “十二五”期间生物育种的战略地位： 结合国家“十二五”规划中对生物育种产业的战略部署，阐述基因组学研究在保障国家粮食安全、提升畜牧业生产效率、发展绿色农业中的关键作用。 第二章：基因定位的理论框架与方法学 遗传学基本原理回顾： 简要回顾孟德尔遗传定律、连锁与重组等基本遗传学概念，为理解基因定位奠定基础。 数量性状基因定位（QTL Mapping）原理： 详细阐述QTL定位的基本原理，包括遗传群体（RILs, NILs, DHs等）的构建、分子标记的选择与检测、统计学模型的应用（如单点扫描、区间扫描、复合区间扫描、多环境分析等）。 全基因组关联分析（GWAS）的兴起与发展： 介绍GWAS的原理，即利用大规模的单核苷酸多态性（SNPs）数据，通过统计学方法在全基因组范围内寻找与特定性状显著相关的位点。重点讨论GWAS的优势（无需构建系谱群体）、挑战（群体结构、连锁不平衡等）及其在大规模群体中的应用。 其他基因定位方法： 简述图谱定位、连锁分析等经典方法，以及结合表观遗传学、代谢组学等信息进行基因定位的最新进展。 第三章：现代基因定位技术及其应用 分子标记技术： 详细介绍各类分子标记，如SSR、SNP、InDel等，阐述其原理、优缺点及在基因定位中的选择策略。重点介绍SNP芯片技术在大规模基因分型中的应用。 高密度遗传图谱的构建： 介绍如何利用高密度SNP标记构建高分辨率的遗传图谱，以及图谱的质量对基因定位精度的影响。 全基因组选择（Genomic Selection, GS）： 阐述GS的理论基础，即利用全基因组的标记信息来预测个体的育种值，从而实现对优良个体的早期、高效筛选，尤其适用于对复杂性状或在早期阶段难以精确测量的性状。 基因编辑技术与基因功能验证： 介绍CRISPR/Cas9等基因编辑技术如何与基因定位相结合，实现对目标基因的精确修饰和功能验证，加速育种进程。 实例分析： 结合具体作物（如水稻、小麦、玉米）和家畜（如猪、牛、鸡）的基因定位案例，展示不同定位方法的应用效果和取得的突破。 第二篇：育种设计的战略规划与实践 本篇将聚焦于如何将基因定位的成果转化为实际的育种策略和方案，实现高效、精准的生物育种。 第四章：分子标记辅助育种（MAS）的设计与实施 MAS的原理与优势： 解释MAS如何利用已定位的与目标性状紧密关联的分子标记，在早期阶段对种子或幼苗进行筛选，从而提高育种效率，缩短育种周期。 MAS的设计流程： 从性状的遗传分析、目标基因的定位、标记的开发与验证，到MAS流程的设计（如苗期选择、亲本选择等），进行详细的步骤解析。 MAS在不同育种目标中的应用： 讨论MAS在抗病育种、产量育种、品质改良、抗逆性状等方面的具体应用策略。 MAS的挑战与优化： 分析MAS在实际应用中可能遇到的问题，如标记的连锁不平衡、性状的遗传基础复杂性等，并提出优化方案。 第五章：基因组选择（GS）的设计与优化 GS的理论模型： 深入讲解GS的统计学模型，如BLUP（Best Linear Unbiased Prediction）等，以及它们在预测个体育种值中的作用。 GS群体构建与管理： 讨论如何构建和管理高质量的训练群体（training population）和预测群体（prediction population），以及群体结构对GS效果的影响。 标记信息在GS中的作用： 分析不同类型和密度的标记信息对GS准确性的影响，以及标记选择策略。 GS在商业育种中的应用： 阐述GS如何被集成到实际的育种项目中，以加速育种进程，提高育种效益，并讨论GS与其他育种技术的结合。 第六章：基因组辅助的精准育种策略 基因组育种的演进： 从MAS到GS，再到更高级的基因组辅助育种策略，梳理其发展脉络。 利用基因组信息进行新品种（系）的创制： 探讨如何利用GWAS、GS等技术，结合基因编辑、合成生物学等前沿技术，设计和创造具有特定优良基因组合的新品种。 目标性状的基因组设计： 针对特定目标性状（如产量、抗性、营养价值等），如何基于已有的基因组信息和通路知识，设计育种方向和目标。 育种软件与数据库的应用： 介绍目前常用的育种信息管理系统、统计分析软件以及基因组数据库，它们在育种设计和数据分析中的重要作用。 第七章：育种设计中的伦理、法规与社会影响 转基因技术与基因编辑技术的伦理考量： 探讨在育种过程中应用这些技术可能引发的伦理争议，以及如何进行负责任的研发。 品种保护与知识产权： 分析新品种权、专利等在生物育种领域的法律保护问题。 公众认知与接受度： 讨论如何加强公众对现代生物育种技术的科学普及，消除误解，促进公众的理解和接受。 生物安全与环境影响评估： 强调新品种在推广应用前，必须经过严格的生物安全评估和环境影响评估，确保其安全可靠。 “十二五”时期生物育种的国际合作与竞争： 探讨中国在生物育种领域的国际地位，以及如何在全球合作与竞争中发展自身。 第八章：展望未来：基因组学驱动的生物育种新蓝图 单细胞基因组学与个体化育种： 展望单细胞基因组学技术在育种中的潜在应用，实现对个体基因组的精确分析，为更精细的育种策略提供可能。 表观遗传学与育种： 探讨表观遗传修饰对性状表达的影响，以及如何将其纳入育种设计，实现更稳定、更持久的遗传改良。 合成生物学与精准设计： 展望合成生物学如何与基因组学相结合，实现对生物体功能的精准设计和构建，为育种开辟全新的途径。 大数据与人工智能在育种中的应用： 预测大数据分析和人工智能技术将如何进一步优化育种决策，提高育种效率，降低育种成本。 可持续农业与绿色育种： 强调未来育种将更加注重对环境友好的特性，如资源高效利用、抗逆性增强、减少农药化肥使用等，以实现农业的可持续发展。 本书的撰写力求严谨、科学，语言通俗易懂，图文并茂，旨在成为生物育种领域一部重要的参考著作。通过对基因定位和育种设计的深入阐述，本书希望能够激励和赋能更多的研究者和从业者，共同推动中国乃至全球生物育种事业迈向新的辉煌。

评分☆☆☆☆☆

作为一个长期在相关领域边缘徘徊的旁观者，我对于市面上那些动辄堆砌最新名词和前沿数据的书籍总是心存疑虑，总觉得它们更像是一份时效性强的报告，缺乏长久的生命力。而这本书给我的感觉则完全不同，它呈现出一种穿越时间的厚度。它似乎在用一种非常扎实和严谨的口吻，探讨那些真正构筑了学科根基的、颠扑不破的科学逻辑。我感觉自己不是在学习最新的“技巧”，而是在深入理解那些“原理”背后的物理、化学和生物学基础。这种对本质的追问，让整本书散发出一种历久弥新的魅力。它没有急于追逐热点，而是将重心放在了那些需要时间沉淀才能真正领悟的深层规律上，这对于希望建立起牢不可破知识体系的读者来说，无疑是更宝贵、更值得投入精力的资源。

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从阅读的节奏感上来说，这本书的编排确实独具匠心。它的每一章似乎都像是一个精心设计的“关卡”，既有足够的挑战性，保证了阅读的投入度，但又不会让人感到气馁。我发现自己经常会为了理解其中一个复杂的推导过程而停下来，仔细思考其中的每一步假设和每一步论证，这种主动的思考过程本身就是一种极佳的学习体验。而且，作者似乎非常善于设置“知识锚点”，在关键的交叉点上会用一种概括性的语言进行总结和展望，这就像是为我在这片知识的海洋中点亮了一盏灯塔，让我随时可以校准方向，避免迷失在细节的漩涡里。这种张弛有度的节奏感，让长时间的深入阅读也变得相对轻松和高效，实属难得。

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我对这本书的另一个深刻印象，在于它在处理复杂概念时展现出的那种冷静和克制。在当前这个信息爆炸的时代，许多作者倾向于用夸张的语言来渲染自己内容的“革命性”或“突破性”。然而，这本书的处理方式是内敛而自信的。它用最精确的术语，最无可辩驳的逻辑链条，来支撑起它所要阐述的每一个核心观点。你读完之后，不会觉得受到了什么情绪上的鼓动，而是会产生一种“原来如此，事实本该如此”的豁然开朗。这种基于事实和逻辑的强大说服力，比任何华丽的辞藻都更具力量。它提供的是工具和思维框架，而不是现成的结论，引导我们去自己发现和验证知识的边界，这才是真正高等教育的精髓所在。

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有些帮助，内容比较前沿

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虽然还没时间看，但感觉应该是我要的书~~~~~~~

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