本書為國內第一本植物基因組學教材,全書共15章,系統(tǒng)介紹了植物基因組學基礎理論和方法,包括植物基因組測序與拼接、轉錄修飾、進化選擇和育種利用等經典內容,同時包括單細胞基因組、三維基因組和合成基因組等研究前沿。全書提供了植物基因組的總體概貌和共性知識。
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浙江大學作物科學研究所教授,中美作物分子育種聯合實驗室副主任,水稻生物學國家重點實驗室副主任,作物遺傳育種專業(yè)博士生導師,教育部新世紀優(yōu)秀人才,浙江省生物信息學會副理事長,德國DAAD訪問學者。
目錄
第二版序
第一版序
第二版前言
第一版前言
第1章 緒論 1
第一節(jié) 基因組及基因組學概念 1
一、基因組基本概念 1
二、基因組學及其技術概述 3
三、基因組學發(fā)展簡史 5
第二節(jié) 植物基因組特征與測序 8
一、植物基因組特征 8
二、植物基因組測序歷史及其進展 11
第三節(jié) 植物基因組學展望與挑戰(zhàn) 13
一、植物基因組學研究展望 13
二、植物基因組研究面臨的挑戰(zhàn) 14
第2章 植物基因組測序與拼裝 16
第一節(jié) 基因組調查與測序 16
一、細胞遺傳學分析 16
二、基因組調查測序與K-mer分析 18
三、植物基因組測序 20
第二節(jié) 植物基因組拼接組裝 23
一、基因組拼接 23
二、染色體水平組裝 26
第3章 植物基因組構成與注釋 28
第一節(jié) 植物基因組大小與基本結構 28
一、植物基因組大小 28
二、植物基因組基本結構 30
第二節(jié) 植物基因組主要構成因子與鑒定 31
一、蛋白質編碼基因 31
二、非編碼RNA 36
三、重復序列 43
第4章 植物基因組轉錄 47
第一節(jié) 轉錄組概述 47
一、轉錄組及其測定 47
二、基因轉錄水平分析 49
第二節(jié) 植物基因組轉錄特征 50
一、植物轉錄本構成及其特征 50
二、編碼基因轉錄水平變化 52
三、非編碼RNA轉錄水平變化 54
第5章 植物基因組甲基化修飾 56
第一節(jié) 植物基因組甲基化特征及測定 56
一、植物基因組甲基化特征 56
二、基因組甲基化測定 57
第二節(jié) 植物基因組甲基化的分子機制與功能 60
一、植物基因組甲基化的分子機制 60
二、植物基因組甲基化的生物學功能 62
第6章 植物基因組進化 66
第一節(jié) 植物基因組保守性與變異 66
一、植物基因組保守性與進化 66
二、植物基因組復制及其變異機制 71
第二節(jié) 基因組多倍化 75
一、基因組片段倍增 75
二、基因組多倍化方式 77
三、基因組多倍化后二倍化過程 81
第三節(jié) 其他基因組進化機制 84
一、橫向基因轉移 84
二、B染色體和環(huán)狀DNA 86
第7章 植物群體基因組 92
第一節(jié) 群體基因組學概述 92
一、群體基因組變異與進化分析 92
二、基因組選擇信號檢測方法 94
三、泛基因組分析 96
第二節(jié) 自然群體基因組特征與自然選擇 97
一、自然群體基因組變異與進化 97
二、自然選擇位點及其特征 100
第三節(jié) 作物群體基因組特征與人工選擇 103
一、人工選擇對作物基因組的影響 103
二、作物群體結構及其人工選擇和遺傳漸滲 107
三、作物泛基因組 111
第8章 植物單細胞基因組 114
第一節(jié) 單細胞組學概述 114
一、單細胞及其組學研究 114
二、單細胞組學關鍵技術 115
第二節(jié) 植物單細胞組學研究 116
一、植物單細胞組學研究狀況 116
二、植物單細胞組學展望 121
第9章 植物三維基因組 123
第一節(jié) 三維(3D)基因組學概述 123
一、三維基因組及其檢測技術 123
二、三維基因組學分析技術 128
第二節(jié) 植物三維基因組結構與分析 134
一、植物三維基因組結構 135
二、植物三維基因學分析 138
第10章 植物合成基因組 143
第一節(jié) 合成生物學概述 143
一、合成生物學概念及其技術 143
二、植物合成基因組意義與展望 148
第二節(jié) 植物基因組設計與合成 149
一、植物次生代謝途徑人工合成 150
二、光合途徑與高光效植物創(chuàng)制 152
三、植物底盤基因組 154
第11章 植物細胞器基因組 157
第一節(jié) 細胞器基因組概述 157
一、葉綠體基因組 157
二、線粒體基因組 161
第二節(jié) 細胞器基因組特征與利用 166
一、葉綠體基因組 166
二、線粒體基因組 170
第12章 植物功能基因挖掘技術 177
第一節(jié) 基于群體的基因挖掘技術 177
一、基于雙親群體的基因挖掘技術 177
二、基于自然群體的基因挖掘技術 180
第二節(jié) 基于遺傳網絡的基因挖掘技術 182
一、基因調控與共表達網絡 182
二、蛋白質互作網絡 186
三、多組學整合網絡 188
第13章 植物功能基因組學技術 190
第一節(jié) 基因的突變與表達操控 190
一、突變體庫的構建與分析 190
二、基因表達的操縱技術 194
第二節(jié) 基因編輯技術 196
一、ZFN和TALEN技術 196
二、基于CRISPR/Cas的基因編輯技術 198
第14章 組學數據育種利用 204
第一節(jié) 組學數據與作物育種 204
一、作物育種過程及其遺傳本質 204
二、作物組學數據育種利用途徑 204
第二節(jié) 作物育種選擇的基因組學解析 209
一、遺傳重組率圖譜 209
二、作物遺傳傳遞及其變異 211
三、雜種優(yōu)勢 214
第三節(jié) 組學相關育種技術 219
一、基因組選擇 219
二、智能設計育種 222
三、其他組學育種技術 228
第15章 植物基因組數據資源 230
第一節(jié) 綜合性基因組數據資源 230
一、國際門戶網站及其基因組相關數據庫 230
二、植物基因組數據庫 232
第二節(jié) 植物轉錄與修飾相關數據資源 237
一、植物轉錄組相關數據庫 237
二、植物基因組表觀遺傳修飾相關數據庫 239
三、植物多組學數據庫 240
主要參考文獻 242
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本書第一版各論內容“代表性植物物種基因組”