马铃薯晚疫病菌的表现型和基因型研究

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张铉哲,张艳菊 著
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  • 马铃薯晚疫病
  • 晚疫病菌
  • 植物病理学
  • 病原菌
  • 分子生物学
  • 遗传学
  • 表现型
  • 基因型
  • 抗病性
  • 植物保护
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店铺: 夜语笙箫图书专营店
出版社: 中国农业科学技术出版社
ISBN:9787802338296
商品编码:29773353651
包装:平装
出版时间:2010-02-01

具体描述

基本信息

书名:马铃薯晚疫病菌的表现型和基因型研究

定价:30.00元

作者:张铉哲,张艳菊

出版社:中国农业科学技术出版社

出版日期:2010-02-01

ISBN:9787802338296

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:大32开

商品重量:0.281kg

编辑推荐


内容提要


目前种植的大部分马铃薯品种缺乏水平抗性。因此,很多栽培农家在马铃薯晚疫病的防治中主要依靠化学防治。马铃薯晚疫病菌具有较高的遗传变异能力、对剂的适应能力和克服抗病寄主植物的耐受特征。目前很多国家在疫霉属的生物学和分子遗传学领域开展研究,尤其通过疫霉属的基因组序列进行发病机制、抗药性和遗传变异机制的研究。但目前为止在晚疫病的研究大多集中在剂抗性、型变化和生理小种的研究方’面,缺乏对遗传变异的研究。因此,研究晚疫病的遗传变异机制是建立晚疫病综合防治策略上亟待解决的问题之一。
选用抗性品种是防治马铃薯晚疫病的有效、经济、方便的途径,但20世纪80年代后在世界各地陆续出现了许多甲霜灵抗性菌株和毒力更强的复合生理小种菌株。在马铃薯晚疫病菌的抗性上几种主要基因已在马铃薯品种中鉴定过。马铃薯晚疫病菌的遗传变异中重要的问题是对寄主的致病性和毒性。马铃薯晚疫病菌的群体中毒性变异被认为是在马铃薯栽培品种的抗性上缺失而产生生理小种特异性基因的出现。由于复合生理小种的出现,过去垂直抗性的马铃薯品种逐渐丧失对晚疫病菌的抗病性,这直接导致了马铃薯晚疫病的再次大发生。为了培育抗病品种,必须查明病原菌的生理小种组成,毒性变异和遗传变异规律。因此,研究马铃薯晚疫病菌的毒性变异对于检测小种组成的时空变化、布局抗病品种和晚疫病的综合防治具有重要指导意义。
由无性繁殖产生的游动孢子在适合的环境条件下几分钟内可以侵入植物体,并完成无性生活史,从而大量形成第二次侵染源。真菌无性繁殖的后代较稳定地保持原有性状。但在许多仅有无性繁殖而没有有性生殖的真菌中,还普遍存在着遗传变异现象。这说明经过无性繁殖也可以发生变异。因此利用单游动孢子菌系分析晚疫病菌的生理小种分化和遗传多态性对群体遗传变异的研究具有重要意义。由于马铃薯晚疫病的侵染源是游动孢子,因此,研究马铃薯晚疫病菌的游动孢子特异性表达基因对晚疫病的发病机制和流行学具有重要的研究意义和科学意义。

目录


章 马铃薯晚疫病的外研究现状及发展动态分析
 节 马铃薯晚疫病菌的研究现状及生物学特性的研究进展
  一、马铃薯晚疫病的发生历史
  二、马铃薯晚疫病的症状
  三、马铃薯晚疫病病原——Phytophthorainfestans
  四、马铃薯晚疫病菌的生物学特性研究
 第二节 马铃薯晚疫病的发生与流行研究进展
 第三节 马铃薯晚疫病菌的分子标记研究进展
  一、同工酶标记
  二、DNA分子标记
  三、马铃薯晚疫病菌的遗传多样性
 第四节 马铃薯晚疫病菌的毒性变异与遗传变异的研究进展
  一、无性繁殖后代中毒性变异和遗传变异的研究
  二、马铃薯晚疫病菌的有性生殖后代中毒性变异和遗传变异
  三、马铃薯晚疫病菌游动孢子表达基因的筛选
 第五节 马铃薯晚疫病菌长期保存的研究进展
 第六节 马铃薯晚疫病的综合防治
  一、抗病育种
  二、化学防治
  三、生物防治
  四、农业防治
  五、研究的目的和意义
第二章 马铃薯晚疫病菌的生物学特性分析
 节 马铃薯晚疫病菌的型分化
  一、实验材料与方法
  二、结果
  三、讨论
  四、小结
 第二节 马铃薯晚疫病菌的抗药性分析
  一、实验材料与方法
  二、结果
  三、讨论
  四、小结
 第三节 马铃薯晚疫病菌的生理小种分化
  一、实验材料与方法
  二、结果
  三、讨论
  四、小结
第三章 马铃薯晚疫病菌的遗传多样性分析
 节 马铃薯晚疫病菌的同工酶基因型分析
  一、实验材料与方法
  二、结果
  三、讨论
  四、小结
 第二节 马铃薯晚疫病菌的线粒体DNA单倍型和RAPD的分析
  一、实验材料与方法
 ……
第四章 在马铃薯晚疫病菌中A1表达基因的克隆与SCAR标记的开发
第五章 马铃薯晚疫病菌的长期保存与致病性的相关性研究
第六章 无性繁殖后代中马铃薯晚疫病菌的毒性变异
参考文献

作者介绍


文摘


序言



马铃薯晚疫病:一场旷日持久的斗争与科学探索 马铃薯,作为全球最重要的粮食作物之一,其产量和品质的稳定对人类生存至关重要。然而,一场潜伏的威胁,一种名为马铃薯晚疫病(Late Blight of Potato)的毁灭性病害,自19世纪中叶以来,便成为马铃薯生产中一场旷日持久的斗争。它不仅摧毁了无数马铃薯田,导致大规模的饥荒,更在科学界激起了深刻的探索,促使我们不断深入了解致病病原体的生物学特性、遗传变异以及其与宿主植物的复杂相互作用。 致病元凶:卵菌界的神奇生物 马铃薯晚疫病的罪魁祸首并非传统意义上的真菌,而是一种属于卵菌界(Oomycetes)的单细胞生物——晚疫病菌(Phytophthora infestans)。与真正的真菌不同,卵菌在细胞壁组成、繁殖方式以及遗传特征上都与真菌存在显著差异,它们更接近于藻类。晚疫病菌的生命周期复杂而高效,其孢子囊(sporangia)能够通过风雨传播,在适宜的湿度和温度下,迅速萌发并产生游动孢子(zoospores),这些游动孢子具有鞭毛,能够主动在叶片表面的水分中游动,寻找寄主并侵入。侵入后,病菌在寄主组织内迅速生长,形成菌丝,并从中汲取养分,最终导致马铃薯叶片、茎秆甚至块茎出现典型的病征:初为水浸状斑点,后迅速扩展为褐色或黑色坏死区域,伴有白色霉状物(孢子囊梗和孢子囊),在潮湿环境下尤为明显。 历史的创伤:饥荒的阴影 晚疫病菌的破坏力在历史上留下了深刻的印记。最著名的例子莫过于19世纪中叶的爱尔兰大饥荒。当时,爱尔兰绝大多数人口高度依赖马铃薯作为主食,而晚疫病菌的爆发,在短短几年内几乎摧毁了全国的马铃薯作物。这场灾难导致了超过一百万人的死亡,另有数十万爱尔兰人被迫移民海外,极大地改变了爱尔兰乃至世界的历史进程。这场饥荒不仅暴露了单一作物依赖的脆弱性,更促使人们开始认真研究这一可怕的病害,并寻求有效的防治方法。 病原体的狡猾:遗传多样性与适应性 晚疫病菌之所以能够持续对马铃薯生产构成严重威胁,与其惊人的遗传多样性和快速的适应能力密切相关。病菌的遗传物质并非静止不变,它会不断发生突变,并可能通过基因重组(在某些情况下)产生新的基因型。这些基因型的差异,往往体现在病菌的毒力、致病范围、孢子产生效率以及对杀菌剂的敏感性等方面。 例如,在欧洲,晚疫病菌曾长期以一种单一的杂合体(A1交配型)为主,而A2交配型的出现,则极大地增加了其基因重组的可能性,从而加速了新的、可能更具威胁性的基因型的产生。这种基因型的不断演替,使得历史上开发的许多杀菌剂在一段时间后便失效,迫使农业科学家们不断地寻找新的防治手段,并研究病菌产生抗药性的机制。 科学的探索:从宏观到微观的深入研究 为了有效应对晚疫病这一严峻挑战,科学界展开了多维度、多层次的深入研究。 宏观层面: 早期研究主要集中在病害的发生规律、传播途径以及宏观的防治策略。这包括对发病季节、天气条件与病害发生的关系进行监测,推广轮作、加强栽培管理等农业防治措施,以及早期开发和应用各类化学杀菌剂。然而,正如前文所述,病菌的快速适应性使得单一的化学防治策略效果逐渐减弱,研究重点也随之转向更具针对性和可持续性的方法。 微观层面: 随着分子生物学和基因组学技术的飞速发展,对晚疫病菌的认识进入了全新的阶段。科学家们得以深入探索其遗传物质的结构和功能,解析其致病机制。 基因组学研究: 对晚疫病菌基因组的测序和分析,揭示了其基因组的特点,例如拥有大量重复序列、转座子等,这些可能与病菌的快速进化和适应性有关。通过比较不同地理区域、不同时间点的菌株基因组,可以追踪病菌的起源、传播路径以及基因型的演变历史。基因组信息也为寻找新的抗药靶点以及开发分子诊断技术提供了理论基础。 转录组学与蛋白质组学: 研究病菌在感染过程中基因表达的变化(转录组学)和蛋白质产物的差异(蛋白质组学),能够帮助我们理解病菌是如何感知寄主环境、如何侵入和定殖、如何利用寄主资源,以及如何抵御寄主的防御反应。这有助于识别出关键的致病基因和蛋白,为开发靶向治疗策略提供线索。 致病因子研究: 晚疫病菌的致病性与其分泌的效应蛋白(effector proteins)密切相关。这些效应蛋白能够被释放到寄主细胞内,干扰或抑制寄主的防御信号,从而促进病菌的生长。识别和功能研究这些效应蛋白,对于理解寄主-病原体互作机制至关重要。一些效应蛋白甚至可以作为分子标记,用于鉴定病菌的毒力基因。 抗药性机制研究: 随着病菌对杀菌剂产生抗药性的普遍出现,研究其抗药性的遗传基础和分子机制成为当务之急。这包括鉴定出参与药物代谢、药物靶点改变或信号通路异常的基因。深入理解抗药性产生机制,有助于预测抗药性的发展趋势,并制定更有效的抗药性管理策略。 宿主抗性研究: 与此同时,科学家们也在积极寻找和培育具有抗晚疫病能力的马铃薯品种。这涉及对马铃薯基因组中抗性基因的鉴定和挖掘,以及研究宿主植物的先天免疫和获得性免疫机制。通过分子标记辅助育种(MAS)或基因编辑技术,有望加速培育出高抗病品种,从根本上解决晚疫病问题。 流行病学与监测: 建立完善的病害监测网络,利用分子诊断技术快速准确地鉴定病原体,并结合大数据分析,对病害的发生和流行趋势进行预测,为农民及时采取防治措施提供科学依据。 未来的展望:挑战与机遇并存 马铃薯晚疫病的研究仍在继续,它是一场永无止境的科学探索。全球气候变化可能为病菌的传播和发生带来新的挑战,新的致病基因型的出现也始终是潜在的威胁。然而,随着科学技术的进步,我们对晚疫病菌的认识也日益深入。基因组学、转录组学、蛋白质组学等高通量技术的发展,为我们提供了前所未有的工具来解析病菌复杂的生命活动。 未来的研究将更加注重整合不同层面的信息,构建更全面的宿主-病原体互作模型,从而设计出更精准、更可持续的防治策略。这可能包括开发新型生物防治剂、利用基因编辑技术增强作物自身抗性、以及利用先进的预测模型指导农业生产。 马铃薯晚疫病的研究,不仅是对一种病害的科学探索,更是人类与自然界复杂互动关系的一个缩影。每一次深入的了解,都意味着我们离战胜这一古老威胁更近一步,也为保障全球粮食安全贡献着科学的力量。这场与病菌的斗争,激励着一代又一代的科学家,不断挑战认知极限,探索生命奥秘,为人类的福祉不懈努力。

用户评价

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这本书《马铃薯晚疫病菌的表现型和基因型研究》吸引我的地方在于它所研究的对象——马铃薯晚疫病菌,这个名字本身就承载着一段沉重的历史,并且至今仍然是全球马铃薯生产的重大威胁。我期待这本书能提供一种全新的视角来理解这个古老而又顽固的病原体。从书名推测,作者很可能不仅关注病菌在马铃薯植株上具体是如何表现出来的,比如叶片、茎、块茎上出现的病变形态、发展速度,以及对产量和品质的影响,这些都是“表现型”的研究范畴。更吸引我的是“基因型研究”这一部分,这暗示着作者深入到了病菌的遗传层面,试图通过分析其DNA序列来解读其致病机制。我很好奇,书中是否会对比不同地域、不同时间采集到的晚疫病菌菌株的基因组,找出哪些基因的变异与它们的致病力强弱、对杀菌剂的抗性、传播能力等表现型特征相关联?是否会涉及到一些群体遗传学分析,来揭示晚疫病菌的进化历史和扩散规律?这样一本结合了实际观察和分子生物学前沿技术的研究专著,无疑将是一笔宝贵的知识财富,能够帮助我们更深刻地认识敌人,从而制定更有效的防治策略。

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这本书的书名《马铃薯晚疫病菌的表现型和基因型研究》,听起来就充满了科学的严谨和探索的深度。作为一名对植物病理学颇感兴趣的读者,我总是对那些能深入剖析病原体如何影响作物生存的书籍抱有极大的期待。马铃薯晚疫病,这个曾经引发爱尔兰大饥荒的“罪魁祸首”,其背后隐藏的生物学机制无疑是值得深入研究的。这本书的题目暗示了作者在表型(即疾病在植物上的表现)和基因型(即病原菌本身的遗传物质)两个层面都进行了细致的考察,这通常意味着能够提供一个多角度、更全面的视角来理解这一重要病害。我很好奇作者是如何将肉眼可见的病症与深层的分子机制联系起来的。是否通过田间观察结合实验室分析,又或是侧重于某一种特定的研究方法?例如,如果它详细阐述了不同菌株在叶片上形成的病斑形态差异,以及这些差异是否与其基因组中的特定基因突变相关联,那将是非常引人入胜的。再者,如果书中能够提及一些分子标记的应用,比如利用PCR技术来鉴定不同的基因型,并分析这些基因型与致病力之间的关系,那么这本书的实用性和科学价值会大大提升。我对这本书寄予厚望,希望它能为我揭示更多关于马铃薯晚疫病菌的秘密。

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翻开《马铃薯晚疫病菌的表现型和基因型研究》这本书,我立刻被作者严谨的学术态度和深入的科研思路所吸引。虽然我不是这个领域的专业研究人员,但书名本身就勾勒出了一幅清晰的研究蓝图:从病菌在自然界中表现出的种种特征(表现型),到探究其内在的遗传密码(基因型),这本书旨在全面揭示这一重要植物病原体的本质。我设想,书中会详细描述晚疫病菌在不同环境条件下的生长发育、侵染过程以及所造成的典型症状,比如叶片上的水浸状病斑、腐烂以及后期可能出现的白色霉层。同时,作者很可能还运用了先进的基因组学技术,对不同地理来源或不同致病力的菌株进行基因测序和比较分析,从而找出决定其生物学特性的关键基因。这种结合宏观表型描述与微观基因解析的研究方法,无疑能够为理解晚疫病菌的演化、适应性以及抗药性产生机制提供强有力的证据。我对书中可能涉及的基因功能注释、基因组变异分析,甚至是通过基因编辑技术来验证特定基因作用的实验设计都充满好奇。这本书似乎是一扇窗口,让我得以窥见病原菌世界中那些精妙而又残酷的生存策略。

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《马铃薯晚疫病菌的表现型和基因型研究》这个书名,立刻勾起了我对这种令人头疼的病害的科学探索欲望。我脑海中构想的这本书,大概描绘了两种相互印证的研究路径。一方面,它会细致地呈现晚疫病菌在宿主马铃薯身上所表现出的各种“表型”特征:从最初的细小病斑,到快速蔓延的水浸状腐烂,再到最终导致作物死亡的惨状,每一个阶段的细微变化都可能被作者捕捉并记录。这其中可能还包括对不同菌株在感染不同品种马铃薯时所展现出的差异性研究,这本身就极具观赏性和实用性。另一方面,书名中的“基因型研究”则指向了更深层次的探究。我设想作者会利用现代分子生物学技术,如全基因组测序、基因功能分析等,来解析晚疫病菌的遗传密码。例如,他们可能会识别出控制病菌侵染能力、毒力因子产生、孢子萌发等关键生物学过程的特定基因,并分析不同基因型之间的差异如何解释其表现出的不同致病特性。这种从表象到本质、从现象到本质的深入研究,无疑能为我们理解晚疫病菌的生命活动和演化过程提供一个坚实的基础。

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这本书的书名《马铃薯晚疫病菌的表现型和基因型研究》,光是听着就让我感受到一种沉甸甸的学术分量。马铃薯晚疫病,这个名字本身就充满了警示意味,它不仅是影响全球马铃薯产量的重要因素,也曾是历史的见证者。我设想这本书的作者,一定是以极其严谨的态度,将研究的触角深入到了病原菌的每一个角落。一方面,从“表现型”这个词来看,作者很可能详细描绘了晚疫病菌在不同生长阶段、不同环境条件下,以及在不同寄主品种上所呈现出的各种可见特征。这包括病斑的颜色、大小、形状、发展速度,以及对植株不同部位(叶片、茎、块茎)的危害程度,甚至可能还会涉及病菌在空气中或土壤中的生存和传播方式。另一方面,“基因型研究”则预示着本书的核心和突破。我猜想作者一定运用了尖端的基因测序和分析技术,去解码晚疫病菌的遗传信息。他们可能在比较不同地理分布、不同致病力强弱的菌株的基因组,从而找出决定其生物学行为的关键基因。例如,是否存在特定的基因变异与菌株的毒力、抗药性、适应性等息息相关?这本书的价值,或许就在于它能够将我们对晚疫病菌的认识,从宏观的病害现象,提升到微观的分子机制层面,从而为研发更有效的防治技术提供科学依据。

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