本書以葡萄遺傳育種與基因組學主要研究成果為基礎,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研究的前沿內容。全書共分9章,對葡萄的植物學分類與品種分類、重要性狀遺傳特點、種質資源研究、育種方法與進展、轉基因、基因組學與蛋白組學等方面的研究進行了介紹與分析。
本書是我國及時部關于葡萄遺傳育種與基因組學的著作,可為果樹工作者以及對果樹遺傳育種與基因組學研究感興趣的科技人員提供參考。
我國部關于葡萄遺傳育種與基因組學的著作
江蘇省金陵科技著作出版基金資助出版
房經貴,男,博士,南京農業大學教授,博士生導師,江蘇省果樹品種改良與種苗繁育工程中心主任,教育部新世紀人才,江蘇省"青藍工程"中青年學術帶頭人培養對象,南京農業大學"133重點人才工程"中青年學術帶頭人培養對象。先后在以色列與美國從事植物分子遺傳領域的博士后研究近7年。目前主要從事葡萄分子生物學與遺傳育種以及葡萄品質高效生產技術推廣方面的研究。已培養與指導博士后、博士及碩士研究生近40名,其中國際留學生4名;在國內外核心期刊上200余篇,其中SCI論文近80篇。
劉崇懷,男,研究員,中國農業科學院鄭州果樹研究所副所長,從事葡萄品種資源科研工作。葡萄現代產業技術體系"葡萄資源與育種研究室"崗位專家。先后主持(或承擔)國家科技攻關、國家科技支撐、國家基礎性科技平臺、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資源研究概況
1.1 葡萄分類概況
1.1.1 葡萄的植物學分類
1.1.2 我國葡萄屬植物形態學聚類分析
1.1.3 地理分布分類
1.1.4 葡萄的栽培學分類
1.2 我國葡萄種質資源研究概況
1.2.1 我國葡萄國家種質資源圃概況
1.2.2 我國葡萄國家種質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 信息網絡建設及資源共享
第2章 葡萄種質資源的遺傳多樣性與重要品種系譜關系
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 葡萄形態學上遺傳多樣性
2.2.2 葡萄細胞學水平上遺傳多樣性
2.2.3 葡萄生物化學水平上遺傳多樣性
2.2.4 葡萄DNA水平上遺傳多樣性
2.3 胞質基因組在葡萄屬植物系統發育中的應用
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 果實色澤遺傳規律
3.2 果實風味的遺傳
3.2.1 葡萄風味物質類型
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
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
4.2.1 育種策略
4.2.2 葡萄育種生物技術
4.3 我國葡萄引種
4.3.1 葡萄引種分析
4.3.2 引進品種用途及特性統計
4.3.3 引種國家情況統計
4.4 我國葡萄育種概況
4.4.1 我國所育葡萄優良品種基本情況
4.5 我國葡萄育種技術應用情況
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 品種結構及應用情況
4.7 DNA分子標記在果樹品種鑒定中的應用
4.7.1 DNA分子標記在果樹種質資源研究中的作用
4.7.2 MCID在葡萄品種鑒定中的應用
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、目標與特點
5.1.2 雜交育種技術
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 芽變的發生與嵌合體類別
5.3.3 育種目標及選擇標準
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、特點及發展概況
5.4.2 物理誘變
5.4.3 化學誘變
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 葡萄基因標記與遺傳圖譜
第7章 葡萄轉基因
第8章 葡萄基因組學
第9章 葡萄蛋白質組學
參考文獻
彩色插頁
第1章 葡萄分類及我國葡萄種質資源研究概況
全世界的果品生產中,葡萄的產量及栽培面積一直位居前列,具有很高的經濟價值,是重要的果樹作物。葡萄品種繁多,后經過長期的引種、馴化、育種和營養系選種,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,就要對其進行科學的分類,這樣才能合理利用和保護植物資源。美國對本國葡萄屬植物研究利用領域的工作開展得比較早,成效斐然。我國在此領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。
種質資源能攜帶各種遺傳物質并能繼代相傳,是生產上直接利用、品種選育、種質創新和生物技術研究的物質基礎。因此,對種質資源的研究越來越深入。果樹品種選育離不開果樹種質資源,只有具有優良性狀的果樹種質,才能夠培育出優良的果樹品種。隨著現代科學的發展,世界上大部分植物所擁有的有用的基因已經被收集起來,貯存在一個"倉庫"中,這個倉庫即為"基因庫",或稱"種質庫",用以保存種質資源。
因此,對葡萄進行分類研究及種質資源研究對我國葡萄產業的發展具有重大意義。
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用的有7 000~8 000個,分布于北緯52°到南緯43°的廣大地區(戴洪義等,1992;歐陽壽如,1980)。葡萄分類是栽培育種的重要基礎。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。
據考古資料,最早栽培葡萄的地區是小亞細亞里海和黑海之間及其南部地區。大約在7000年以前,南高加索、中亞細亞、敘利亞、伊拉克等地區也開始了葡萄的栽培。品質優良的歐洲種葡萄(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
截至2013年5月,人類已經完成了人、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。隨著這些基因組計劃的完成,分子生物學的主要目標已經從傳統的單個基因的研究轉向對生物整個基因組結構與功能的研究。生命科學正從全新的視角研究與探討生長與發育、遺傳與變異、結構與功能以及健康與疾病等生物學與醫學基本問題的分子機理,并形成了一門新的學科分支——基因組學。基因組學研究的對象涉及原核生物和真核生物不同的種屬,其所研究的內容觸及到生命學科的各個領域,對生命科學的未來發展將產生重大影響。基因組學不僅從理論上可以闡明生物系統的機理,而且可以更有效地將優良的基因通過遺傳轉化的方法導入栽培品種,培育優良新品種,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。
不僅為促進我國葡萄遺傳育種的發展提供了新的動力,而且為建立新興的中國現代葡萄遺傳育種學體系構建了科學的骨架結構。該書在理論上和實踐上都有明顯的創新性、科學性、系統性、先進性和實用性。
——中國農學會葡萄分會會長、北京農學院教授 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,必將對我國葡萄產業發展起到牽引的作用。
——西北農林科技大學教授 王躍進