目錄 Contents 第一篇 總論 第1-1章 緒論002 第一節(jié) 基因組及基因組學(xué)概念 002 一、基因組基本概念 002 二、基因組學(xué)及其技術(shù)概述 004 三、基因組學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 006 第二節(jié) 植物基因組測(cè)序歷史與特征 011 一、植物基因組測(cè)序歷史及其進(jìn)展 011 二、植物基因組特征 013 第三節(jié) 植物基因組學(xué)展望 015 一、植物基因組學(xué)研究路線圖 015 二、植物基因組學(xué)面臨的挑戰(zhàn)與展望 016 第1-2章 植物基因組測(cè)序與拼裝 018 第一節(jié) 基因組概貌調(diào)查 018 一、細(xì)胞遺傳學(xué)分析 018 二、基因組調(diào)查測(cè)序與K-mer分析 020 第二節(jié) 植物基因組測(cè)序 023 一、目前主要測(cè)序技術(shù) 023 二、植物基因組測(cè)序策略 025 第三節(jié) 植物基因組拼接組裝 026 一、基因組拼接 026 二、染色體水平組裝 029 第1-3章 植物基因組構(gòu)成 032 第一節(jié) 植物基因組大小與基本結(jié)構(gòu) 032 一、植物基因組大小 032 二、植物基因組基本結(jié)構(gòu) 034 第二節(jié) 植物基因組主要構(gòu)成因子 035 一、蛋白質(zhì)編碼基因 035 二、非編碼基因 043 三、重復(fù)序列 051 第1-4章 植物基因組轉(zhuǎn)錄 054 第一節(jié) 植物基因組轉(zhuǎn)錄概述 054 一、轉(zhuǎn)錄組及其測(cè)定 054 二、基因轉(zhuǎn)錄水平分析 056 三、植物基因組轉(zhuǎn)錄調(diào)控 057 第二節(jié) 植物基因組轉(zhuǎn)錄特征 058 一、植物轉(zhuǎn)錄本構(gòu)成及其數(shù)量 058 二、蛋白質(zhì)編碼基因轉(zhuǎn)錄水平與特征 059 三、發(fā)育和環(huán)境脅迫下編碼基因轉(zhuǎn)錄變化 062 四、發(fā)育和環(huán)境脅迫下非編碼基因轉(zhuǎn)錄變化 065 第1-5章 植物基因組表觀遺傳修飾 068 第一節(jié) 植物基因組甲基化 068 一、DNA甲基化及其測(cè)定 068 二、植物發(fā)育與脅迫過程DNA甲基化變化 073 第二節(jié) 植物基因組印記 075 一、基因組印記概述 075 二、植物基因組印記研究舉例 079 第1-6章 植物基因組進(jìn)化 083 第一節(jié) 植物基因組起源與復(fù)制 083 一、植物基因組起源與進(jìn)化 083 二、基因組復(fù)制 088 第二節(jié) 基因組突變、重組與轉(zhuǎn)座 089 一、DNA突變與修復(fù) 089 二、同源重組 091 三、轉(zhuǎn)座 096 第三節(jié) 基因組多倍化 098 一、基因組片段倍增 098 二、基因組多倍化方式 102 三、基因組多倍化后二倍化過程 105 第四節(jié) 其他基因組進(jìn)化機(jī)制 107 一、橫向基因轉(zhuǎn)移 107 二、B染色體 110 第1-7章 植物群體基因組 113 第一節(jié) 群體基因組學(xué)概述 113 一、群體基因組變異檢測(cè) 113 二、群體基因組進(jìn)化分析方法 114 三、基因組選擇信號(hào)檢測(cè)方法 116 四、泛基因組分析 118 第二節(jié) 自然群體基因組特征與自然選擇 119 一、自然群體基因組變異 119 二、群體起源和進(jìn)化歷史 121 三、自然選擇位點(diǎn)及其特征 123 第三節(jié) 作物群體基因組特征與人工選擇 125 一、人工選擇對(duì)作物基因組的影響 125 二、作物群體結(jié)構(gòu) 131 三、作物基因組人工選擇位點(diǎn) 133 四、遺傳漸滲與環(huán)境適應(yīng) 136 五、作物泛基因組 136 第1-8章 植物單細(xì)胞基因組 139 第一節(jié) 單細(xì)胞基因組學(xué)概述 139 一、單細(xì)胞及其基因組研究歷史 139 二、單細(xì)胞基因組學(xué)關(guān)鍵技術(shù) 141 第二節(jié) 植物單細(xì)胞基因組研究 147 一、植物單細(xì)胞基因組研究案例 147 二、植物單細(xì)胞基因組學(xué)展望 149 第1-9章 植物三維基因組 152 第一節(jié) 三維（3D）基因組學(xué)概述 152 一、三維基因組及其分析技術(shù) 152 二、三維基因組學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域 156 第二節(jié) 植物三維基因組研究 162 一、基于三維構(gòu)象的植物基因組組裝 162 二、植物基因組三維構(gòu)象與調(diào)控元件特征 163 第1-10章 植物合成基因組 166 第一節(jié) 合成生物學(xué)概述 166 一、合成生物學(xué)概念及其技術(shù) 166 二、植物合成基因組意義與展望 171 第二節(jié) 植物基因組設(shè)計(jì)與合成 172 一、植物次生代謝途徑人工合成 173 二、光合途徑與高光效植物創(chuàng)制 175 三、植物底盤基因組 178 第1-11章 葉綠體基因組 180 第一節(jié) 葉綠體基因組概述 180 一、葉綠體及其基因組測(cè)序進(jìn)展 180 二、葉綠體基因組結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄 183 第二節(jié) 葉綠體基因組特征與利用 187 一、葉綠體基因組進(jìn)化緩慢 187 二、葉綠體基因組橫向轉(zhuǎn)移 187 三、葉綠體基因組利用 189 第1-12章 植物線粒體基因組 192 第一節(jié) 植物線粒體基因組概述 192 一、植物線粒體及其基因組測(cè)序進(jìn)展 192 二、植物線粒體基因組結(jié)構(gòu) 193 第二節(jié) 植物線粒體基因組特征與利用 197 一、線粒體基因組大小跨度大 197 二、動(dòng)植物線粒體基因組存在明顯差異 199 三、RNA編輯 202 四、植物線粒體基因組利用 203 第1-13章 植物功能基因組學(xué) 205 第一節(jié) 功能基因定位與關(guān)聯(lián) 205 一、數(shù)量性狀基因座定位 205 二、全基因組關(guān)聯(lián)分析 207 三、混池分離分析 209 第二節(jié) 突變體創(chuàng)制與分析 211 一、理化誘變 212 二、插入突變 214 第三節(jié) 基因功能分析技術(shù) 216 一、基因編輯 216 二、RNA干擾 223 三、植物表型組學(xué)技術(shù) 225 第1-14章 組學(xué)數(shù)據(jù)育種利用 229 第一節(jié) 組學(xué)數(shù)據(jù)與作物育種 229 一、作物育種過程及其遺傳本質(zhì) 229 二、作物組學(xué)數(shù)據(jù)育種利用途徑 231 第二節(jié) 作物育種選擇的基因組學(xué)解析 237 一、遺傳重組率圖譜 238 二、作物遺傳傳遞及其變異 239 三、雜種優(yōu)勢(shì) 243 第三節(jié) 組學(xué)相關(guān)育種技術(shù) 247 一、基因組選擇 247 二、大數(shù)據(jù)技術(shù)及其育種利用 249 第1-15章 植物基因組數(shù)據(jù)資源 255 第一節(jié) 綜合性基因組數(shù)據(jù)資源 255 一、國際公共基因組數(shù)據(jù)庫 255 二、植物綜合性基因組數(shù)據(jù)庫 256 第二節(jié) 植物轉(zhuǎn)錄與修飾相關(guān)數(shù)據(jù)資源 259 一、植物轉(zhuǎn)錄相關(guān)數(shù)據(jù)庫 259 二、植物表觀遺傳修飾相關(guān)數(shù)據(jù)庫 262 第二篇 各論 第2-1章 擬南芥基因組 266 第一節(jié) 擬南芥基因組概況 266 一、擬南芥及其系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系 266 二、基因組測(cè)序歷史與進(jìn)展 267 三、基因組基本構(gòu)成及其數(shù)據(jù)庫 269 第二節(jié) 擬南芥基因組特征與進(jìn)化 273 一、首個(gè)植物基因組倍增證據(jù) 273 二、植物模式基因組構(gòu)成 274 三、植物自然群體基因組變異 276 第三節(jié) 擬南芥基因組轉(zhuǎn)錄與功能 277 一、擬南芥基因組轉(zhuǎn)錄與修飾 277 二、擬南芥功能基因及其基因組分布 280 第2-2章 水稻基因組 282 第一節(jié) 水稻基因組概況 282 一、稻屬系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系與基因組大小 282 二、基因組測(cè)序歷史與進(jìn)展 285 三、基因組基本構(gòu)成及其數(shù)據(jù)庫 288 第二節(jié) 水稻基因組特征與進(jìn)化 292 一、古老多倍體 292 二、基因組提供秈稻與粳稻馴化起源的證據(jù) 293 三、栽培稻可能發(fā)生去馴化過程 295 第三節(jié) 水稻基因組轉(zhuǎn)錄與功能 297 一、基因組轉(zhuǎn)錄與修飾 297 二、重要農(nóng)藝性狀功能基因位點(diǎn) 301 第2-3章 玉米基因組 304 第一節(jié) 玉米基因組概況 304 一、玉蜀黍?qū)傧到y(tǒng)發(fā)生及其基因組測(cè)序進(jìn)展 304 二、基因組基本構(gòu)成及其數(shù)據(jù)庫 309 第二節(jié) 玉米基因組進(jìn)化與功能 311 一、基因組特征與進(jìn)化 311 二、基因組轉(zhuǎn)錄與功能 315 第2-4章 小麥基因組 320 第一節(jié) 小麥基因組概況 320 一、小麥系統(tǒng)發(fā)生及其基因組測(cè)序情況 320 二、普通小麥基因組基本構(gòu)成及其數(shù)據(jù)庫 325 第二節(jié) 小麥基因組進(jìn)化與功能 327 一、基因組特征與進(jìn)化 327 二、基因組轉(zhuǎn)錄與功能 334 第2-5章 大豆基因組 342 第一節(jié) 大豆基因組概況 342 一、大豆系統(tǒng)發(fā)生及其基因組測(cè)序情況 342 二、基因組基本構(gòu)成及其數(shù)據(jù)庫 345 第二節(jié) 大豆基因組進(jìn)化與功能 347 一、基因組特征與進(jìn)化 347 二、基因組轉(zhuǎn)錄與功能 349 第2-6章 棉花基因組 355 第一節(jié) 棉花基因組概況 355 一、棉屬系統(tǒng)發(fā)生及其基因組測(cè)序進(jìn)展 355 二、棉花基因組基本構(gòu)成及其數(shù)據(jù)庫 358 第二節(jié) 棉花基因組進(jìn)化與功能 359 一、基因組特征與進(jìn)化 359 二、基因組轉(zhuǎn)錄與功能 362 第2-7章 油菜基因組 369 第一節(jié) 油菜基因組概況 369 一、油菜基因組大小及其測(cè)序進(jìn)展 369 二、油菜基因組基本構(gòu)成及其數(shù)據(jù)庫 372 第二節(jié) 油菜基因組進(jìn)化與功能 373 一、甘藍(lán)型油菜基因組特征與進(jìn)化 373 二、基因組轉(zhuǎn)錄與修飾 376 三、功能基因基因組關(guān)聯(lián)分析 380 第2-8章 蔬菜基因組 385 第一節(jié) 蔬菜基因組概述 385 一、蔬菜主要種類及其基因組測(cè)序情況 385 二、蔬菜基因組特征與進(jìn)化 389 第二節(jié) 蔬菜基因組功能與利用 393 一、番茄果實(shí)發(fā)育相關(guān)功能基因 393 二、蔬菜瓜果風(fēng)味功能基因 394 第2-9章 林果花卉基因組 400 第一節(jié) 林果花卉基因組概述 400 一、主要林果花卉種類及基因組大小 400 二、林果花卉基因組測(cè)序概況 402 三、林果花卉基因組特征與進(jìn)化 407 第二節(jié) 林果花卉基因組功能與利用 413 一、風(fēng)味和營養(yǎng)形成相關(guān)功能基因 413 二、花卉觀賞性狀相關(guān)基因 416 三、其他重要性狀基因位點(diǎn)鑒定 418 第2-10章 非維管束植物基因組 420 第一節(jié) 綠藻基因組 420 一、綠藻基因組概述 420 二、綠藻基因組特征及其進(jìn)化 423 第二節(jié) 輪藻基因組 427 一、輪藻系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系及其基因組 428 二、陸地植物遺產(chǎn)基因 429 第三節(jié) 苔蘚類植物 434 一、苔類基因組 434 二、蘚類基因組 438 主要參考文獻(xiàn) 444 附錄1 植物基因組測(cè)序物種清單 446 附錄2 主要中英文術(shù)語釋義 456