作物田间与在地遗传多样性:研究实践中的原理和应用

目录 第1章 概述 1 1.1 引言 1 1.2 作物遗传多样性与传统品种 2 1.3 主要作物与小宗作物 4 1.4 本书内容 5 延伸阅读 7 第2章 农业起源、作物驯化与多样性中心 9 2.1 农业和作物的起源 9 2.2 驯化带来的改变 11 2.3 驯化的进程 17 2.4 驯化的遗传因素 18 2.5 多样性中心与起源中心 19 2.6 作物在世界范围内的扩散 20 2.7 作物驯化和传统品种的多样性分析 21 延伸阅读 22 第3章 植物遗传资源及其保护与政策 24 3.1 自然、生物多样性和遗传资源 24 3.2 植物采集者和收集者 26 3.3 植物遗传资源的保护 28 3.3.1 国家植物遗传资源项目的发展和演变 28 3.3.2 国际承诺保护植物遗传资源的起源 30 3.4 保护政策的争论 32 3.4.1 《生物多样性公约》和生态系统视角 33 3.4.2 联合国粮食及农业组织粮食和农业遗传资源委员会，《粮食和农业植物遗传资源国际条约》及全球发展体系 36 3.5 遗传资源在植物育种中的应用 39 3.6 小结——喋喋不休的争论 41 延伸阅读 42 第4章 作物种群多样性及其演化 44 4.1 多样性的本质 44 4.2 作物、品种与种群：种群结构 45 4.2.1 种群大小 46 4.2.2 成熟期、多年生作物及其结构 46 4.2.3 连通性 47 4.2.4 *小存活种群 47 4.3 种群遗传结构 48 4.3.1 丰富度与均匀度 48 4.3.2 作物多样性、杂合性、近亲繁殖与遗传结构 50 4.4 作物品种与种群的进化 52 4.4.1 遗传选择 53 4.4.2 突变 54 4.4.3 重组 54 4.4.4 迁移 55 4.4.5 遗传漂变 56 4.5 繁殖生物学 56 4.5.1 繁殖(交配)系统 57 4.5.2 授粉 58 4.5.3 种子传播 59 4.6 小结 59 延伸阅读 59 第5章 作物多样性测度方法 61 5.1 生产系统中的作物和作物品种 61 5.2 探索多样性的程度和分布 62 5.2.1 品种结构和名称 62 5.2.2 品种名称的一致性 63 5.2.3 农艺形态学——特征和评价 64 5.2.4 生物化学变异 68 5.2.5 分子遗传变异 68 5.3 运用参与式方法收集数据 71 5.3.1 关于农户品种识别和特点描述的核心小组讨论 73 5.3.2 在不同地块制作品种空间分布图 74 5.3.3 关键人物访谈 76 5.3.4 数据整理与分析 78 5.4 制定调查计划 79 5.4.1 研究区域作物品种结构是什么样？它是怎样保持的？ 80 5.4.2 什么是传统品种中的遗传多样性分布？ 80 5.4.3 什么是观测多样性的地理分布？ 80 延伸阅读 81 第6章 农业生态系统的非生物组分与生物组分 84 6.1 农业生态系统的定义 84 6.2 农业生态系统的非生物组分 84 6.2.1 气候因素 85 6.2.2 土壤 86 6.2.3 环境干扰 87 6.2.4 CO2含量与气候变化 87 6.3 农业生态系统的生物组分 88 6.3.1 病原体 88 6.3.2 害虫 89 6.3.3 生物防治因子 89 6.3.4 杂草 90 6.3.5 土壤有机体 90 6.3.6 传粉者 91 6.4 农民对农业生态系统中生物和非生物组分的描述及分类 92 6.5 降低复杂数据集的维度 97 6.5.1 分类与排序 98 6.5.2 地理信息系统和遥感：映射关系 98 6.6 生态系统多样性及其功能 99 延伸阅读 101 第7章 农田生物多样性及其对不利环境的适应性 103 7.1 环境胁迫下作物品种的演变 103 7.1.1 传统品种和环境胁迫 103 7.1.2 胁迫与响应的测定 104 7.2 非生物胁迫和作物遗传多样性 105 7.2.1 干旱胁迫 106 7.2.2 低温胁迫 107 7.2.3 高温胁迫 107 7.2.4 不良土壤条件：盐度、酸度、低养分含量、毒性 108 7.2.5 水分过量 109 7.2.6 CO2含量的升高 109 7.3 生物胁迫和作物遗传多样性 109 7.3.1 病原体 110 7.3.2 节肢动物类害虫 111 7.3.3 其他生物胁迫 112 7.4 生物胁迫与非生物胁迫的比较 112 7.5 农民通过管理作物遗传多样性来应对环境胁迫 113 7.6 作物管理中的“遗传多样性选择” 115 7.7 利用多样性应对环境压力 116 7.7.1 气候波动和气候变化 116 7.7.2 空间变化及规模：异质性土壤 117 7.7.3 重大灾害随机事件：洪水、飓风等 117 7.7.4 致病性、侵略性和毒力的变化 118 7.7.5 混作、间作和相同农田中不同地块中的不同品种 118 7.7.6 影响病害发生的机制 119 7.7.7 对农民-作物-病原体-环境动态系统多样性管理的分析 120 7.7.8 评估农田中生物媒介造成的损害 120 7.8 遗传多样性、生产力损失和遗传脆弱性 121 7.8.1 多样性-损失-脆弱性构图 122 7.8.2 遗传学定义的相互作用系统 125 7.8.3 DDV变量之间的关系 126 7.9 小结 127 第8章 谁是多样性的管理者？ 129 8.1 农民的角色和作物多样性的管理 129 8.2 社会关系和多样性分布 134 8.3 社会资本、集体行为和产权 136 8.4 汇编作物遗传多样性的工具与方法 137 8.4.1 社会研究定性方法 138 8.4.2 社会研究定量方法 139 8.5 多样性管理中使用社会和经济数据 141 延伸阅读 142 第9章 农田多样性的价值评估 143 9.1 多样性的公共价值和私有价值 144 9.2 总经济价值 144 9.3 作物品种的选择及其多样性的维持 145 9.4 计量经济学模型 149 9.5 多样性：规模的重要性 150 9.6 测定多样性的非市场价值 152 9.7 关于农民如何评价多样性信息在管理决策中的应用 155 延伸阅读 155 第10章 政策和农田作物遗传多样性 157 10.1 引言 157 10.2 对农户利用田间多样性的能力产生负面影响的政策和法律框架 157 10.2.1 确保技术符合农业现代化目标的政策手段：种子法 158 10.2.2 支持现代品种作物改良的政策指导：知识产权 159 10.2.3 支持农民利用国内和国际市场的作物新品种：政策补贴 162 10.3 决策进程：概念和方法的总体概述 163 10.3.1 明确政策改革的领域 164 10.3.2 了解政策制定过程的背景 164 10.3.3 采用参与式政策研究和发展方式 164 10.3.4 确定参与政策评估和制定的利益相关者 166 10.4 制定政策支持农民作为作物多样性的发起者、管理者和守护者 167 10.4.1 确保农民获取利用田间多样性所产生的惠益 167 10.4.2 促进农民权利的落实 168 延伸阅读 169 第11章 农田、社区和景观 171 11.1 引言 171 11.2 作物循环 171 11.3 收获材料的利用和传统品种的多样性 173 11.4 作物生产和种子管理的选择 176 11.4.1 选择的层次和模式 177 11.4.2 农田系统调查的选择 178 11.5 种子供应模式：“种子系统” 179 11.6 传统品种与农业生态系统的社会、空间和时间层面 183 11.6.1 社会层面 183 11.6.2 空间层面 184 11.6.3 时间层面 185 11.7 小结 187 延伸阅读 187 第12章 合作与干预策略 189 12.1 机构与合作伙伴的多元化 189 12.2 平等互惠合作关系的建立 190 12.2.1 农田多样性论坛 192 12.2.2 社区生物多样性管理 193 12.3 整合遗传学、生态学、社会学和经济学知识，支持作物遗传多样性田间管理的行动计划 193 12.3.1 农民生产系统中有充足的遗传多样性资源 195 12.3.2 植物品种登记和种子质量认证的替代方案 197 12.3.3 增加农业社区作物遗传多样性的行动计划 198 12.3.4 通过信息、材料和管理提高种子利用效率的行动计划 198 12.3.5 改进传统作物材料的行动计划 200 12.3.6 加强管理传统作物多样性的行动计划 202 12.4 农民从原材料的利用和保护中获益 202 12.4.1 改进加工工艺 203 12.4.2 “多样性市场”的创建和推广 203 12.4.3 土地利用法规及其激励机制 205 12.4.4 利用生态补偿保护田间作物多样性 206 12.5 小结 207 延伸阅读 207 第13章 结语 210 13.1 社会经济与政策 210 13.2 环境 211 13.3 生物学和遗传学 212 13.4 从多样性的描述到保护 213 13.5 传统品种的未来价值 214 13.5.1 多样性：实现可持续生产的关键 214 13.5.2 可恢复力和进化能力 215 13.5.3 消费者、农民和社会的兴趣点 215 13.6 保存传统品种的途径和方法 216 13.7 总结 217 附录 218 附录A 常用数据分析软件 218 附录B 互联网上的地理信息系统和遥感资源 219 附录C 不同年度参与式植物育种(PPB)活动 219 词汇表 221 参考文献 239 本书作者 269