Sinh Học Thực Vật và Công Nghệ Sinh Học: Đa Dạng, Tổ Chức, Chức Năng và Cải Tiến

Khám phá sự đa dạng, tổ chức và chức năng của thực vật trong sinh học thực vật và công nghệ sinh học, tập 1. Nâng cao hiểu biết về cải tiến thực vật.

• Tác giả: Bir Bahadur
• Trường học: University of Delhi
• Chuyên ngành: Plant Biology and Biotechnology
• Đề tài: Khám Phá Đa Dạng Thực Vật: Tổ Chức, Chức Năng và Cải Tiến Trong Sinh Học Thực Vật và Công Nghệ Sinh Học
• Loại tài liệu: edited volume
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: New Delhi

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: Plant Biology: Past, Present and Future
• 2. CHƯƠNG 2: Organization at the Cellular Level
• 3. CHƯƠNG 3: Development and Organization of Cell Types and Tissues
• 4. CHƯƠNG 4: Meristems and Their Role in Primary and Secondary Organization of the Plant Body
• 5. CHƯƠNG 5: Origin, Development and Differentiation of Leaves
• 6. CHƯƠNG 6: Plant Biodiversity
• 7. CHƯƠNG 7: Fungi: An Overview
• 8. CHƯƠNG 8: Arbuscular Mycorrhizal Fungi: The Nature’s Gift for Sustenance of Plant Wealth
• 9. CHƯƠNG 9: Diversity and Applications of Mushrooms
• 10. CHƯƠNG 10: Lichenology: Current Research in India
• 11. CHƯƠNG 11: Microbial Symbionts of Plants
• 12. CHƯƠNG 12: Phosphate-Solubilizing Microorganisms: A Critical Review
• 13. CHƯƠNG 13: Reproductive Strategies in Bryophytes
• 14. CHƯƠNG 14: Cycads: An Overview
• 15. CHƯƠNG 15: Angiosperms: An Overview
• 16. CHƯƠNG 16: Genetics of Flower Development
• 17. CHƯƠNG 17: Pre-fertilization: Reproductive Growth and Development
• 18. CHƯƠNG 18: Post-fertilization Growth and Development
• 19. CHƯƠNG 19: Seed Biology and Technology
• 20. CHƯƠNG 20: Mineral Nutrition of Plants
• 21. CHƯƠNG 21: General Overview of Plant Secondary Metabolism
• 22. CHƯƠNG 22: Photosynthesis
• 23. CHƯƠNG 23: Induced Mutations and Crop Improvement
• 24. CHƯƠNG 24: Polyploidy in Crop Improvement and Evolution
• 25. CHƯƠNG 25: Male Sterility Systems in Major Field Crops and Their Potential Role in Crop Improvement
• 26. CHƯƠNG 26: Apomixis in Crop Improvement
• 27. CHƯƠNG 27: Plant Volatile Chemicals and Insect Responses
• 28. CHƯƠNG 28: Management of Pollination Services to Enhance Crop Productivity
• 29. CHƯƠNG 29: Applications of Remote Sensing in Plant Sciences: An Overview
• 30. CHƯƠNG 30: Impact of Climate Change on Agricultural Productivity
• 31. CHƯƠNG 31: Alien Crop Resources and Underutilized Species for Food and Nutritional Security of India
• 32. CHƯƠNG 32: Microalgal Rainbow Colours for Nutraceutical and Pharmaceutical Applications
• 33. CHƯƠNG 33: Vegetable Oil-Based Nutraceuticals

Tóm tắt

I. Khám Phá Đa Dạng Thực Vật Tổng Quan Về Sinh Học Thực Vật

Đa dạng thực vật là một lĩnh vực quan trọng trong sinh học, nghiên cứu về cấu trúc, chức năng và sự phát triển của thực vật. Các nghiên cứu về đa dạng sinh học thực vật không chỉ giúp hiểu rõ hơn về các loài thực vật mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc bảo tồn và phát triển bền vững. Theo tài liệu của Bir Bahadur và các cộng sự, thực vật đóng vai trò thiết yếu trong hệ sinh thái và cung cấp nguồn thực phẩm cho con người.

1.1. Định Nghĩa và Tầm Quan Trọng Của Đa Dạng Thực Vật

Đa dạng thực vật bao gồm sự phong phú về loài, giống và các hệ sinh thái thực vật. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng sinh thái và cung cấp các dịch vụ sinh thái thiết yếu.

1.2. Các Loại Hình Đa Dạng Thực Vật Trên Thế Giới

Thế giới thực vật rất đa dạng, từ rừng nhiệt đới đến sa mạc. Mỗi loại hình đều có những đặc điểm riêng biệt, ảnh hưởng đến sự phát triển và sinh tồn của các loài thực vật.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Đa Dạng Thực Vật Vấn Đề và Giải Pháp

Nghiên cứu về đa dạng sinh học thực vật đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và sự mất mát môi trường sống. Những vấn đề này đe dọa đến sự tồn tại của nhiều loài thực vật. Cần có các giải pháp hiệu quả để bảo vệ và duy trì sự đa dạng này.

2.1. Biến Đổi Khí Hậu và Tác Động Đến Đa Dạng Thực Vật

Biến đổi khí hậu gây ra sự thay đổi trong điều kiện sống của thực vật, ảnh hưởng đến sự phát triển và phân bố của chúng. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiều loài thực vật đang phải thích nghi hoặc đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng.

2.2. Ô Nhiễm Môi Trường Nguyên Nhân và Hệ Quả

Ô nhiễm không khí, nước và đất làm giảm chất lượng môi trường sống của thực vật. Điều này dẫn đến sự suy giảm sức khỏe và năng suất của nhiều loài thực vật quan trọng.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đa Dạng Thực Vật Công Nghệ Sinh Học Hiện Đại

Công nghệ sinh học đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và bảo tồn đa dạng sinh học thực vật. Các phương pháp như di truyền học, sinh học phân tử và công nghệ gen giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng của thực vật.

3.1. Ứng Dụng Công Nghệ Gen Trong Nghiên Cứu Thực Vật

Công nghệ gen cho phép các nhà khoa học chỉnh sửa gen của thực vật để cải thiện khả năng chống chịu với sâu bệnh và điều kiện môi trường khắc nghiệt.

3.2. Sinh Học Phân Tử Khám Phá Cấu Trúc Thực Vật

Sinh học phân tử giúp xác định các yếu tố di truyền ảnh hưởng đến sự phát triển và chức năng của thực vật, từ đó cung cấp thông tin quý giá cho việc cải tiến giống cây trồng.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Đa Dạng Thực Vật Trong Nông Nghiệp

Đa dạng thực vật không chỉ quan trọng trong nghiên cứu mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong nông nghiệp. Việc bảo tồn và phát triển các giống cây trồng đa dạng giúp tăng cường năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

4.1. Cải Tiến Giống Cây Trồng Qua Đa Dạng Sinh Học

Việc sử dụng các giống cây trồng đa dạng giúp tăng cường khả năng chống chịu với bệnh tật và điều kiện khí hậu khắc nghiệt, từ đó nâng cao năng suất nông nghiệp.

4.2. Vai Trò Của Đa Dạng Thực Vật Trong Bảo Tồn Môi Trường

Đa dạng thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng sinh thái, bảo vệ đất và nước, đồng thời cung cấp môi trường sống cho nhiều loài động vật.

V. Kết Luận Tương Lai Của Đa Dạng Thực Vật Trong Nghiên Cứu Sinh Học

Tương lai của đa dạng sinh học thực vật phụ thuộc vào sự kết hợp giữa nghiên cứu khoa học và các chính sách bảo tồn hiệu quả. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, chính phủ và cộng đồng để bảo vệ và phát triển bền vững nguồn tài nguyên thực vật.

5.1. Hướng Đi Mới Trong Nghiên Cứu Đa Dạng Thực Vật

Nghiên cứu hiện đại đang hướng tới việc sử dụng công nghệ sinh học để phát triển các giống cây trồng mới, có khả năng thích ứng tốt hơn với biến đổi khí hậu.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Giáo Dục Trong Bảo Tồn Đa Dạng Thực Vật

Giáo dục và nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của đa dạng thực vật là cần thiết để thúc đẩy các hoạt động bảo tồn và phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Plant Biology and Biotechnology (Volume I: Plant Diversity, Organization, Function and Improvement) là giáo trình chuyên khảo học thuật do Nhà xuất bản Quốc tế Springer (Springer India) ấn hành năm 2015 (ISBN 978-81-322-2285-9; eBook ISBN 978-81-322-2286-6; DOI 10.1007/978-81-322-2286-6). Tác phẩm do bốn nhà khoa học đồng chủ biên: Giáo sư Bir Bahadur (Sri Biotech Laboratories India Limited), Giáo sư Manchikatla Venkat Rajam (Đại học Delhi), Tiến sĩ Leela Sahijram (Viện Nghiên cứu Làm vườn Ấn Độ - IIHR) và Giáo sư K. Krishnamurthy (Viện Khoa học và Công nghệ Y tế Liên ngành - IHST).

Giáo trình giữ vị trí khối kiến thức cơ sở ngành và chuyên ngành nâng cao trong chương trình đào tạo Cử nhân, Thạc sĩ và Tiến sĩ thuộc các ngành Sinh học thực vật, Thực vật học ứng dụng, Nông học, Khoa học làm vườn, Di truyền học và Công nghệ sinh học. Mục tiêu học tập (learning outcomes) của tài liệu tập trung vào việc trang bị cho người học hệ thống tri thức đa tầng: từ giải phẫu hình thái, tổ chức tế bào, mô phân sinh, sinh lý trao đổi chất đến các cơ chế sinh học sinh sản, sinh thái vi sinh vật và các công cụ công nghệ sinh học can thiệp hệ gen phục vụ cải thiện giống cây trồng.

Cấu trúc Volume I bao gồm 33 chương chuyên đề, được tổ chức theo phương pháp tiếp cận tiến trình: khởi đầu từ lịch sử phát triển khoa học thực vật, đi sâu vào cấu trúc tổ chức tế bào - mô, mở rộng sang đa dạng sinh học và quan hệ cộng sinh vi sinh vật, giải trình cơ chế sinh sản - sinh lý hóa sinh, và hoàn thiện ở các chiến lược công nghệ sinh học cây trồng hiện đại. Điểm đặc sắc của giáo trình là sự kết nối giữa các nguyên lý thực vật học cổ điển (như cấu trúc giải phẫu, phôi sinh học truyền thống) với những tiến bộ của sinh học phân tử, công nghệ DNA tái tổ hợp, hệ gen học chức năng (functional genomics) và biểu sinh học (epigenetics).

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc 33 chương của giáo trình bao hàm các trục nội dung trọng tâm:

1. Khái quát lịch sử và tổ chức cơ thể thực vật (Chương 1 - 5): Phân tích sự phát triển của ngành thực vật học qua các thời kỳ cổ đại, trung cổ, Phục hưng và hiện đại. Đi sâu vào cấu trúc mức độ tế bào, sự hình thành các loại mô, vai trò của mô phân sinh đỉnh rễ, đỉnh chồi, tầng phát sinh mạch và cơ chế phân hóa cơ quan lá do các tác giả K. Krishnamurthy, Bir Bahadur, S. John Adams và Padma Venkatasubramanian biên soạn.
2. Đa dạng sinh thái và tương tác vi sinh vật (Chương 6 - 12): Khảo sát tính đa dạng sinh thái thực vật (T. Pullaiah), sinh học nấm (M. Singara Charya), địa y học (D. Upreti, R. Bajpai, S. Nayaka), vi sinh vật cộng sinh (M. Muhammad Ilyas), vi sinh vật hòa tan phosphate (S. Ram Reddy) và chuyên đề về nấm rễ nội cộng sinh Arbuscular Mycorrhizal (AM) Fungi (I. Kunwar) trong nông nghiệp bền vững.
3. Phân loại học và các nhóm thực vật đại diện (Chương 13 - 15): Chiến lược sinh sản ở nhóm Rêu (Bryophytes) của V. Nath và P. Bansal; tổng quan về ngành Tuế (Cycads) của J. Khuraijam và tổng quan Thực vật hạt kín (Angiosperms) của K. Krishnamurthy.
4. Sinh thái sinh sản và phôi sinh học (Chương 16 - 19): Di truyền học phát triển hoa; các giai đoạn sinh trưởng tiền thụ tinh và hậu thụ tinh; sinh học và công nghệ hạt giống do K. Bhanuprakash và Umesha trình bày.
5. Sinh lý học và chuyển hóa thực vật (Chương 20 - 22): Dinh dưỡng khoáng thực vật (Renu Pandey); chuyển hóa thứ cấp ở thực vật (F. Viladomat, J. Bastida); cơ chế quang hợp C3, C4 và CAM (B. Sujatha).
6. Di truyền và cải thiện di truyền cây trồng (Chương 23 - 28): Đột biến nhân tạo (S. Bhagwat); hiện tượng đa bội thể (D. N. Bharadwaj); hệ thống bất thụ đực (K. Saxena, A. J. Hingane); hiện tượng vô phối tính - Apomixis (B. V. Rao, M. S. Rao); hóa chất bay hơi ở thực vật và phản ứng của côn trùng (P. Usha Rani); quản lý dịch vụ thụ phấn (K. Shivanna).
7. Công nghệ sinh học ứng dụng và môi trường (Chương 29 - 33): Ứng dụng viễn thám (C. Sudhakar Reddy); tác động của biến đổi khí hậu đến năng suất nông nghiệp (A. Anand, S. Khetarpal); nguồn gen cây trồng du nhập và cây bản địa chưa khai thác (S. Pandravada); vi tảo sản xuất màu cho dược liệu (T. Ghosh, C. Paliwal, R. Maurya, S. Mishra) và các hợp chất nutraceutical từ dầu thực vật (M. Karuna, R. Prasad).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố các nguyên lý và học thuyết khoa học:

• Học thuyết tổ chức mô phân sinh: Khái niệm mô tầng bì - thể ruột (Tunica-Corpus) của Schmidt (1924), mô hình phân vùng mô học học thuyết (Cytohistological Zonation) của Foster (1938), mô hình trung tâm bất hoạt (Quiescent Centre - QC) ở rễ của Clowes, và quan điểm phi tiền tầng sinh mô (non-procambial origin) của tầng sinh mạch do B. G. L. Swamy và K. Krishnamurthy đề xuất (1981).
• Học thuyết hình thái học hoa: Khái niệm cổ điển của Goethe (1790) về hoa như một chồi biến đổi; khái niệm lá noãn gập đôi (Conduplicate Carpel Concept) của Bailey và Swamy (1948) trên các nhóm hạt kín nguyên thủy.
• Nguyên lý sinh lý học và năng lượng học: Định luật khuếch tán Fick (1855), phương trình thế thẩm thấu Van 't Hoff, học thuyết lực liên kết - thoát hơi nước trong dẫn truyền nhựa của Dixon (1914), giả thuyết dòng áp suất (pressure-flow hypothesis) của Münch (1926) và cơ chế quang phosphoryl hóa theo Peter Mitchell (1961).
• Cơ sở sinh học phân tử: Cơ chế nhân đôi DNA bán bảo tồn (Meselson - Stahl, 1958), mô hình gen chuyển (transposon) của Barbara McClintock, và hệ thống kiểm soát gen họ MADS-box trong việc xác định danh tính cơ quan hoa.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng phân tích vi cấu trúc: Khả năng nhận diện và phân loại mô học, bề mặt vỏ hạt (testa) và hạt phấn thông qua kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét (SEM).
• Kỹ năng sinh học sinh sản thực nghiệm: Phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm (test-tube fertilization), kỹ thuật nuôi cấy và cứu phôi lai (hybrid embryo rescue) trên cây trồng lâu năm.
• Kỹ năng phân tích di truyền và công nghệ gen: Đánh giá đa hình chiều dài phân đoạn giới hạn (RFLP), ứng dụng plasmid Ti của Agrobacterium tumefaciens trong kỹ thuật chuyển gen, và thao tác phân tích dữ liệu hệ gen thực vật trên mô hình chuẩn Arabidopsis thaliana (hệ gen kích thước 115 Mb).

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach)

Giáo trình triển khai phương pháp giảng dạy dựa trên nghiên cứu (research-led teaching). Mỗi chủ đề không chỉ cung cấp định nghĩa thuần túy mà còn tái hiện bối cảnh lịch sử khoa học, các xung đột học thuyết và cách thức các công trình thực nghiệm giải quyết vấn đề. Cách tiếp cận này giúp học viên nắm bắt được logic vận động của tri thức khoa học, từ các quan sát hình thái sơ khai thời kỳ Cổ đại (Vŗkshāyurveda ở Ấn Độ, Theophrastus ở Hy Lạp) đến các phương pháp phân tích enzyme và tin sinh học hiện đại.

Bài tập và phân tích trường hợp (Case studies)

Tài liệu cung cấp các ca nghiên cứu thực tế về ứng dụng công nghệ sinh học và quản lý nông học:

• Ứng dụng nấm rễ AM Fungi như công cụ phân bón sinh học và bảo vệ sinh học nhằm khai thác dinh dưỡng khoáng, tăng tính chống chịu hạn và mầm bệnh cho cây trồng.
• Ứng dụng phương pháp ức chế sinh tổng hợp polyamine có chọn lọc để kiểm soát nhiễm nấm bệnh ở cây trồng thực nghiệm (công trình của M. V. Rajam).
• Phân tích hiệu quả của kỹ thuật cứu phôi lai trong việc lai tạo các giống cây ăn quả nhiệt đới bất thụ như xoài, nho không hạt và chuối (công trình của Leela Sahijram).
• Đánh giá hiện trạng trồng cây chuyển gen (GM crops) trên 395 triệu mẫu Anh trên phạm vi 25 quốc gia đối với các tính trạng kháng sâu bệnh, chịu thuốc trừ cỏ và cải thiện hàm lượng dinh dưỡng.

Đánh giá và hướng dẫn tự học

Cuối mỗi chương, giáo trình cung cấp danh mục tài liệu tham khảo chọn lọc (carefully selected references), hỗ trợ người học tra cứu các công trình gốc từ các tạp chí khoa học quốc tế. Người học được định hướng phát triển kỹ năng đọc hiểu tổng quan học thuật (critical review), thiết lập các giả thuyết nghiên cứu và liên kết kiến thức giải phẫu - sinh lý với các kỹ thuật cải tiến giống hiện đại.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Tích hợp liên ngành chuyên sâu: Giáo trình giải quyết sự thiếu hụt các tài liệu giao thoa giữa Thực vật học cổ điển và Công nghệ sinh học hiện đại. Nội dung kết nối hình thái giải phẫu thực vật với các công nghệ phân tử hiện đại như kỹ thuật gen tái tổ hợp, nuôi cấy mô tế bào, và công nghệ can thiệp RNA (RNA interference).
• Cập nhật dữ liệu hệ gen học và mô hình chuẩn: Tích hợp các kết quả từ dự án giải trình tự hệ gen cây mô hình Arabidopsis thaliana (hoàn thành năm 2000), hệ gen lúa non (Oryza sativa) và Brachypodium distachyon, phân tích vai trò của protein FT (FLOWERING LOCUS T) trong cơ chế kiểm soát ra hoa (florigen).
• Đáp ứng các thách thức toàn cầu: Đưa vào các nghiên cứu về ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với năng suất cây trồng (Chương 30), các nguồn gen cây trồng bản địa chưa được khai thác phục vụ an ninh lương thực (Chương 31), và sự phát triển của các giống đột biến năng suất cao (với hơn 3.000 giống đột biến được ghi nhận trên thế giới thông qua IAEA).
• Khai thác hợp chất thiên nhiên: Cung cấp thông tin nghiên cứu về việc chiết xuất các sắc tố hoạt tính sinh học từ vi tảo biển phục vụ ngành dược phẩm và các hợp chất nutraceutical có nguồn gốc từ dầu thực vật (Chương 32 & 33).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên và học viên sau đại học: Học viên cao học và nghiên cứu sinh tiến sĩ thuộc các chuyên ngành Sinh học, Công nghệ sinh học thực vật, Nông học, Di truyền học thực vật, Sinh thái học, Bảo vệ thực vật và Khoa học làm vườn.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần có kiến thức nền tảng về Sinh học đại cương, Hình thái học thực vật, Hóa sinh học căn bản và Di truyền học Mendel trước khi tiếp cận các chương chuyên sâu về phôi sinh học phân tử, dinh dưỡng khoáng và công nghệ chuyển gen.
• Giảng viên và nhà nghiên cứu: Giảng viên đại học sử dụng tài liệu làm khung giáo trình cho các học phần nâng cao. Các nhà khoa học tại các viện nghiên cứu nông nghiệp, các chuyên gia chọn giống thực vật và các kỹ sư công nghệ sinh học sử dụng làm tài liệu tra cứu các quy trình nuôi cấy mô, cứu phôi lai và cơ chế điều hòa sinh trưởng.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?
Tài liệu được thiết kế chuyên biệt cho sinh viên đại học năm cuối, học viên cao học, nghiên cứu sinh tiến sĩ, các giảng viên đại học và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực Khoa học thực vật, Công nghệ sinh học, Nông học, Di truyền học và Vi sinh vật học.

2. Cần kiến thức nền nào để học?
Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở về Thực vật học đại cương, Giải phẫu hình thái thực vật, Sinh lý học thực vật và Di truyền học đại cương để có thể tiếp thu đầy đủ các nội dung chuyên sâu về hệ gen học, sinh học phát triển hoa và cơ chế chuyển hóa sinh hóa.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu khác?
Điểm khác biệt chính là cấu trúc tích hợp: giáo trình kết hợp toàn diện giữa kiến thức thực vật học cổ điển (giải phẫu mô, phôi học, các hệ thống phân loại học) với các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại (MADS-box, DNA tái tổ hợp, hệ gen học chức năng, epigenetics), điều mà các sách giáo khoa truyền thống thường tách rời.

4. Làm sao để tự học và nghiên cứu hiệu quả với giáo trình?
Người học nên tiếp cận theo trình tự logic từ Chương 1 đến Chương 5 để củng cố nền tảng tế bào và mô học, sau đó chọn lọc các chương chuyên đề (như sinh thái vi sinh vật, sinh học sinh sản, sinh lý dinh dưỡng khoáng hoặc chọn giống đột biến) tùy theo định hướng nghiên cứu chuyên sâu, kết hợp tra cứu các tài liệu trích dẫn ở cuối mỗi chương.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo không?
Đây là Tập 1 (Volume I) trong bộ sách chuyên khảo hai tập của Springer. Tập 1 tập trung vào Đa dạng, Tổ chức, Chức năng và Cải tiến thực vật, trong khi người học có thể tham khảo thêm Tập 2 (Volume II) chuyên sâu về các kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật và công nghệ sinh học phân tử ứng dụng.

---

Kết luận

Giáo trình Plant Biology and Biotechnology (Volume I: Plant Diversity, Organization, Function and Improvement) cung cấp hệ thống tri thức học thuật hoàn chỉnh, chuẩn xác về mặt thực nghiệm và phân loại học trong khoa học thực vật. Lộ trình học tập được thiết kế xuyên suốt từ cấu trúc giải phẫu hiển vi đến các ứng dụng công nghệ sinh học phân tử trong nông nghiệp và công nghiệp dược phẩm. Tác phẩm là nguồn tư liệu học thuật giá trị, đóng góp vào việc chuẩn hóa nội dung giảng dạy và nghiên cứu chuyên sâu về sinh học và công nghệ sinh học thực vật.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bir Bahadur · Manchikatla Venkat Rajam Leela Sahijram · K. Krishnamurthy Editors Plant Biology and Biotechnology Volume I: Plant Diversity, Organization, Function and Improvement Tai Lieu Chat Luong Plant Biology and Biotechnology Bir Bahadur • Manchikatla Venkat Rajam Leela Sahijram • K. Krishnamurthy Editors Plant Biology and Biotechnology Volume I: Plant Diversity, Organization, Function and Improvement Editors Bir Bahadur Manchikatla Venkat Rajam Sri Biotech Laboratories India Limited Department of Genetics Hyderabad, Telangana, India University of Delhi New Delhi, India Leela Sahijram Division of Biotechnology K. Krishnamurthy Indian Institute of Horticultural Center for Pharmaceutics, Research (IIHR) Pharmacognosy and Pharmacology, Bangalore, Karnataka, India School of Life Sciences Institute of Trans-Disciplinary Health Science and Technology (IHST) Bangalore, Karnataka, India ISBN 978-81-322-2285-9 ISBN 978-81-322-2286-6 (eBook) DOI 10.1007/978-81-322-2286-6 Library of Congress Control Number: 2015941731 Springer New Delhi Heidelberg New York Dordrecht London © Springer India 2015 This work is subject to copyright.

All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed. The use of general descriptive names, registered names, trademarks, service marks, etc. in this publication does not imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt from the relevant protective laws and regulations and therefore free for general use. The publisher, the authors and the editors are safe to assume that the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication.

Neither the publisher nor the authors or the editors give a warranty, express or implied, with respect to the material contained herein or for any errors or omissions that may have been made. Printed on acid-free paper Springer (India) Pvt. is part of Springer Science+Business Media (www.com) Foreword Plants are essential to humanity for food, environmental intensification and personal fulfillment. Plants are also the foundations of healthy ecosystems ranging from the Arctic to the tropics.

Plant biology is a living science deal- ing with the study of the structure and function of plants as living organisms, ranging from the cellular and molecular to the ecological stage. It concerns the scientific study of plants as organisms and deals with the disciplines of cellular and molecular plant biology and the traditional areas of botany, e., anatomy, morphology, systematic physiology, mycology, phy- cology, ecology, as well as evolution. The backbone of plant biology resides in its applications and spans from anatomy, plant physiology, and plant ecology to biochemistry, cell biology, and genetics. Biotechnology is the use of living systems and organisms to develop or make useful products or “any technological application that uses biological systems, living organisms or derivatives thereof, to make or modify products or processes for specific use.” Depending on the tools and applications, it often overlaps with bioengineering and biomedical engineering.

For thousands of years, humankind has exploited biotechnology in agri- culture, food production, and medicine. It is believed that the term biotech- nology was coined in 1919 by Hungarian engineer Károly Ereky. During the twentieth and early twenty-first centuries, biotechnology was expanded to include diverse sciences such as genomics, recombinant gene technologies, applied immunology, and development of pharmaceutical therapies and diag- nostic tests. The past few years have witnessed the establishment of Departments or Institutes of Plant Biology and Biotechnology in different parts of the world.

As the integration of the two subjects has expanded, undergraduate and post- graduate degrees have been instituted with distinct syllabi. Over the years, extraordinary developments have taken place, and significant advances have been made in biotechnology and plant biology. Unfortunately, there are not many texts on the confluence of the two subjects; hence, there is a dire need for texts that are pertinent for teaching courses and conducting research in this area. The present set of volumes is compiled to fill this gap and is edited by four eminent, talented, and knowledgeable professionals, Profs.

Bir Baha- dur, M. Rajam, Leela Sahijram, and K.