大數(shù)據(jù)時代的生物技術和農(nóng)業(yè)

目錄
第1章 大數(shù)據(jù)的來源 1
1.1 大數(shù)據(jù)的概念及類型 1
1.1.1 生物學和醫(yī)學大數(shù)據(jù) 2
1.1.2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù) 6
1.2 人類基因組計劃 12
1.2.1 DNA雙螺旋的魔力 13
1.2.2 解碼“生命天書” 15
1.3 大數(shù)據(jù)對生命科學的影響 19
1.3.1 生物信息學的概念 20
1.3.2 生物信息學的誕生和發(fā)展 21
1.3.3 信息資源與生命科學研究 23
1.3.4 計算機時代的生物學 24
1.4 了解基因組數(shù)據(jù)庫和生物信息學 26
1.4.1 生物信息學研究的主要推動力 26
1.4.2 特定基因組資源 34
1.4.3 疾病基因組資源 37
1.4.4 DNA序列分析 39
1.4.5 尋找序列之間的差異 44
1.4.6 多序列比對 49
1.4.7 二次數(shù)據(jù)庫搜索 53
1.4.8 常見的生物信息學分析軟件 54
第2章 生物醫(yī)學的變革 57
2.1 個體基因組時代即將來臨 57
2.1.1 尋找人類遺傳疾病的根源 57
2.1.2 全基因組關聯(lián)研究及存在的問題 58
2.1.3 eQTL作圖 63
2.1.4 挑戰(zhàn)與策略 64
2.2 個性化醫(yī)學 66
2.2.1 個體遺傳差異 67
2.2.2 個性化醫(yī)學的意義 67
2.2.3 如何實現(xiàn)個性化醫(yī)療服務 68
2.3 大數(shù)據(jù)將顛覆傳統(tǒng)醫(yī)學 69
2.3.1 傳統(tǒng)醫(yī)學模式的弊端 69
2.3.2 醫(yī)患關系 70
2.3.3 醫(yī)學互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn) 74
2.3.4 移動醫(yī)療 77
2.3.5 顛覆傳統(tǒng)醫(yī)學 78
第3章 大數(shù)據(jù)對制藥公司的影響 85
3.1 藥靶的篩選 85
3.1.1 藥物基因組學 87
3.1.2 大數(shù)據(jù)如何給藥物研發(fā)帶來新革命 89
3.1.3 未來的場景 90
3.2 藥物的個體差異 90
3.3 基于大數(shù)據(jù)的藥物設計 92
3.3.1 計算機輔助藥物設計 92
3.3.2 計算機輔助疫苗設計 95
3.3.3 藥物研發(fā)的大數(shù)據(jù)處方 101
3.3.4 大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變面臨的挑戰(zhàn) 105
第4章 大數(shù)據(jù)引發(fā)農(nóng)業(yè)的變革 108
4.1 何為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù) 108
4.2 大數(shù)據(jù)對農(nóng)業(yè)的影響 108
4.2.1 種質(zhì)創(chuàng)新 109
4.2.2 精準農(nóng)業(yè) 113
4.2.3 食物追蹤 114
4.2.4 對供應鏈的影響 117
4.3 如何利用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù) 118
4.4 大數(shù)據(jù)與遺傳育種 118
4.4.1 基因組輔助育種技術 119
4.4.2 作物基因組與遺傳改良 124
4.4.3 經(jīng)濟動物基因組及遺傳改良 137
4.5 農(nóng)業(yè)信息管理 139
4.5.1 作物品種資源數(shù)據(jù)庫 140
4.5.2 動物遺傳資源數(shù)據(jù)庫 140
4.5.3 農(nóng)業(yè)有害生物數(shù)據(jù)庫 141
4.6 智能化管理農(nóng)場網(wǎng)絡 142
4.6.1 智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理 142
4.6.2 農(nóng)產(chǎn)品物流信息管理 142
4.6.3 農(nóng)產(chǎn)品信息回溯 143
4.7 結(jié)合中國國情，促進精細農(nóng)業(yè)與大數(shù)據(jù)融合 145
4.8 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的美好未來 146
第5章 大數(shù)據(jù)時代的倫理隱憂 148
5.1 基因組信息涉及的倫理隱私 148
5.1.1 倫理學問題 148
5.1.2 基因信息與身份識別 148
5.1.3 基因信息可能暴露意外的親緣關系 149
5.1.4 基因信息可用于推測個人特征 149
5.1.5 基因信息可能導致基因歧視 149
5.1.6 基因信息可能導致保險公司歧視性定價策略 150
5.2 什么類型的基因檢測更容易存在倫理隱患？ 150
5.2.1 單基因檢測 151
5.2.2 疾病的基因檢測 151
5.2.3 全外顯子、全基因組檢測或檢測位點非常多的芯片檢測 151
5.2.4 親子鑒定、司法鑒定 151
5.3 如何注意避免泄露基因隱私 152
5.3.1 了解檢測目的 152
5.3.2 閱讀知情同意書和條款，保護自身權利 152
5.3.3 了解檢測所使用的技術手段 152
5.4 大數(shù)據(jù)時代生命倫理展現(xiàn)價值維度 152
5.4.1 生命倫理學的出現(xiàn)及其研究范疇 153
5.4.2 生命倫理學原則 154
5.4.3 大數(shù)據(jù)時代的醫(yī)學倫理與信息安全 155
主要參考文獻 161