1 引言：一种未得到充分利用的资源 1
参考文献 5
2 命名、起源和历史 7
2.1 菊芋命名 7
2.2 起源 20
2.3 历史 22
参考文献 26
3 分类、鉴别和分布 34
3.1 分类 34
3.2 鉴别 38
3.3 分布 38
参考文献 39
4 植物形态学和解剖学 41
4.1 形态学 42
4.1.1 茎秆和分枝 42
4.1.1.1 茎秆／株高 42
4.1.1.2 茎秆重力反应 42
4.1.1.3 茎秆数量 42
4.1.1.4 茎的直径 42
4.1.1.5 茎的分枝 42
4.1.1.6 茎的颜色 43
4.1.2 叶片 43
4.1.2.1 叶形 43
4.1.2.2 叶尖形状 43
4.1.2.3 叶基形状 44
4.1.2.4 锯齿状边缘 44
4.1.2.5 叶片大小 44
4.1.2.6 叶片数量 45
4.1.2.7 叶片角度 45
4.1.2.8 叶片颜色 45
4.1.2.9 叶子基部苞片 46
4.1.2.10 叶序 46
4.1.3 花序 46
4.1.3.1 花序的大小 46
4.1.3.2 花序的数量 46
4.1.3.3 花序中的花盘数量 46
4.1.3.4 花序中放射花的数量 46
4.1.3.5 叶舌形状 48
4.1.3.6 叶舌密度 48
4.1.4 果实 48
4.1.5 根状茎 48
4.1.5.1 长度 48
4.1.5.2 直径 49
4.1.5.3 数量 49
4.1.6 块茎 50
4.1.6.1 外部颜色 50
4.1.6.2 内部颜色 50
4.1.6.3 形状 50
4.1.6.4 块茎大小 51
4.1.6.5 茎节数目 51
4.1.6.6 表面形态 51
4.1.6.7 芽眼的深度 51
4.1.7 地下茎 51
4.1.8 根系 51
4.2 解剖学特征 51
4.2.1 气孔数量和密度 51
4.2.2 毛状体 52
4.2.2.1 茎秆 52
4.2.2.2 叶子 52
4.2.2.3 花上的毛状体 54
4.2.3 花 54
4.2.4 花器官的草酸钙晶体 54
4.2.5 块茎薄壁的超微结构 55
参考文献 56
5 化学成分和菊糖化学 59
5.1 化学成分 59
5.1.1 块茎成分 59
5.1.2 植物地上部分 64
5.2 植物中菊糖的发现 65
5.3 菊糖的组成、结构和性质及菊糖低聚物 69
5.3.1 菊糖低聚物的晶体结构 69
5.3.2 在水溶液中的结构 69
5.3.3 菊糖的性质 70
5.4 菊糖的成分分析 71
5.5 菊糖的提取、分离、纯化、分级、干燥和存储 72
5.6 菊糖的来源 74
5.6.1 传统的植物来源 74
5.6.2 转基因作物 74
5.6.3 微生物合成 74
5.7 天然的和分级菊糖的用途 75
5.7.1 天然菊糖 75
5.7.1.1 膨松剂 75
5.7.1.2 面包和乳制品添加剂 75
5.7.1.3 果糖和低聚果糖 75
5.7.1.4 保健食品添加剂 76
5.7.1.5 医学应用 76
5.7.2 通过聚合度来对菊糖进行分类 76
5.7.2.1 脂肪替代品 76
5.8 微生物和酶法改性菊糖 77
5.8.1 水解 77
5.8.1.1 完全水解：果糖糖浆 77
5.8.1.2 部分水解：低聚果糖 78
5.8.2 发酵 79
5.8.2.1 乙醇 80
5.8.2.2 丁醇和丙醇 80
5.8.2.3 其他发酵产品 81
5.8.3 环化作用 81
5.8.3.1 环状低聚菊糖 81
5.8.3.2 果糖二酐 82
5.9 菊糖的化学改性 83
5.9.1 还原 83
5.9.2 水解作用 83
5.9.2.1 羟甲基糠醛 83
5.9.2.2 甘露醇 84
5.9.3 氢解作用 84
5.9.4 酯化作用 84
5.9.5 甲基化菊糖 84
5.9.6 菊糖碳酸盐 85
5.9.7 O-（羧甲基）菊糖 85
5.9.8 菊粉醚 86
5.9.9 菊糖醛 87
5.9.10 菊糖氨基甲酸酯 87
5.9.11 菊糖-氨基酸 88
5.9.12 O-（氰）菊糖 88
5.9.13 O-（3-氨基-3-丙酰）菊糖 88
5.9.14 O-（羧）菊糖 89
5.9.15 O-（3-羟基亚胺基-3-氨基丙基）菊糖 89
5.9.16 O-（氨丙基）菊糖 90
5.9.17 硬脂酰胺和N-N-碳氧甲基丙酸酯菊糖 90
5.9.18 衍生物O-（氨基丙基）菊糖 90
5.9.19 环菊己糖衍生物 90
5.9.20 氧化 91
5.9.20.1 伯羟基选择性氧化 92
5.9.20.2 乙醇氧化 92
5.9.21 烷氧基化菊糖 93
5.9.22 菊糖磷酸盐 93
5.9.23 络合剂 93
5.9.24 阳离子改性 93
5.9.25 交联菊糖 93
参考文献 94
6 菊芋在人类食品与动物饲料中的价值 109
6.1 人类饮食 109
6.1.1 菊粉与肥胖症 111
6.1.2 菊粉与糖尿病 112
6.1.3 益生菌、益生元和双歧杆菌 114
6.1.4 菊粉和骨骼健康 116
6.1.5 血脂和心脏病 116
6.1.6 免疫系统和癌症预防 117
6.1.7 肠功能 118
6.1.8 消化不良 119
6.2 动物饲料 120
6.2.1 饲料 120
6.2.2 青储饲料和颗粒饲料 124
6.2.3 益生菌和饲料添加剂 126
6.2.3.1 猪 126
6.2.3.2 反刍动物 127
6.2.3.3 家禽 127
6.2.3.4 家畜 128
参考文献 128
7 生物量和生物燃料 141
7.1 生物量 141
7.2 直接燃烧 143
7.3 生物性转化 144
7.3.1 乙醇 144
7.3.2 沼气（甲烷） 153
参考文献 157
8 遗传资源、育种和栽培 165
8.1 育种程序 165
8.2 细胞学 167
8.3 种间杂交 167
8.4 控制性杂交 169
8.5 传统育种 169
8.6 育种技术 170
8.6.1 温室中控制杂交 170
8.6.2 利用多向杂交进行天然授粉 170
8.6.3 隔离杂交 171
8.7 开花时间处理 171
8.8 辐射 173
8.9 选择标准 173
8.9.1 产量 173
8.9.2 块茎大小 174
8.9.3 块茎表面光滑度 174
8.9.4 菊粉质量和数量 174
8.9.5 根茎长度 174
8.9.6 株高、茎的数量和分枝 175
8.9.7 成熟时间 175
8.9.8 抗病性 175
8.9.9 饲料品质 175
8.10 选择顺序 175
8.11 重要特征的遗传 176
8.12 转基因植物 178
8.12.1 菊芋作为基因来源 178
8.12.2 菊芋的遗传转化 180
8.13 遗传资源 181
8.13.1 加拿大 181
8.13.2 美国 188
8.13.3 中南美洲 193
8.13.4 德国、奥地利、斯洛文尼亚和瑞士 193
8.13.5 法国和西班牙 198
8.13.6 丹麦、芬兰、冰岛、挪威和瑞典 204
8.13.7 俄罗斯 205
8.13.8 乌克兰和阿塞拜疆 205
8.13.9 保加利亚、匈牙利和罗马尼亚 206
8.13.10 捷克、斯洛伐克、塞尔维亚和黑山 206
8.13.11 亚洲和大洋洲 212
8.14 栽培品种和克隆 213
8.14.1 收集中出现的同种、重复及混淆品种 213
8.14.2 栽培种、无性系和野生植物材料名录（包括同种异名；备注起源地、特征、收集价值；相关研究文献，指定的产量数据，鲜重，除非特别说明是干重） 214
参考文献 271
9 繁殖 287
9.1 块茎 287
9.1.1 块茎休眠 287
9.1.1.1 控制休眠 288
9.1.1.2 休眠后的初始反应 289
9.2 根状茎 290
9.3 组织培养 291
9.4 幼枝 295
9.5 插条 296
9.6 种子 296
参考文献 298
10 发育生物学、资源分配和产量 308
10.1 发育阶段 310
10.1.1 萌芽与冠层发育 311
10.1.1.1 茎秆 311
10.1.1.2 分枝 312
10.1.1.3 叶片 312
10.1.2 根茎形成 315
10.1.3 块茎形成 316
10.1.3.1 启动 316
10.1.3.2 块茎形成 319
10.1.3.3 块茎膨胀 320
10.1.3.4 休眠 320
10.1.3.5 休眠后的初始反应 321
10.1.3.6 耐寒性 321
10.1.4 开花 321
10.1.4.1 花芽的形成 321
10.1.4.2 花的发育 324
10.1.4.3 种子发育和休眠 325
10.1.5 衰老 326
10.2 光合作用 329
10.2.1 光照 329
10.2.2 最大同化速率 331
10.3 呼吸作用 332
10.3.1 暗呼吸 333
10.3.2 抗氰呼吸 333
10.3.3 呼吸速率 334
10.3.4 呼吸模式 336
10.3.5 光呼吸 338
10.4 同化物分配策略 338
10.5 碳运输 339
10.6 存储库强度与分配的关系 341
10.7 同化物的分配和再分配 342
10.7.1 干物质 343
10.7.2 碳 345
10.7.3 营养元素 347
10.8 果聚糖代谢 349
10.8.1 果聚糖的聚合／解聚反应 355
10.8.2 酶 357
10.8.2.1 蔗糖-1-果糖基转换酶 357
10.8.2.2 果聚糖：果聚糖-1-果糖基转换酶 358
10.8.2.3 果聚糖1-水解酶 359
10.8.3 果糖聚合和解聚的规则 359
10.8.4 聚合过程中的变化 359
10.8.5 聚合度对于菊粉潜在用途的影响 361
10.9 额外的新陈代谢途径 361
10.10 分子遗传 364
10.11 产量 365
10.12 生长分析和建模 366
10.12.1 化合物生长分配和复合物的再分配 366
10.12.2 叶面积 368
10.12.3 生物产量和收获指数 372
10.12.4 作物生长和同化速率 373
10.13 影响产量的环境因素 374
10.13.1 辐射 374
10.13.2 温度 375
10.13.3 光周期 376
10.13.4 降水 377
10.13.5 风 377
10.14 影响产量的因素 378
10.14.1 土壤类型和处理 378
10.14.2 灌溉 379
10.14.3 植物种群密度 380
10.14.4 生育期长度 381
10.14.5 杂草 385
10.14.6 生长调节剂 385
参考文献 386
11 传粉昆虫、害虫和疾病 415
11.1 传粉昆虫 415
11.2 病虫害 417
11.2.1 向日葵甲壳虫 420
11.2.2 向日葵蚜虫 420
11.2.3 向日葵茎象鼻虫 420
11.2.4 向日葵蛆 421
11.2.5 带状向日葵蛾 421
11.2.6 向日葵螟 422
11.2.7 葵花籽蛆 422
11.2.8 蚱蜢 422
11.2.9 夜蛾和地老虎 422
11.2.10 蚜虫 422
11.3 软体动物、线虫和其他害虫 423
11.4 真菌、细菌和病毒性疾病 424
11.4.1 锈病 426
11.4.2 南部枯萎／枯萎病／青枯病 426
11.4.3 白粉病 427
11.4.4 核菌枯萎病／腐烂病 428
11.4.5 顶端黄化病 429
11.4.6 块茎腐烂病 429
参考文献 431
12 农艺措施 436
12.1 种植日期 436
12.2 种植 437
12.3 控制杂草 438
12.3.1 控制菊芋中的杂草 438
12.3.2 控制后茬作物中的菊芋 439
12.3.2.1 化学控制 440
12.3.2.2 机械控制 443
12.3.2.3 作物轮作 443
12.3.2.4 新型控制技术 443
12.4 施肥 443
12.5 灌溉 446
12.6 收获和加工 448
12.6.1 收获块茎 448
12.6.2 收获地上植物 449
参考文献 449
13 储存 455
13.1 储存方法的选择 455
13.2 储存条件 456
13.3 储存损失 456
13.4 储存过程中成分的变化 457
13.5 气压控制的储存 458
13.6 辐射 458
参考文献 459
14 经济意义 462
14.1 作物生产和存储 462
14.2 生物燃料的生产 465
14.3 菊粉 471
14.4 菊芋的利用前景 473
参考文献 476
附录 478
菊芋相关的专利权 478
医学和兽医应用 478
食品、饮料和营养品应用 480
动物饲料应用 508
非食品工业应用 509
遗传操作与生物技术 513
栽培和植物育种 516
译后记 519