植物逆境生物化学及分子生物学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:瓜谷郁三

出品人:

页数:269

译者:

出版时间:2004-1

价格:100.00元

装帧:

isbn号码:9787109089051

丛书系列:

图书标签:

• 自然科学
• 植物生理学
• 植物生物化学
• 逆境生理
• 分子生物学
• 植物分子生物学
• 胁迫响应
• 氧化应激
• 植物保护
• 环境生物学
• 植物基因

繁茂的生命力：探索植物应对非生物胁迫的分子机制 本书深入剖析了植物如何在严苛的非生物胁迫环境下，通过精妙的生物化学和分子调控机制，维持其生长与生存的奥秘。我们着重于那些改变了传统农业生产模式、对全球粮食安全构成严峻挑战的关键环境因素，并系统地梳理了植物如何演化出适应这些逆境的复杂策略。 第一部分：逆境环境下的生理响应与分子基础 第一章：水胁迫——干旱与渗透调节的艺术 本章详细阐述了植物应对水分亏缺（干旱）所采取的多层次防御策略。首先，从宏观的生理表现入手，包括气孔的动态关闭机制、叶片形态的改变（如叶面积指数的调控），以及根系构型对土壤水分的优化吸收。随后，我们将深入植物细胞内部，探讨渗透调节的核心：亲水性小分子溶质（如脯氨酸、甘氨酸甜菜碱、可溶性糖）的快速积累如何平衡细胞渗透势，保护蛋白质结构和膜完整性。 在分子层面，我们将重点分析关键信号通路。脱落酸（ABA）作为主要的逆境激素，其信号转导的级联反应——从受体蛋白（如PYR/PYL家族）到信号传递蛋白（PP2Cs）再到激活因子（SnRK2s）——如何精准控制下游基因的表达。同时，我们将讨论水通道蛋白（Aquaporins）在水分运输调控中的双重角色，以及植物如何通过调控其表达和膜定位来精细控制失水速率。 第二章：盐胁迫——钠离子的排斥与隔离 盐胁迫，特别是高浓度的氯化钠（NaCl），不仅带来渗透压力，更带来离子毒害。本章聚焦于植物如何区分“渗透应激”和“离子毒害”并采取联合防御。我们详细考察了钠离子的吸收、转运与隔离机制。关键在于外排体——如SOS1（钠外排体）——在根部细胞质膜上主动将过量的钠离子泵出细胞，以维持细胞质内相对较低的Na$^+$浓度。 此外，我们探讨了隔离机制，特别是液泡膜上的NHX型H$^+$/Na$^+$反向转运体。植物如何利用高浓度的有机酸和质子梯度，将有毒的钠离子隔离到液泡腔中，从而使其不对代谢活性区域造成干扰。关于分子机制，本章阐述了钙离子信号在盐胁迫感应中的关键作用，以及钙依赖性蛋白激酶（CDPKs）如何介导下游基因的激活。 第三章：极端温度的挑战——冷害与热胁迫的分子热力学 温度的剧烈波动对植物的膜流动性、酶活性和光合系统的稳定性构成了直接威胁。 针对低温胁迫，我们深入研究了“冷诱导蛋白”（CORs）的调控网络。重点分析了CBF/DREB1转录因子家族如何作为核心调控者，通过识别低温响应元件（DRE/CRT），迅速激活数以百计的抗冻基因。这些基因产物参与了脂质组分的重塑（如增加不饱和脂肪酸含量，维持膜的柔性）和保护性物质的合成。 针对高温胁迫，本章着重阐述了热激蛋白（HSPs）家族的分子伴侣功能。HSPs在细胞内折叠新合成的蛋白质，并帮助那些在高温下变性的蛋白质重新恢复其功能构象。此外，我们讨论了光系统II（PSII）在高温下光抑制和光氧化损伤的修复机制，以及植物如何通过非光合淬灭（NPQ）机制快速耗散多余光能，避免产生破坏性的活性氧物种。 第二部分：逆境信号转导与交叉耐受性 第四章：活性氧物种（ROS）的双刃剑——信号与损伤 活性氧物种（如超氧阴离子、过氧化氢）在逆境胁迫中扮演着矛盾的角色：它们是细胞损伤的元凶，也是关键的信号分子。本章系统梳理了ROS的产生源头（如叶绿体、线粒体、NADPH氧化酶）以及植物的清除系统。我们详细分析了抗氧化酶系统，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸-谷胱甘肽循环（Ascorbate-Glutathione Cycle）中涉及的酶（如APX、GR）。 同时，我们探讨了ROS如何作为信号分子，通过氧化修饰蛋白质或激活特定的信号通路（如MAPK级联反应）来促进逆境适应性反应的启动。 第五章：激素间的对话——复杂信号网络的整合 植物的逆境反应很少由单一激素主导，而是多重激素信号网络相互作用的结果。本章聚焦于激素间的“串扰”和拮抗作用。例如，ABA介导的干旱反应如何与细胞分裂素（CK）的生长抑制信号相协调；生长素（Auxin）和赤霉素（GA）在维持根系生长与逆境适应性之间的微妙平衡。 我们重点分析了转录因子（如NAC、bZIP家族）如何作为关键节点，整合来自不同激素和逆境信号的输入，从而产生精确的下游基因表达调控。 第六章：表观遗传学在长期适应中的角色 为了实现长期的、甚至跨代的逆境记忆，植物进化出了精密的表观遗传调控机制。本章探讨了DNA甲基化、组蛋白修饰（如乙酰化和甲基化）以及小分子RNA（如miRNA和siRNA）在逆境响应中的作用。我们展示了特定基因启动子区域的甲基化状态如何被环境信号重编程，从而影响其在下一代或在环境压力解除后的基因表达持久性。例如，特定miRNA靶向调节关键应激基因的转录后沉默，是植物快速响应环境变化的重要手段。 第三部分：前沿研究与应用前景 第七章：代谢重塑——次生代谢产物的防御力量 逆境压力驱动了植物次生代谢产物的爆发性积累，这些化合物在防御和保护中发挥了至关重要的作用。本章细致考察了关键的次生代谢途径：黄酮类化合物、花青素和蒽醌的合成调控，以及它们如何通过抗氧化和紫外线吸收来保护光合组织。此外，我们还研究了萜类化合物和生物碱在抵御病虫害协同压力下的防御功能。 第八章：利用基因工程实现逆境改良 基于对分子机制的深入理解，本章展望了现代生物技术在提高作物抗逆性方面的应用。我们讨论了转基因技术和基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）如何被用来增强核心逆境响应基因的表达，或消除负向调控因子。重点案例分析包括：过表达关键转录因子（如DREB家族）、增强关键代谢酶的活性、以及靶向修饰离子转运蛋白以提高耐盐性。 本书旨在为研究人员、生物技术专家以及关注可持续农业发展的专业人士，提供一个全面、深入且具有前瞻性的理论框架，以理解和应对日益严峻的非生物胁迫对全球生态系统和农业生产带来的挑战。

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