Experimental plant physiology,

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出版者:Mosby
作者:Anthony Gordan San Pietro
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1974
价格:0
装帧:Unknown Binding
isbn号码:9780801643071
丛书系列:
图书标签:
  • 生物
  • 宏观
  • 植物生理学
  • 实验生理学
  • 植物生物学
  • 植物科学
  • 生理学
  • 实验
  • 植物生长
  • 植物代谢
  • 生物学
  • 研究方法
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具体描述

好的,这是一本关于作物生理学前沿研究的专业著作的详细介绍,内容涵盖了现代农业科学中的关键领域,但不涉及《Experimental Plant Physiology》中的特定实验细节。 --- 现代作物生理学:环境适应、代谢调控与遗传改良的综合前沿 (Modern Crop Physiology: Integration of Environmental Adaptation, Metabolic Regulation, and Genetic Improvement) 本书导言: 在全球气候变化加剧、人口持续增长以及对可持续农业需求日益迫切的背景下,深入理解和调控作物生命活动的基本原理已成为农业科学的核心任务。本书《现代作物生理学:环境适应、代谢调控与遗传改良的综合前沿》旨在提供一个全面、深入且与时俱进的视角,探讨当代作物生理学研究的最新进展、核心理论框架及其在应对全球粮食安全挑战中的应用潜力。 本书侧重于解析作物如何感知、响应并适应复杂多变的非生物胁迫(如干旱、高温、盐碱和营养缺乏)以及生物胁迫,同时系统阐述了光合作用效率的分子机制、营养元素的高效转运与分配,以及生长发育过程中的信号网络调控。本书不仅梳理了经典的生理学原理,更着重介绍了基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多组学技术如何赋能现代生理学研究,从而为作物性状的精准改良奠定坚实的理论和技术基础。 第一部分:作物光合作用的效率与调控 光合作用是决定作物产量的最关键过程。本部分深入探讨了当前作物光合生理学的研究热点,超越了传统的碳固定循环描述。 1.1 光合机构的结构与功能优化: 详细剖析了叶绿体的超微结构在不同环境条件下的可塑性。重点讨论了光系统II(PSII)的修复和保护机制,特别是D1蛋白的周转效率如何影响长期光合效率,以及捕光复合体(LHC)的动态组成对适应性光合作用的贡献。 1.2 二氧化碳浓度响应与Rubisco酶的限制: 分析了Rubisco(核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶)的催化特性,包括其对CO2和O2的亲和力差异,以及光呼吸的生理经济学成本。讨论了当前通过基因工程手段尝试“C3向C4途径转化”或优化Rubisco活性以期突破理论产量的前沿探索。 1.3 光能分配与光保护机制: 详述了光合作用中能量耗散的途径,特别是非光化学猝灭(NPQ)的分子机制及其在瞬时强光下的保护作用。探讨了在持续胁迫下,植物如何平衡能量捕获与光氧化损伤的风险。 第二部分:非生物胁迫下的生理适应机制 气候变化是当前农业生产面临的最大挑战。本部分聚焦于解析作物在极端环境条件下的生存和恢复策略。 2.1 水分胁迫与渗透调节: 深入讲解了干旱胁迫下水分利用效率(WUE)的生理基础。阐述了气孔调控的信号转导通路(如脱落酸ABA的作用),以及细胞内渗透调节物质(如脯氨酸、甜菜碱)的积累如何维持细胞膨压和膜的稳定性。讨论了根系构型与水分吸收效率之间的关系。 2.2 高温胁迫的分子生理学: 探讨了高温如何干扰蛋白质的折叠、膜脂的流动性以及核酸的稳定性。详细介绍了热休克蛋白(HSP)在分子伴侣功能中的核心作用,以及维持膜完整性(如脂肪酸组成调整)以抵抗热损伤的机制。 2.3 盐胁迫下的离子稳态与解毒: 分析了钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)毒害的生理学基础。重点阐述了钠离子排斥和隔离策略,包括钠氢交换体(NHX)在液泡隔离中的关键作用,以及如何在维持细胞钾/钠比例的同时保证代谢活性。 2.4 营养素缺乏与高效利用: 关注宏量和微量营养素(特别是氮、磷、铁)在土壤中的形态、在植物体内的吸收转运机制。详细阐述了作物如何通过分泌有机酸、根系分泌物或建立根际微生物互作来改善难溶性营养元素的获取效率,以适应低投入环境。 第三部分:生长发育的信号网络与形态建成 作物的产量是其生长发育过程中形态建成和生理过程综合调控的结果。本部分关注调控这些过程的关键内源信号和外部诱导因子。 3.1 植物激素的协同与拮抗作用: 系统梳理了生长素(Auxin)、赤霉素(Gibberellin, GA)、细胞分裂素(Cytokinin, CK)、脱落酸(ABA)、乙烯(Ethylene)、水杨酸(SA)和油菜素内酯(BR)等关键激素在调控种子萌发、营养生长、开花以及衰老过程中的精确信号网络。特别关注了激素信号的跨膜传递和转录后修饰。 3.2 生长与环境的整合: 探讨了光周期、春化作用以及昼夜节律对作物关键发育节点(如抽穗期)的精密控制。分析了光敏色素、隐花色素等光受体如何将光信号转化为内分泌信号,指导植物的适应性生长。 3.3 营养器官建成与物质分配: 讨论了叶面积指数(LAI)的优化、分蘖(侧枝)的调控以及籽粒/果实灌浆期的物质输入和输出平衡。阐明了韧皮部运输机制如何决定光合产物在源器官和库器官间的动态分配。 第四部分:分子生理学工具与遗传改良的新范式 现代作物生理学的进步离不开先进的技术手段。本部分着眼于生理学研究如何与现代生物技术相结合,推动作物品种的快速改良。 4.1 基因表达调控的深度解析: 介绍了用于高精度测量胁迫下基因表达谱变化的RNA测序技术(RNA-Seq)和单细胞转录组学在解析异质性细胞群体响应中的应用。讨论了表观遗传修饰(如DNA甲基化和组蛋白修饰)在长期环境记忆中的作用。 4.2 代谢流分析与生物合成通路重塑: 详细介绍了稳定同位素示踪技术在追踪代谢物流向中的应用,以及如何结合代谢组学数据来识别代谢瓶颈。探讨了通过代谢工程手段,对次级代谢产物合成通路进行重定向以提高抗逆性或营养品质的策略。 4.3 基因编辑技术在生理性状挖掘中的应用: 重点讨论了CRISPR/Cas9系统如何被用于精确修饰与复杂生理性状(如根系构型、气孔密度或胁迫耐受基因)相关的基因,从而加速了基于生理学认知的品种改良进程。 结论与展望: 本书最后总结了当前作物生理学研究面临的挑战,包括复杂环境下的多因子耦合效应、宏观性状与微观机制的跨尺度整合,以及如何建立更具预测性的生理模型。展望未来,本书强调了大数据、人工智能与系统生物学在理解和设计高产、高适应性作物品种中的决定性作用。 本书适合于作物科学、植物生物学、遗传育种学以及农业工程学等领域的研究人员、研究生以及从事农业科技推广和政策制定的专业人士作为核心参考书目。

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《Experimental Plant Physiology》在植物生物技术应用方面的论述,为我描绘了科学研究如何转化为实际生产力的蓝图。书中详细介绍了基因工程技术在改良农作物方面的应用,例如,通过引入抗虫基因,培育出抗虫棉花,从而减少了杀虫剂的使用,对环境保护和人类健康都起到了积极作用。我学习到了转基因技术的具体操作过程,从基因的筛选、载体的构建,到植物细胞的转化和再生,每一步都充满了科学的智慧。此外,书中还探讨了分子标记辅助育种(MAS)在加速新品种培育中的重要性。通过利用DNA标记来预测目标性状,育种家可以更有效地筛选出具有优良基因的个体,从而缩短育种周期。书中还介绍了植物组织培养技术在无病毒种苗繁育、快速繁殖以及基因转化中的广泛应用。我了解到,通过无性繁殖,可以保持优良品种的遗传稳定性,并且可以快速地将抗病、耐旱等优良性状引入到新的品种中。这些实际的应用案例,不仅让我对生物技术在农业领域的潜力有了更深的认识,也激发了我对未来农业发展的美好憧憬。

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《Experimental Plant Physiology》在探讨植物激素的作用机制时,给我带来了全新的视角。书中关于生长素(Auxin)在植物生长发育中的作用,不仅仅停留在“促进细胞伸长”的简单描述上,而是深入到其分子层面的信号转导通路。我学习到了生长素是如何通过与TIR1/AFB受体结合,激活下游基因表达,进而影响细胞壁的松弛和细胞膨大的。书中还通过一系列拟南芥突变体实验,清晰地展示了生长素信号通路中各个关键蛋白的功能。例如,某个突变体在根的向地性响应中表现出异常,这恰恰证明了该基因在生长素的向下运输和响应中的关键作用。此外,书中对细胞分裂素(Cytokinin)和赤霉素(Gibberellin)的介绍也同样深入。对于细胞分裂素,作者着重讲解了它如何影响细胞分裂和分化,以及在芽的发育和衰老过程中的调控作用。而赤霉素的部分,则详细阐述了它在种子萌发、茎秆伸长和开花等过程中的作用,特别是其与内源激素的协同或拮抗关系。这些细致入微的讲解,让我对植物激素的复杂调控网络有了更深刻的认识,也理解了为何植物能够如此精妙地响应外界环境变化。

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这部《Experimental Plant Physiology》在植物信号转导网络的复杂性方面,为我带来了极大的震撼。书中不仅仅是孤立地介绍单一信号通路,而是着重阐述了不同信号通路之间的相互交织和协同作用。我学习到了,植物在面对环境变化时,往往不是仅仅激活某一个特定的反应,而是会综合考量多种信号,并整合形成一个最有利于生存的反应模式。例如,当植物受到干旱胁迫时,水分胁迫信号会与ABA信号协同作用,共同调控气孔的关闭;同时,光信号的改变也会影响植物对干旱的响应。书中通过一些基因芯片和蛋白质组学分析的案例,展示了科学家们是如何揭示这些复杂的信号网络。特别是对“信号整合”这一概念的阐述,让我意识到植物的信号转导系统比动物更加灵活和高效,它能够根据瞬息万变的环境条件,快速地调整自身的生理状态。书中还探讨了植物的“记忆”现象,例如,一次干旱胁迫可能会让植物在未来的干旱中表现出更强的抵抗力,这种现象的分子机制也涉及到了复杂的信号网络和表观遗传调控。

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这部《Experimental Plant Physiology》在光信号转导方面的论述,绝对是我阅读过的关于植物感知与响应光环境的最具启发性的部分。作者并没有止步于简单地介绍光敏色素(Phytochrome)和隐花色素(Cryptochrome)等光感受器的基本功能,而是深入挖掘了它们在细胞内如何引发一系列复杂的信号级联反应。我学到了光信号被接收后,是如何通过激酶级联、钙离子信号和活性氧(ROS)等多种途径,最终调控下游基因的表达,从而影响植物的形态建成、开花时间以及对阴影的规避等。书中详细描述了“阴影规避”的实验,如何通过改变光质(降低红蓝光比,增加远红光)来诱导拟南芥植株茎秆伸长和叶片变大的现象,并通过分析这一过程中涉及到的转录因子和激素信号,让我对植物的“环境感知”能力有了更深的理解。此外,书中对光周期效应的阐述也同样精彩。我学习到了许多植物能够精确地感知日照长度的变化,从而决定何时开花,这对于植物适应不同季节的变化至关重要。作者通过介绍一系列光周期敏感型突变体,揭示了其中的分子机制,让我感叹植物生命的神奇与精妙。

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《Experimental Plant Physiology》对植物抗逆生理的探讨,让我对植物在恶劣环境下的生存策略有了全新的认识。书中关于盐胁迫的内容,不仅仅是描述了植物如何应对高盐环境,更深入分析了其内在的分子调控机制。我学习到了植物会通过积累渗透调节物质(如脯氨酸、甜菜碱)来降低细胞内水势,以维持水分平衡。同时,植物还能通过关闭离子通道或激活外排泵,将过多的钠离子和氯离子排出细胞或隔离到液泡中。书中还介绍了一些重要的转运蛋白,例如SOS1(Sodium-Over-Uptake 1),它在将细胞质中的钠离子泵出细胞方面起着关键作用。此外,书中对干旱胁迫的论述也同样详尽。我了解到,在干旱条件下,植物除了关闭气孔外,还会激活一系列抗旱基因,合成脱水蛋白(LEA proteins)等,以保护细胞结构免受脱水损伤。作者通过对不同耐旱品种的比较研究,展示了植物在长期进化中形成的复杂而高效的抗逆机制。这些内容不仅增加了我的科学知识,更让我对植物顽强的生命力充满了敬意。

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《Experimental Plant Physiology》在植物水分生理这一章节的阐述,堪称我读过的最系统、最透彻的讲解。书中不仅详细介绍了水分在植物体内的吸收、运输和散失过程,更将重点放在了植物如何调控这些过程以适应不同的水分环境。我特别欣赏作者对水势(Water Potential)概念的引入和深入分析。从土壤水势到植物茎水势,再到叶气孔水势,书中用清晰的图示和数学模型解释了水势梯度如何驱动水分在植物体内的流动。特别是关于木质部导管中的水分运输,作者生动地描绘了“张力-内聚力理论”,通过解释水分子之间的内聚力以及导管壁与水的附着力,让我理解了即便在较高的蒸腾拉力下,水分也能保持连续性。此外,书中对气孔的开放和关闭机制的讲解也极为详尽。我学习到了气孔运动不仅受光照、CO2浓度等外界因素影响,更受到植物内源激素(如脱落酸ABA)的精细调控。文中通过不同环境下植物的蒸腾速率数据,直观地展示了植物在水分胁迫下是如何通过关闭气孔来减少水分损失的。这种理论与实验数据的结合,让我对植物的保水策略有了更全面的认识。

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《Experimental Plant Physiology》在植物的根系生理学方面的讲解,为我打开了一个全新的视角,让我意识到根系在植物生存中所扮演的如此关键而复杂的角色。书中详细描述了根系如何通过分泌不同的化学物质来与土壤微生物进行互作,形成复杂的根系微生物群落,这些互作不仅能帮助植物吸收矿质营养,还能提高其对环境胁迫的抵抗力。我学习到了根系如何感知土壤中的养分梯度,并调整自身的生长方向和密度,以最大化地获取必需的矿物质元素,特别是磷和氮。作者通过一些同位素示踪实验的案例,直观地展示了根系如何高效地吸收和转运这些元素。此外,书中对根瘤菌与豆科植物的共生关系的阐述也极为精彩,我了解到根瘤菌能够将大气中的氮气固定成植物可以吸收的氨,而植物则为根瘤菌提供光合作用产生的碳水化合物,这种互利共生的机制是自然界中最令人惊叹的协同作用之一。书中还探讨了根系如何感知水分胁迫,并调节蒸腾作用,以保护植物免受干旱的伤害。这种对根系作为植物“地下智慧”的深入挖掘,让我对植物的整体生理学有了更全面的理解。

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这部《Experimental Plant Physiology》的封面设计给我留下了非常深刻的第一印象。它没有选择那些过于花哨或抽象的植物插画,而是采用了一种极为简洁、却又充满力量的设计语言。主体部分是一幅高分辨率的显微照片,聚焦于植物叶片横切面中细胞的排列和纹理,那种精细入微的结构,仿佛能透过纸张传达出生命最本质的运作方式。色彩的运用也非常克制,以一种深邃的墨绿色为基调,搭配着如同植物汁液般鲜活的淡黄色线条勾勒出书名和作者信息。这种色彩组合既彰显了科学的严谨性,又蕴含着对植物生命的热爱与敬畏。封底的材质也并非那种光滑的覆膜纸,而是一种略带磨砂质感的特种纸,触感温润而厚重,让人在翻阅之前就感受到一种沉甸甸的知识分量。书脊处的字体排布也十分考究,不是简单的垂直排列,而是巧妙地融入了植物生长向上延伸的动态,这一点细节的处理,足以体现出版方在整体视觉呈现上的用心良苦。整体而言,这本《Experimental Plant Physiology》在视觉设计上就已然传递出一种专业、前沿且富含艺术性的信号,成功地在众多生物学书籍中脱颖而出,让我对其中蕴含的内容充满了期待,仿佛在它身上我能窥见植物生命奥秘的钥匙。

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在阅读《Experimental Plant Physiology》关于植物叶片衰老机理的部分时,我被其中对细胞内部精细调控的描述所深深吸引。作者并未将衰老简单理解为细胞的“死亡”,而是将其描述为一个受基因精密调控、能量重新分配的过程。我学习到了,在衰老过程中,植物会主动地将叶绿素、核酸等重要的营养物质分解,并将其转运到种子、根部等生长活跃的组织中,以支持新生命的延续。书中详细介绍了调控这一过程的关键酶和转录因子,例如,衰老相关的基因(SAGs)的激活,以及与激素信号(如乙烯和脱落酸)之间的相互作用。令人印象深刻的是,书中还引用了一些利用基因沉默技术来延迟叶片衰老的实验结果,这些实验直观地证明了特定基因在衰老过程中的关键作用。此外,作者还探讨了环境因素(如光照、温度和营养供应)如何影响叶片衰老的速度,并解释了这些因素是如何通过影响植物体内的激素水平和信号通路来发挥作用的。通过对衰老机理的深入理解,我不仅能更好地理解植物的生命周期,也对如何通过科技手段优化植物生长和产量有了新的启发。

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在阅读《Experimental Plant Physiology》的过程中,我最先被其严谨的实验设计部分所吸引。作者在介绍每一个实验时,都不仅仅是罗列步骤,而是会详细阐述该实验的理论基础、研究背景以及它在植物生理学领域中的地位。例如,在关于光合作用效率测定的部分,书中不仅详细讲解了叶绿素荧光动力学的方法,还深入探讨了不同光照强度、CO2浓度和温度条件对荧光参数的影响机理。作者甚至列举了几个经典的研究案例,通过这些案例,我得以窥见科学家们是如何一步步从理论猜想到实验验证,最终揭示植物光合作用复杂网络的。更令我印象深刻的是,书中对实验误差的控制和数据分析方法的讲解也极为细致。从样本的选择、分组的随机性,到统计学方法的选择和解读,都给予了详尽的指导。作者强调了重复实验的重要性,并提供了如何设计对照组以排除干扰因素的策略。读到这部分内容,我仿佛置身于一个真正的实验室,亲手操作着各种精密仪器,与数据搏斗,体验着科学探索的严谨与乐趣。这种对实验过程的深度剖析,远超出了我之前接触过的任何一本植物生理学教材,让我对实验科学的理解上升到了一个新的高度。

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