Biochemical Mechanisms of Detoxification in Higher Plants pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Sadunishvili, Tinatin

出品人:

页数:266

译者:

出版时间:

价格:$ 270.07

装帧:HRD

isbn号码:9783540289968

丛书系列:

图书标签:

植物化学
解毒机制
生物化学
代谢
氧化还原
植物生理学
环境胁迫
植物保护
次生代谢
植物毒理学

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具体描述

Plants play a key role in purifying the biosphere of the toxic effects of industrial activity. This book shows how systematic application of the results of investigations into the metabolism of xenobiotics (foreign, often toxic substances) in plants could make a vastly increased contribution to planetary well-being. Deep physiological knowledge gained from an accumulation of experimental data enables the great differences between the detoxifying abilities of different plants for compounds of different chemical nature to be optimally exploited. Hence planting could be far more systematically adapted to actual environmental needs than is actually the case at present. The book could form the basis of specialist courses in universities and polytechnics devoted to environmental management, and advanced courses in plant physiology and biochemistry, for botany and integrative biology students. Fundamental plant physiology and biochemistry from the molecular level to whole plants and ecosystems are interwoven in a powerful and natural way, making this a unique contribution to the field.

《环境毒物与植物抗逆性研究进展》图书简介本书深入探讨了高等植物在面对复杂环境压力，特别是各类化学毒物胁迫下的生理生化响应机制，重点聚焦于植物如何构建和激活自身的防御系统以实现解毒与适应。全书旨在为环境科学、植物生理学、毒理学以及农业生态学等领域的科研人员、研究生和政策制定者提供一个全面、前沿的参考框架。第一部分：环境胁迫下的植物感知与信号转导本部分首先系统梳理了植物感知细胞外和细胞内毒性物质的分子机制。我们详述了膜受体如何识别特定的环境信号分子（如重金属离子、有机污染物、以及氧化应激产物），并将这些信号高效地转导至细胞内部。关键内容包括： 1. 信号识别的特异性：探讨了不同类型的受体（如离子通道、G蛋白偶联受体等）在识别不同类别毒物（如镉、铅、苯并芘、农药残留物）时的分子特异性。 2. 下游信号放大网络：详细阐述了钙离子信号、活性氧（ROS）和活性氮（RNS）在初始胁迫信号放大中的核心作用。尤其关注了这些信号分子如何调控关键的蛋白激酶和磷酸酶家族（如MAPK级联反应），启动基因表达的重编程。 3. 激素调控网络：深入分析了植物激素（如脱落酸、水杨酸、茉莉酸和赤霉素）在介导解毒反应中的交叉对话和协同作用。阐明了激素信号通路如何作为“枢纽”整合来自不同环境压力的信息，并决定植物的最终生理反应路径。第二部分：植物的初级与次级防御反应本部分聚焦于植物体内为应对毒物而发生的直接生化修饰和屏障构建。 1. 细胞壁与物理屏障的重塑：详细描述了毒物进入植物体前所遭遇的第一道防线——细胞壁。讨论了木质素、角质层和胼胝质的快速合成与沉积，以及这些过程如何通过调控苯丙氨酸代谢途径来实现。特别关注了木质素生物合成中关键酶（如肉桂酸羟化酶、咖啡酰CoA O-甲基转移酶）在响应特定污染物时的活性变化。 2. 螯合与转运机制：详述了植物吸收和隔离毒性离子的分子基础。重点介绍了植物体内负责金属离子（如Cd, Zn, Cu）螯合的小分子肽——植食素（Phytochelatins, PCs）的合成机制（由γ-谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化）及其在液泡隔离中的作用。同时，探讨了金属转运蛋白家族（如HMA家族）在根部吸收和长距离运输中的功能分化。 3. 次级代谢产物的生物合成：详细分析了苯丙氨酸、萜类和生物碱等次级代谢产物在解毒中的作用。阐述了这些化合物如何通过自由基清除、直接结合毒物或诱导基因表达来发挥保护作用。例如，黄酮类化合物的过度积累与细胞膜稳定性的增强之间的关系。第三部分：毒物生物转化与代谢途径本部分是全书的核心之一，系统阐述了植物如何通过酶促反应改变毒物的化学结构，以降低其毒性、增加水溶性并促进其隔离。 1. 氧化还原反应（Phase I）：深入解析了细胞色素P450单加氧酶（CYP450s）在代谢疏水性有机污染物（如多环芳烃、某些除草剂）中的关键作用。讨论了P450s催化羟基化、脱烷基化等反应的底物范围和反应位点特异性。同时，关注了过氧化物酶和漆酶在氧化降解复杂酚类污染物中的贡献。 2. 结合与水解反应（Phase II）：详细介绍了谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）在将谷胱甘肽共价连接到底物上（如烷基化、酯化）的关键功能，以及这种结合如何提高化合物的水溶性。此外，还探讨了酯酶、酰基转移酶在水解或酯化反应中失活特定毒物的机制。 3. 代谢产物的命运：分析了经过生物转化的产物（如糖苷化、酰基化产物）的最终归宿，包括其在液泡中的储存、细胞壁的结合或在特定组织中的降解。第四部分：植物解毒的遗传调控与分子育种前景本部分将理论研究与实际应用相结合，探讨了如何利用现代分子生物学技术增强植物的抗逆性。 1. 转录因子与基因调控：识别并分析了在重金属耐受和有机物降解中起关键作用的转录因子家族（如MYB, bZIP, NAC）。阐明了这些转录因子如何集成上游信号，精确调控下游解毒相关基因的表达水平。 2. 基因工程与生物修复：讨论了通过过表达关键解毒基因（如PCs合成基因、CYP450s基因）来提高作物的环境耐受性的案例研究。展望了利用CRISPR/Cas9技术对植物基因组进行精准编辑，以优化其对特定污染物的清除效率或提高其自身的生物安全性。 3. 跨代遗传与表观遗传调控：探讨了环境胁迫诱导的表观遗传变化（如DNA甲基化、组蛋白修饰）如何在植物体内形成“记忆”，影响后代对毒物的响应能力，为长期环境适应性研究提供新视角。本书内容丰富，图表精良，理论深度与实验细节并重，是深入理解高等植物如何应对日益严峻的环境毒理挑战的必备参考书。