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出版者:W H Freeman & Co

作者:Raven

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2005-4

价格:$ 86.45

装帧:Pap

isbn号码:9780716762058

丛书系列:

图书标签:

• 植物学
• 植物实验室
• 植物生理学
• 植物解剖学
• 植物分类学
• 植物生态学
• 植物形态学
• 实验教学
• 高等教育
• 生物科学

探索生命之源：植物学前沿研究与实践指南 内容简介： 本书是一部深度聚焦于现代植物学研究方法、关键实验技术与前沿理论构建的专业参考书。它旨在为植物学、生物技术、生态学及相关领域的科研人员、高级本科生和研究生提供一个全面、系统且具有高度操作性的实践蓝图。全书摒弃了基础植物形态学和传统分类学的冗余叙述，而是将重点完全置于解析植物生命复杂机制所需的尖端工具和创新思维框架之上。 全书共分为五大部分，囊括了从分子层面到生态系统尺度的多维研究范畴，确保内容紧密贴合当前学术研究的热点与挑战。 --- 第一部分：分子与细胞生物学的深度解析（The Molecular and Cellular Toolkit） 本部分深入探讨解析植物生命活动基础单位——细胞和分子的核心技术。它不再是简单地描述细胞器结构，而是详细阐述如何利用这些结构进行功能验证。 1. 高级基因组学与转录组学分析： 重点介绍了新一代测序（NGS）技术在植物育种和进化研究中的应用。内容涵盖：从植物组织中高效提取高质量核酸的优化方案，低拷贝基因的捕获策略，到全基因组重测序数据的比对、变异检测和结构变异（SV）的鉴定流程。特别强调了非模式植物物种的从头组装（De Novo Assembly）与基因组注释的挑战及解决方案，包括辅助转录组组装和同源基因的识别。 2. 蛋白质组学与代谢组学整合平台： 详细介绍了液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）在植物蛋白质组学中的应用，尤其关注蛋白质的翻译后修饰（PTMs），如磷酸化、糖基化在信号转导中的作用。代谢物分析部分侧重于如何设计合理的样本前处理流程，以捕获植物在瞬时应激（如干旱、病原体攻击）下的动态代谢变化，并利用多元统计分析方法（如PLS-DA, OPLS-DA）进行生物标志物的筛选。 3. 活细胞成像技术与生物物理学： 本章深入探讨了如何利用共聚焦显微镜、超分辨率显微镜（如STED、PALM）追踪细胞内分子动态。重点讨论了荧光探针和报告基因系统的构建与优化，用于实时监测钙离子信号、活性氧物种（ROS）产生和膜电位的变化。此外，还涵盖了原子力显微镜（AFM）在研究细胞壁机械特性和分子间相互作用方面的应用。 --- 第二部分：植物生理学与发育的调控网络（Regulatory Networks in Physiology and Development） 本部分聚焦于植物如何通过复杂的信号网络调控其生长、发育和环境响应。 4. 信号转导通路精细解析： 不再满足于描述激素的作用，本章旨在揭示信号转导的分子机制。详细阐述了植物激素（如生长素、赤霉素、脱落酸）受体蛋白的晶体结构解析如何指导功能性突变体的设计。重点介绍了酵母双杂交（Y2H）、凝胶免疫沉淀（Co-IP）和Proximity Ligation Assay (PLA)在鉴定信号网络中蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）的实践步骤和数据解读。 5. 逆境生理学与适应性机制： 深入探讨植物如何应对非生物胁迫（如高盐、极端温度、重金属污染）。内容集中于胁迫诱导基因表达的调控元件（如启动子和增强子）的鉴定，以及植物如何通过积累渗透调节物质、调控气孔导度和增强抗氧化防御系统来实现耐受。提供了“快速反应”与“长期适应”生理指标的量化评估方案。 6. 植物发育的表观遗传学控制： 阐述了DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA（miRNA, lncRNA）在控制植物器官发生（如开花时间、根系分化）中的关键作用。讨论了如何利用ChIP-seq（染色质免疫沉淀测序）和Bisulfite测序来绘制功能相关的表观遗传图谱，并验证特定调控因子与染色质区域的结合特异性。 --- 第三部分：生态基因组学与环境相互作用（Eco-Genomics and Environmental Interactions） 本部分拓展至种群和群落层面，关注基因如何在真实生态环境中被选择和演化。 7. 宏基因组学与微生物组研究： 本书详细介绍了针对植物根际和叶片微生物群落的采样、DNA提取、高通量测序（16S rRNA/ITS）和生物信息学分析流程，包括物种注释、功能潜力预测（PICRUSt/Tax4Fun）和群落结构稳定性评估。特别关注植物-微生物互作的因果关系研究，如利用“Gnotobiotic”系统分离特定微生物对宿主表型的影响。 8. 种群遗传学与进化适应： 利用大量的分子标记数据（如InDels, SNPs, 拷贝数变异）来研究植物在地理梯度上的适应性演化。内容涵盖了选择扫描（Selective Sweeps）的识别方法、群体分化（Fst分析）的统计学意义，以及如何将环境数据（如气候变量）与遗传变异进行关联分析（GxE交互作用）。 9. 植物与生物胁迫的分子免疫学： 侧重于植物免疫系统（PTI和ETI）的复杂性。详细描述了如何克隆和鉴定抗病基因（R基因），如何使用瞬时表达系统（如Agrobacterium介导的Infiltration）快速验证效应因子（Effector）的功能。本章提供了一套标准化的病原体接种与量化反应（HR, 潜伏期）的实验方案。 --- 第四部分：先进的生物技术与工程应用（Advanced Biotechnology and Engineering） 本部分聚焦于将基础研究成果转化为实际应用的技术平台。 10. 新一代基因编辑技术（CRISPR/Cas系统应用）： 超越基础的sgRNA设计，本书深入探讨了CRISPR/Cas9、Cas12a及其衍生技术（如碱基编辑、先导编辑）在植物中的高效率转化方法。重点讨论了多重基因编辑策略、如何实现定点整合（Homology-Directed Repair, HDR）的优化，以及无选择标记转基因体系的构建，以简化育种流程。 11. 组织培养与再生系统的优化： 提供了针对难驯化作物的愈伤组织诱导、胚胎发生和植株再生的定制化培养基配方库。重点介绍了利用激素梯度、气相信号分子以及微环境调控技术，实现高通量、可重复的体外繁殖和遗传转化。 --- 第五部分：数据管理与生物信息学实践（Data Management and Bioinformatics Practice） 本部分强调了现代植物学研究中数据处理能力的重要性。 12. 高通量数据的标准化分析流程： 本书不提供代码本身，而是详细描述了不同类型原始数据（如RNA-seq的FastQ文件，ChIP-seq的BAM文件）经过质量控制、比对、定量到差异分析的标准操作流程（SOP）。强调了数据可视化的最佳实践，以及如何建立可重现的研究环境（使用Conda/Docker）。 13. 数据库的构建与应用： 指导研究人员如何整合多源异构数据（基因表达、代谢丰度、表型数据），并利用关系型数据库（SQL）或图数据库（Neo4j）构建植物学专业知识图谱，从而实现复杂生物学问题的交互式查询和系统性整合分析。 --- 总结： 《探索生命之源：植物学前沿研究与实践指南》是一本面向未来研究的工具书，它假设读者已具备植物生物学的基础知识，并将所有篇幅致力于传授如何设计和执行复杂、高技术门槛的实验项目。全书的结构设计旨在引导读者从“观察现象”过渡到“分子机制解析”，最终实现“功能性调控与工程应用”，是驱动下一代植物科学突破的关键技术参考。

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