具體描述
現代作物生理學與環境相互作用：理論基礎與實踐應用 圖書簡介 本書深入探討瞭現代作物生理學領域的前沿理論與實踐應用，重點聚焦於作物在不同環境因子影響下生命活動、物質轉化與適應機製。全書力求在宏觀生態背景下，結閤微觀分子生物學視角，構建一個全麵且深入的作物科學知識體係。 第一部分：作物生命活動的基本原理與環境調控 第一章：作物生長發育的時空動態模型 本章首先迴顧瞭經典的光閤作用、呼吸作用、水分利用效率（WUE）的理論模型，並引入瞭最新的動態模擬方法。重點分析瞭溫度、光照（包括光質和光周期）對作物器官建成（如葉麵積指數、分蘖數、根係構型）的精確調控機製。探討瞭如何利用環境參數輸入，構建高精度的作物生長預測模型，為精準農業的決策支持提供理論基礎。詳細闡述瞭不同生長階段（營養生長、營養/生殖生長轉換期、成熟期）對環境脅迫的敏感性差異及其生理學基礎。 第二章：水分生理：從細胞到群體的水分平衡 本章係統闡述瞭植物水分運輸的物理化學過程，包括土壤水勢、根係吸收的阻力、木質部導水率的動態變化，以及氣孔導度的精細調控。深入分析瞭滲透調節（如脯氨酸、甜菜堿的積纍）在維持細胞膨壓中的作用。重點討論瞭乾旱脅迫下激素（尤其是脫落酸，ABA）信號通路如何介導氣孔關閉和根係形態建成，以優化水分再分配策略。此外，還詳細介紹瞭遙感技術在評估冠層水分狀況和區域尺度水分虧缺預測中的應用。 第三章：光閤生理：效率提升與環境適應 本章超越瞭對Rubisco反應的傳統描述，深入探討瞭光閤係統的光抑製與光保護機製。詳細分析瞭非光化學猝滅（NPQ）在保護PSII免受過剩光能損傷中的作用，並討論瞭基因工程和分子育種如何嘗試提高作物對高光強環境的耐受性。對C3、C4以及CAM植物的光閤碳同化路徑差異進行瞭比較分析，並探討瞭在氣候變化背景下，提高淨光閤速率和光閤係統穩定性的最新研究進展。 第二部分：營養元素調控與逆境生理 第四章：植物對宏量營養元素的吸收、轉運與再分配 本章聚焦於氮（N）、磷（P）、鉀（K）這三大宏量元素在植物體內的精確調控。對於氮素，詳細分析瞭硝酸鹽和銨鹽的吸收機製、體內核酸與蛋白質閤成的限速步驟，以及氮素同化過程中轉氨酶的調控網絡。磷素部分，重點關注瞭低磷脅迫下根係分泌有機酸以解磷的機製，以及磷酸鹽轉運蛋白（PiT）傢族的功能多樣性。鉀素部分，則闡述瞭鉀離子作為滲透調節劑和酶活化劑的關鍵角色，以及鉀飢餓對植物水分生理的連鎖反應。本章強調瞭這些營養元素在植物生命周期中的動態平衡與相互影響。 第五章：微量營養元素：功能、毒性和高效利用 本章深入探討瞭鐵（Fe）、鋅（Zn）、錳（Mn）、銅（Cu）、硼（B）、鉬（Mo）等微量元素在植物代謝中的關鍵作用，例如作為輔因子參與氧化還原反應（Fe、Cu）或調控細胞壁閤成（B）。著重分析瞭植物對土壤中難溶性微量元素的高效吸收策略，包括鐵載體（Phytosiderophores）的産生與利用（特彆是在禾本科植物中）。同時，對重金屬（如鎘、鉛）的吸收、體內轉運機製及其在植物解毒過程中的調控網絡進行瞭詳盡討論。 第六章：非生物脅迫的生理與分子響應 本章係統梳理瞭作物應對非生物脅迫（如鹽脅迫、高溫、冷害、酸堿脅迫）的生理適應性反應。在鹽脅迫部分，詳細闡述瞭鈉離子（Na+）的區室化隔離策略（通過液泡膜上的NHX型交換劑）以及滲透脅迫的應對機製。高溫脅迫下，熱激蛋白（HSPs）的閤成、膜脂成分的調整對維持膜流動性和完整性的作用被重點分析。本章結閤瞭信號轉導通路（如鈣信號、ROS的産生與清除），解釋瞭脅迫信號如何被細胞識彆並轉化為適應性生理反應。 第七章：生物脅迫下的植物防禦反應 本章轉嚮生物脅迫，側重於植物對病原菌和植食性昆蟲的初級與二級防禦反應。詳細解析瞭模式識彆受體（PRRs）介導的PAMP觸發免疫（PTI）以及效應因子觸發的效應器觸發免疫（ETI）。重點討論瞭係統獲得性抗性（SAR）和局部係統性獲得性抗性（SAR）的激素信號介導（水楊酸、茉莉酸、赤黴素）的網絡構建。此外，還探討瞭代謝産物在物理屏障（角質層、木栓化）和化學防禦（次生代謝産物，如生物堿、萜類化閤物）中的作用。 第三部分：環境互作與可持續農業的應用 第八章：環境協同效應與復雜脅迫下的生理適應 現實環境中的脅迫往往是復閤性的（如高溫同時伴隨乾旱、高鹽與營養缺乏的疊加）。本章著重研究瞭不同環境因子間的交互作用如何影響作物的生理狀態。例如，闡述瞭乾旱如何加劇氮素吸收的限製，或高溫如何影響某些抗病基因的錶達效率。本章強調瞭理解多因子脅迫的疊加效應，是製定有效抗逆育種策略的關鍵。 第九章：作物對大氣成分變化的響應 本章聚焦於全球變化帶來的關鍵大氣因子——二氧化碳濃度升高（eCO2）和臭氧汙染對作物生理的影響。詳細討論瞭eCO2如何通過開放氣孔（降低蒸騰作用）和提高光閤酶飽和點來影響C3作物的産量和營養品質（如蛋白質和微量元素含量下降）。對地麵臭氧（O3）誘導的氧化損傷和葉片早衰機製進行瞭深入分析，並探討瞭通過選擇性育種來提高作物對eCO2和O3波動的適應性。 第十章：作物生理學與精準環境控製 本章將生理學知識轉化為農業工程實踐。詳細介紹瞭如何利用環境信息監測係統（如物聯網、傳感器網絡）實時獲取作物生理指標（葉片溫度、葉綠素熒光、莖流）。重點論述瞭基於生理反饋的灌溉策略、養分管理模型以及氣候響應型溫室調控技術。討論瞭如何通過優化環境因子組閤，實現作物生理潛能的最大化，從而提高資源利用效率（水肥光熱）。 結語：麵嚮未來的作物生理學研究 本書最後總結瞭作物生理學領域麵臨的挑戰與未來的研究方嚮，特彆是大數據、組學技術（基因組學、轉錄組學、代謝組學）與錶型組學在解析復雜生理性狀中的整閤應用，旨在培養具備跨學科視野的作物科學傢。 本書內容全麵、理論深刻、圖錶豐富，是高等院校作物科學、農學、園藝學、植物生理學及環境科學專業本科生、研究生及相關科研人員不可或缺的專業參考書。
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