Plant Systems Biology pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Belostotsky, Dmitry 编

出品人:

页数:428

译者:

出版时间:2009-8

价格:$ 179.67

装帧:

isbn号码:9781603275620

丛书系列:

图书标签:

植物系统生物学
植物生物学
系统生物学
生物信息学
基因组学
代谢组学
蛋白质组学
植物生理学
分子生物学
生物技术

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具体描述

As a fairly new and expansive area of study, plant systems biology has been approached by scientists from fields as varied as plant physiology and astrophysics, creating a wide variety of techniques and methods to further this vital research. In Plant Systems Biology, expert investigators provide cutting-edge chapters dealing with diverse subjects such as systems biology of plant gene expression to analysis of networks, pathways, specific statistical issues and novel computational tools, imaging-based tools as well as chemical genetic, metabolomic and integrative methods that cannot be easily pigeonholed. As a volume in the highly successful Methods in Molecular Biology(t) series, this work provides the kind of detailed description and implementation advice that is crucial for getting optimal results. Authoritative and comprehensive, Plant Systems Biology is an ideal guide for all researchers who wish to contribute to the evolution of the vibrant field of plant biology.

《植物次级代谢产物多样性与进化》图书简介本书深入探讨了植物界令人惊叹的次级代谢产物多样性、其在植物生存与适应中的关键作用，以及这些化合物的进化历程。次级代谢产物，这些非直接参与植物基本生命活动（如生长发育、光合作用）的化合物，却是植物在复杂生态环境中进行化学防御、信号传递、物种间相互作用的“秘密武器”。本书旨在为植物生物学家、生态学家、化学生物学家以及从事天然产物研究的科研人员提供一个全面、深入的知识框架。第一部分：次级代谢产物的化学基础与分类本部分首先勾勒了植物次级代谢产物的化学广度。它们不是一个单一的化学家族，而是涵盖了数万种结构各异的分子。我们将重点介绍三大主要类群的化学结构、生物合成途径的起始原料以及关键酶促反应： 1. 萜类化合物（Terpenoids/Isoprenoids）：这是植物中最庞大、结构最多样的次级代谢产物家族，起源于异戊烯基焦磷酸（IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）。我们将详细解析单萜烯、倍半萜烯、二萜烯、三萜烯以及四萜烯（如类胡萝卜素）的合成路径。重点讨论萜类在植物中作为挥发性信号分子（如吸引传粉者、驱避植食者）和保护性树脂的职能。例如，如何通过萜类合成酶（Terpene Synthases, TPS）的基因家族扩张和功能分化，形成了复杂的萜类谱系。 2. 酚类化合物（Phenolics）：酚类化合物以苯丙氨酸（Phenylalanine）为共同前体，通过苯丙氨酸解氨酶（PAL）途径衍生而来。本书将细致分析查尔酮合酶（CHS）家族介导的黄酮类化合物（Flavonoids）的合成，包括花青素、黄酮醇和异黄酮的结构差异及其在植物色素、抗氧化和紫外线防护中的角色。同时，对木质素的生物合成途径进行深入剖析，阐明其在植物结构支撑和病原体防御中的不可替代性。此外，鞣质（Tannins）——一类具有聚合特性的酚类，在防御植食性动物方面的重要性也将被详尽阐述。 3. 含氮化合物（Nitrogen-Containing Compounds）：这一家族主要包括生物碱（Alkaloids）和含硫化合物。生物碱是结构复杂、药理活性显著的一大类化合物。我们将追踪从氨基酸前体（如色氨酸、赖氨酸、鸟氨酸）到最终复杂生物碱（如吲哚类、吡咯里西啶类、吩噻嗪类）的代谢流向，并结合具体的植物案例（如罂粟、茄科植物）来展示其在生态化学防御中的极端有效性。对于含硫化合物，如芥子油苷（Glucosinolates），我们将聚焦于十字花科植物特有的防御机制，即在组织受损时释放具有毒性的降解产物。第二部分：次级代谢产物的生态功能与相互作用次级代谢产物是植物生态适应性的核心驱动力。本部分将从生态学的角度，系统地梳理这些化合物在植物与其环境之间动态关系中的功能： 1. 抗逆性与防御机制：详细分析植物如何利用次级代谢产物应对生物胁迫（Biotic Stress）和非生物胁迫（Abiotic Stress）。在生物胁迫方面，重点研究了对植食性昆虫（Herbivory）和病原微生物（Pathogens）的化学防御策略，包括可诱导性防御反应（Inducible Defenses）和组成性防御（Constitutive Defenses）。讨论了适应性权衡（Trade-offs）：生产大量次级代谢产物是否会削弱植物的生长速度。在非生物胁迫方面，探讨了酚类和萜类在应对氧化应激、干旱和高盐环境中的分子机制。 2. 植物间相互作用（Allelopathy）：阐述植物如何通过释放化感物质（Allelochemicals）来抑制或促进周围其他植物的生长。这涉及到土壤中分泌的化合物，以及根系分泌物如何改变土壤微生物群落结构，进而影响植物群落的演替。 3. 植物与传粉者/种子传播者的关系：次级代谢产物是植物进行信号传递、建立合作关系的关键媒介。我们考察了挥发性有机化合物（VOCs）如何吸引特定传粉昆虫，以及果实和花朵中的色素和味道化合物如何引导动物进行有效的种子传播。同时，也讨论了某些代谢产物（如拟除虫菊酯类）作为“欺骗性”信号对传粉者的影响。第三部分：次级代谢产物生物合成的进化与调控本部分聚焦于次级代谢产物基因家族的进化动力学，以及植物如何精细地控制这些化学库的表达。 1. 基因家族进化：深入分析负责关键酶（如细胞色素P450单加氧酶CYP450、甲基转移酶MTs）的基因扩张与收敛进化。探讨基因复制、丢失和功能分化如何导致了不同植物类群中次级代谢谱的显著差异（即化学隔离）。通过比较基因组学和系统发育分析，追踪特定次级代谢途径在植物谱系树上的起源和传播。 2. 代谢流调控网络：阐述植物如何通过转录因子（Transcription Factors）和代谢物反馈抑制机制来动态地调控次级代谢产物的生产。重点讨论了植物激素（如茉莉酸、水杨酸、脱落酸）在整合环境信号与化学防御反应中的核心作用。此外，还介绍了表观遗传学调控（如DNA甲基化和组蛋白修饰）在长期适应性化学特征形成中的潜在机制。 3. 代谢工程与未来展望：简要回顾了利用基因工程技术改造植物次级代谢途径的最新进展，以期提高目标化合物的产量或创造具有新型特性的分子。这部分将引导读者思考，在理解了这些复杂化学系统之后，我们如何能够更有效地利用植物的化学库来服务于农业和医药领域。本书内容严谨，结合了分子生物学、化学分析、生态学田野观察的最新研究成果，旨在全面揭示植物次级代谢产物在生命世界中的重要地位和精妙的调控艺术。