Characterisation of yam anthracnose phytotoxins pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:VDM Verlag Dr. Müller

作者:Angela Alleyne

出品人:

页数:140

译者:

出版时间:2009-12-21

价格:USD 85.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783639222531

丛书系列:

图书标签:

Yam anthracnose
Phytotoxins
Plant pathology
Tropical crops
Disease resistance
Fungal toxins
Colletotrichum
Biochemistry
Mycology
Agriculture

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具体描述

《马铃薯晚疫病杀菌素的特征描述》序言晚疫病，由卵菌病原体 Phytophthora infestans 引起，曾是导致马铃薯（Solanum tuberosum L.）产量大幅下降的毁灭性病害，对全球粮食安全构成了严峻挑战。即使在现代农业技术和化学防治手段不断进步的今天，晚疫病的爆发依然能够在短时间内造成巨大的经济损失，对农民的生计和市场的稳定产生严重影响。因此，深入理解晚疫病致病机理，特别是病原菌产生的影响宿主植物生理生化的物质，对于开发更有效、更具可持续性的防治策略至关重要。本书《马铃薯晚疫病杀菌素的特征描述》正是聚焦于这一核心问题，旨在全面、系统地阐述马铃薯晚疫病病原菌所产生的多种杀菌素（phytotoxins）的化学结构、生物活性、作用机制及其在植物与病原体互作过程中的功能。我们相信，对这些小分子化合物的深入研究，不仅能够揭示晚疫病侵染马铃薯的分子基础，更能为未来创制新型生物农药或开发抗病育种策略提供关键的科学依据。第一章：绪论——晚疫病的威胁与杀菌素的重要性本章首先回顾了马铃薯晚疫病的历史和现状，强调了其对全球农业生产的持续性威胁。我们将从历史性的爱尔兰大饥荒谈起，引出病原菌 Phytophthora infestans 的强大破坏力，并简要介绍当前防治手段的局限性，例如病原菌的快速适应性、抗药性产生以及化学农药对环境的潜在风险。随后，本章将重点阐述杀菌素在植物病害发生过程中的作用。杀菌素是由病原菌产生的一类具有生物活性的代谢产物，它们能够直接或间接影响宿主植物的生理生化过程，从而促进病原菌的定植、生长和侵染。对于晚疫病而言，杀菌素被认为是其致病性的关键决定因素之一。这些化合物可以破坏植物细胞膜的完整性，诱导过氧化损伤，干扰光合作用，抑制防御反应，甚至导致植物组织坏死。理解这些杀菌素的分子特性，就像是解锁了病原菌攻击植物的“武器库”的密码。最后，本章将概述本书的研究目标、内容框架以及本书对马铃薯晚疫病研究领域和相关产业可能产生的贡献，为读者后续深入阅读奠定基础。第二章：晚疫病病原菌 Phytophthora infestans 的分离、培养与菌株特性在对晚疫病杀菌素进行深入研究之前，获得高质量、具有代表性的病原菌菌株是必不可少的前提。本章将详细介绍用于本研究的 Phytophthora infestans 菌株的分离、鉴定和纯化方法。我们将涵盖从受感染的马铃薯组织中分离病原菌的传统技术，以及运用分子生物学方法（如PCR和基因测序）进行准确鉴定的步骤。此外，本章还将详细描述 Phytophthora infestans 的最佳培养条件，包括合适的培养基配方（如PDA、V8肉汤等）、培养温度、湿度以及气体交换要求。不同培养条件可能影响病原菌的生长速率、孢子形成以及杀菌素的产生量，因此优化培养条件是后续提取和表征杀菌素的基础。本章还将介绍不同 Phytophthora infestans 菌株在致病性和杀菌素产生方面的潜在差异。了解这些菌株特性有助于我们选择具有代表性或特殊杀菌素谱的菌株进行后续研究，从而更全面地理解晚疫病杀菌素的多样性及其作用。第三章：杀菌素的提取、分离与纯化本章是本书的核心技术章节之一，将详细阐述如何从 Phytophthora infestans 的培养液或受感染植物组织中高效地提取、分离和纯化其产生的杀菌素。首先，我们将介绍杀菌素的提取方法。这可能包括溶剂提取法（如使用甲醇、乙醇、乙酸乙酯等有机溶剂）、固相萃取（SPE）等技术。针对不同的杀菌素的极性、溶解度以及稳定性，我们将探讨最优化的提取溶剂和提取程序。接着，本章将重点介绍杀菌素的分离纯化技术。常用的技术包括：柱层析：如硅胶柱层析、反相柱层析、凝胶过滤层析等。我们将详细讲解不同层析介质的选择、洗脱剂的配制以及层析条件的优化，以实现对混合物中杀菌素的有效分离。高效液相色谱（HPLC）：包括制备型HPLC。HPLC以其高分离度和分辨率，成为纯化复杂样品中微量生物活性物质的利器。我们将探讨不同色谱柱（如C18柱）、流动相组合以及梯度洗脱程序的设计。薄层色谱（TLC）： TLC在初步分离和监测纯化过程方面仍有其价值，本章也将介绍其应用。本章的重点在于描述每一个步骤的实验细节，包括试剂用量、操作时间、温度控制等，并强调如何通过薄层色谱（TLC）或高效液相色谱（HPLC）等方法监测分离效果，直至获得高纯度的单一杀菌素组分。第四章：杀菌素的结构鉴定获得纯化的杀菌素后，结构鉴定是揭示其化学本质的关键。本章将详细介绍用于杀菌素结构鉴定的各类谱学技术。质谱（Mass Spectrometry, MS）：包括高分辨质谱（HRMS）和串联质谱（MS/MS）。质谱能够提供杀菌素的精确分子量，从而推测其分子式。MS/MS则可以通过碎裂模式来分析分子内部的结构单元，为结构解析提供重要线索。我们将讨论不同电离模式（如ESI, MALDI）和质量分析器（如TOF, Orbitrap）的选择。核磁共振谱（Nuclear Magnetic Resonance, NMR）：包括一维NMR（¹H NMR, ¹³C NMR）和二维NMR（COSY, HSQC, HMBC）。¹H NMR可以提供氢原子的化学环境信息，¹³C NMR则提供碳原子的化学环境。COSY、HSQC和HMBC等二维NMR技术能够揭示氢原子与氢原子、氢原子与碳原子、碳原子与碳原子之间的连接关系，从而逐步构建出杀菌素的完整三维结构。本章将详细介绍如何解读NMR谱图，并如何通过多维NMR技术来确证结构。红外光谱（Infrared Spectroscopy, IR）和紫外-可见光谱（UV-Vis Spectroscopy）： IR光谱可以提供官能团的信息，如羟基、羰基、双键等。UV-Vis光谱则可以用于鉴定共轭体系的存在。这些技术可以作为辅助手段，为结构鉴定提供额外证据。本章的重点在于如何综合利用这些谱学信息，如同拼图一般，最终锁定杀菌素的精确化学结构，包括其骨架、取代基、立体化学等关键信息。第五章：杀菌素的生物活性和作用机制本章将聚焦于鉴定出的杀菌素在植物体内的生物活性及其作用机制。我们将通过一系列生物测定来评估这些杀菌素对马铃薯植株的影响。细胞毒性测定：评估杀菌素对马铃薯细胞的直接毒性，例如通过测量细胞膜透性、细胞活力等指标。致病性模拟实验：将纯化的杀菌素施加于健康马铃薯叶片或块茎，观察是否能够诱导与晚疫病相似的病症，如褐斑、坏死等。对植物生理过程的影响：光合作用：评估杀菌素对叶绿素含量、光合速率、电子传递链活动的影响。呼吸作用：测量杀菌素对植物细胞呼吸速率的影响。膜系统：观察杀菌素对细胞膜、细胞器膜结构完整性的影响，如过氧化氢的积累、脂质过氧化程度等。信号转导：探讨杀菌素是否能够激活或抑制植物的防御信号通路，如活性氧（ROS）的产生、钙离子信号的释放、相关基因的表达等。通过这些生物测定，本章将深入探讨杀菌素的作用机制。例如，某些杀菌素可能模拟植物激素，扰乱正常的生长发育；另一些可能直接破坏细胞结构，导致细胞死亡；还有些可能抑制植物自身的防御反应，为病原菌侵染扫清障碍。我们将尝试将结构与活性联系起来，分析结构特征如何影响杀菌素的生物活性。第六章：杀菌素在植物-病原体互作中的生态学和进化意义本章将跳出实验室的束缚，从更广阔的生态学和进化学的视角来审视马铃薯晚疫病杀菌素。杀菌素在病原菌生存和传播中的作用：探讨杀菌素是否能够帮助病原菌在植物体内建立优势，促进孢子囊、游动孢子等传播结构的发育，或者影响病原菌在环境中的存活。植物的抗性机制与杀菌素的演化：讨论植物是否进化出了相应的防御机制来抵抗杀菌素的作用，例如产生解毒酶、改变靶标蛋白结构、激活更强的防御反应等。病原菌与植物之间的持续“军备竞赛”是演化的重要驱动力。杀菌素的多样性与菌株适应性：分析不同菌株产生的杀菌素种类和数量上的差异，以及这种多样性如何与菌株的地理分布、宿主特异性和致病性相关联。环境因素对杀菌素产生的影响：探讨温度、湿度、营养物质可利用性等环境因素是否会影响 Phytophthora infestans 杀菌素的产生，从而影响其致病性。本章旨在揭示杀菌素并非孤立存在的物质，而是病原菌在漫长的演化过程中，为了生存和繁衍而发展出来的复杂策略的一部分。第七章：结论与展望本书的最后一章将对前述研究内容进行总结，并对未来的研究方向提出展望。研究总结：再次梳理本书所鉴定的主要马铃薯晚疫病杀菌素，总结其结构特点、生物活性和作用机制。强调本书在理解晚疫病致病机理方面所取得的进展。潜在应用价值：抗病育种：基于对杀菌素作用机制的理解，指导马铃薯育种家开发具有抗杀菌素能力的品种。生物农药开发：探索利用杀菌素或其衍生物作为生物农药的可能性，开发新型、环保的病害防治产品。疾病诊断：寻找杀菌素作为早期诊断马铃薯晚疫病的生物标志物。未来研究方向：更全面的杀菌素谱研究：尽管本书已进行深入研究，但仍可能有更多未知杀菌素存在，需要进一步探索。分子互作机制的精细探究：进一步解析杀菌素与植物靶标分子的精确结合模式和信号转导途径。杀菌素的结构-活性关系优化：通过化学修饰，提高杀菌素的生物活性，降低毒性，增强稳定性，为实际应用提供基础。田间应用可行性研究：对有潜力的杀菌素或其衍生物进行田间试验，评估其防治效果和环境安全性。本书《马铃薯晚疫病杀菌素的特征描述》的完成，是我们对马铃薯晚疫病这一顽疾持续探索的阶段性成果。我们期望本书能够为植物病理学、微生物学、化学生物学以及农业科学领域的广大研究者提供有价值的参考，并最终为保障全球粮食安全贡献力量。致谢（本部分略）参考文献（本部分略）