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出版者:Prentice Hall

作者:Poincelot, Raymond

出品人:

页数:870

译者:

出版时间:2003-1

价格:$ 109.98

装帧:HRD

isbn号码:9780136185543

丛书系列:

图书标签:

• 可持续园艺
• 园艺
• 农业
• 环境科学
• 生态农业
• 有机农业
• 植物学
• 园林
• 土壤学
• 植物营养

《新世界植物学：从分子到生态的跨学科前沿探索》 本书简介 在二十一世纪的科学浪潮中，植物学正经历一场前所未有的范式转变。传统的基于形态学和系统学的分类已无法完全涵盖现代生物学对植物生命复杂性的认知。本书《新世界植物学：从分子到生态的跨学科前沿探索》并非对传统植物学知识的简单复述，而是聚焦于当前植物科学领域最具活力和创新性的交叉学科研究方向，旨在为读者勾勒出一幅涵盖基因组学、代谢工程、生物物理学以及全球尺度生态系统响应的全面图景。 本书的结构设计，旨在引导读者从微观的分子层面深入到宏观的全球环境背景中，理解植物如何应对快速变化的世界。我们着重探讨了那些正在重塑我们对生命理解的尖端技术和理论框架。 --- 第一部分：基因组革命与精准生物学 第1章：植物基因组学的爆发：从测序到功能注释 本章深入探讨了下一代测序技术（NGS）如何彻底改变了我们研究植物基因组的范式。我们将详细剖析全基因组重测序、转录组学（RNA-Seq）以及单细胞转录组学在解析复杂基因组结构和功能多样性中的应用。重点分析了模式植物（如拟南芥）和重要农作物（如水稻和小麦）的基因组组装与注释挑战，特别是针对多倍体和重复序列丰富的基因组。探讨了如何利用生物信息学工具链，从海量数据中识别出关键的调控元件、非编码RNA（如miRNA和lncRNA）及其在植物发育调控中的作用网络。 第2章：合成生物学与代谢路径工程 合成生物学不再是科幻，而是改变植物生产力的核心工具。本章聚焦于如何设计和构建新型的生物元件和系统，以实现对植物代谢产物的精确控制。我们将详述CRISPR/Cas系统及其变体（如碱基编辑和先导编辑）在靶向基因编辑中的精确性与效率。内容涵盖利用底盘生物工程技术，在植物细胞内重构或引入全新的代谢通路，以生产高价值的次生代谢产物、生物燃料前体，或增强对非生物胁迫的抗性。讨论了“基因驱动”（Gene Drive）技术在特定性状快速传播中的伦理与应用潜力。 第3章：表观遗传调控与环境记忆 植物对环境变化的响应往往具有可遗传的记忆。本章探讨了表观遗传学机制，特别是DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑，如何在不改变DNA序列的前提下，介导环境信号的长期存储。我们分析了气候变化（如极端温度或干旱）诱导的表观遗传标记如何影响后代植株的表型可塑性。此外，还讨论了表观遗传景观在植物繁殖周期（如休眠和开花转换）中的关键角色。 --- 第二部分：生物物理与信号转导的前沿 第4章：光生物学：从量子效率到形态建成 植物生命活动的能量基础是光合作用。本章超越了经典的卡尔文循环描述，侧重于光合作用效率的物理限制与调控。详细解析了光捕获复合体的结构动态、激发能传递的量子效应，以及光合电子传递链的精密控制机制。重点介绍了光敏色素（Phytochromes）和隐花色素（Cryptochromes）等光受体如何通过信号转导网络，调节植物的向光性、叶绿素生物合成以及光形态建成（Photomorphogenesis）。 第5章：水分子动力学与跨膜运输机制 水势是决定植物生理状态的核心物理量。本章将深入探究水分子在植物体内的运输机制，从根部土壤界面的吸收，到木质部的长距离输送，再到气孔的蒸腾失水。重点讲解了水通道蛋白（Aquaporins）的结构、亚细胞定位及其在渗透调节中的动态调控。此外，阐述了离子通道和载体蛋白如何协同作用，维持细胞的电化学梯度，并响应激素信号进行快速的渗透压调整。 第6章：植物激素的非经典信号网络 传统的植物激素研究侧重于单一激素的作用。本章强调了激素间的复杂串扰和非线性响应。例如，生长素、细胞分裂素、脱落酸（ABA）和茉莉酸（JA）等如何形成精确的交叉对话网络，以协调根系发育、营养响应和防御机制。特别是关注了“信号转导组学”（Signalotranscriptomics）方法，用以揭示在多重激素刺激下的瞬时基因表达变化。 --- 第三部分：生态交互与系统功能 第7章：微生物组学与植物健康联盟 植物与微生物的共生关系是维持陆地生态系统健康的基础。本章聚焦于根际微生态系统（Rhizosphere Microbiome）的复杂性。详细分析了植物如何通过分泌物（Exudates）主动塑造其根际微生物群落的结构和功能多样性。内容包括固氮菌、菌根真菌与植物宿主间的分子识别机制，以及这种共生关系对养分获取、生物胁迫缓解的系统性影响。引入了宏基因组学和代谢组学在解析根际互作网络中的最新应用。 第8章：气候模型中的植物响应：适应与反馈 本部分将植物生理学研究置于全球变化的大背景下。探讨了植物如何通过改变其生物量分配、碳氮比以及叶片生理特性来应对大气CO2浓度升高、极端温度和水资源短缺。重点分析了植物的碳循环过程（光合作用与呼吸作用）如何与全球气候反馈机制（如土壤碳释放）相互耦合。讨论了生态系统水平上的“物种分布模型”（SDMs）如何结合生理限制数据，预测未来植被带的迁移和生物多样性的损失风险。 第9章：植物防御的系统生物学：跨界传播 植物的免疫系统是高度动态和耗能的。本章研究植物如何识别病原体相关分子模式（PAMPs）和效应因子（Effectors），激活系统获得性抗性（SAR）等远距离信号传导机制。讨论了挥发性有机化合物（VOCs）在植物间信号传递中的作用，即“植物的窃窃私语”。此外，还剖析了植物如何平衡生长与防御之间的内在权衡（Trade-off），以及这种平衡在不同生态压力下的调节策略。 --- 总结与展望 《新世界植物学》不仅仅是一本教科书，它更是一份对未来植物科学研究方向的蓝图。本书的深度和广度，旨在为致力于分子生物学、生物工程、生态系统科学以及农业科技领域的学生和研究人员，提供一个坚实的理论基础和前沿的视角，以应对人类社会在粮食安全、生物资源可持续利用和气候适应性方面所面临的严峻挑战。全书强调跨学科的知识整合能力，激发读者跳出单一学科的思维定式，以更全面的视角理解和驾驭植物生命的无限潜力。

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