Signal Crosstalk in Plant Stress Responses pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Yoshioka, Keiko (EDT)/ Shinozaki, Kazuo (EDT)

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2009-9

价格:1919.00元

装帧:

isbn号码:9780813819631

丛书系列:

图书标签:

• 植物应激
• 信号转导
• 植物生理学
• 分子生物学
• 植物病理学
• 环境胁迫
• 植物免疫
• 跨信号
• 植物生物学
• 胁迫反应

植物逆境信号交联：一项揭示内在通讯网络的研究 在我们所栖息的这个星球上，植物，这些默默无闻的生命体，正以惊人的韧性和智慧应对着周遭环境的严酷挑战。从灼热的阳光到刺骨的寒风，从干旱的土地到病原体的侵袭，它们必须时刻调整自身的生理生化过程，以求生存与繁衍。而在这场持续的生存之战中，信号转导机制扮演着至关重要的角色。它如同植物体内的神经网络，将外界的威胁信息迅速传递，并触发一系列精密的内部响应。然而，长期以来，我们对这些信号网络的研究往往聚焦于单一的逆境因子及其对应的信号通路，忽略了一个更为复杂且普遍存在的现象：植物在真实环境中并非遭受单一的逆境，而是同时面临多种胁迫的叠加。 本书《植物逆境信号交联：一项揭示内在通讯网络的研究》并非聚焦于“信号串扰”这一概念，而是深入探索植物如何在面对多种逆境时，将其各自的信号通路进行整合、协调，甚至相互影响，最终形成一个统一而有效的适应性响应。我们将深入植物细胞的微观世界，剖析那些感知外部环境变化的分子“侦察兵”，以及它们如何激活一系列“信使”，最终指挥植物体做出恰当的反应。这本书旨在为读者构建一个关于植物信号转导网络的宏观视野，尤其关注不同信号通路之间的“对话”与“协作”，而非它们之间可能存在的“干扰”。 第一章：植物感知的分子基础——环境信号的接收器 植物的生命活动与环境息息相关，它们拥有精密的机制来感知光照、温度、湿度、盐度、养分含量以及病原体的存在。本章将详细介绍这些环境信号的接收器，即各类信号分子和受体蛋白。我们将从分子层面出发，解析光敏素、隐花色素、报警素等光感受器如何感知光照强度与光谱，以及它们如何引发光周期、光形态发生等过程。同时，我们将探讨热敏体、冷应激蛋白等如何识别温度变化，从而启动热激响应或耐寒机制。水分感受器及其下游信号通路，如脱落酸（ABA）在干旱胁迫中的关键作用也将被深入阐述。此外，植物如何通过侧根和根毛感知养分匮乏，如何识别微生物相关的分子模式（MAMPs）以及病原体相关的分子模式（PAMPs）以激活先天免疫反应，都将一一呈现。我们着重强调，这些感受器并非孤立工作，它们是植物感知复杂环境的第一道防线，并且其激活本身就可能与其他信号通路产生微妙的互动。 第二章：核心信号分子的传递与放大——信息洪流中的“信使” 一旦环境信号被接收，便会激活一系列细胞内信号分子，它们如同信息的“信使”，在细胞内部传递并逐级放大。本章将聚焦于植物信号转导中的核心信使，包括但不限于： 钙离子（Ca$^{2+}$）信号： 钙离子作为一种重要的第二信使，其细胞质浓度的瞬时升高能够触发广泛的生理响应。我们将探讨钙离子在各种逆境信号通路中的普遍作用，以及钙波的形成和传递机制。 活性氧（ROS）信号： ROS，一度被视为细胞损伤的元凶，现在被广泛认知为重要的信号分子。本章将阐述ROS如何在不同逆境下产生，以及它们如何通过氧化修饰蛋白质、激活下游基因表达等方式参与信号转导。 植物激素： 植物激素是植物生长发育和环境响应的调控大师。我们将深入研究脱落酸（ABA）、生长素（Auxin）、细胞分裂素（Cytokinin）、赤霉素（Gibberellin）、油菜素内酯（Brassinosteroids）、水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）等关键激素在不同逆境响应中的作用。重点将放在不同激素信号通路之间的相互作用，例如ABA与JA在抗旱和抗病中的协同与拮抗作用。 蛋白激酶和蛋白磷酸酶级联反应： 许多信号转导过程都依赖于蛋白激酶和蛋白磷酸酶的动态平衡。本章将介绍这些酶在磷酸化/去磷酸化过程中的作用，以及它们如何通过激活或抑制下游靶蛋白来精确调控基因表达和生理功能。 第三章：信号的整合与网络化——多重逆境下的协同响应 植物生存的环境往往是复杂的，它们很少孤立地面对单一的逆境。干旱可能伴随着高温，盐碱地可能同时存在水分胁迫和养分失衡，病原体入侵可能引发氧化应激。因此，植物进化出了强大的信号整合能力，能够对多种逆境信号进行叠加、协同或拮抗，形成最优化的适应性策略。 本章是本书的核心，我们将详细探讨不同信号通路之间的“交联”机制。我们将分析： 跨信号通路对话： 例如，ABA信号如何与ROS信号协同作用，共同调控气孔关闭和基因表达。JA信号如何与SA信号相互影响，决定植物对不同类型病原体的响应策略。 网络化调控： 许多转录因子和调控蛋白能够响应多种信号，将不同逆境信息整合起来，并最终影响共同的下游靶基因。我们将介绍这些“枢纽”蛋白的作用，以及它们如何构建起复杂的信号调控网络。 适应性策略的权衡： 在面对多种逆境时，植物需要进行精密的权衡。例如，为了抵抗干旱，植物可能会牺牲一部分生长发育，以最大限度地保存水分。这种权衡机制的分子基础是什么？本章将尝试解答。 逆境记忆与耐受性的获得： 植物在经历一次逆境后，可能会对相似或不同的逆境产生更强的耐受性。这种“逆境记忆”的形成机制，以及它与信号整合之间的联系，也将是本章探讨的重点。 第四章：下游效应器的激活与生理适应——植物生存策略的执行 当信号经过层层传递和整合后，最终会激活一系列下游效应器，它们是植物生理响应的具体执行者，从而实现对逆境的适应。本章将从宏观角度审视这些效应器的作用： 基因表达调控： 我们将探讨各种转录因子和调控蛋白如何结合到靶基因的启动子区域，调控基因的开启与关闭，进而影响蛋白质的合成。 代谢重组： 植物会通过改变代谢途径来适应逆境。例如，在干旱胁迫下，植物会合成渗透调节物质，如脯氨酸和甜菜碱，以维持细胞膨压。在盐胁迫下，植物会限制钠离子的吸收，并积累钾离子。 形态建成与生长发育的改变： 逆境胁迫会直接影响植物的生长形态。例如，根系会向深层土壤生长以寻找水源，叶片会卷曲以减少水分蒸发。 防御机制的激活： 在病原体侵袭时，植物会激活一系列防御机制，包括产生抗菌化合物、木质素化、气孔关闭等。 第五章：信号交联的研究方法与未来展望 为了深入理解植物逆境信号的复杂网络，科学家们已经开发了多种先进的研究方法。本章将介绍这些方法，并对未来的研究方向进行展望： 分子生物学技术： 如基因敲除/敲低、过表达、CRISPR-Cas9基因编辑等，用于揭示特定基因和蛋白在信号通路中的作用。 生物化学技术： 如蛋白质互作、底物鉴定、磷酸化分析等，用于解析信号分子的具体功能和相互关系。 高通量技术： 如全基因组关联分析（GWAS）、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等，用于绘制大规模的信号网络图谱。 成像技术： 如荧光成像、显微成像等，用于实时监测信号分子的动态变化和细胞内的信号传递过程。 计算生物学与系统生物学： 利用数学模型和计算工具，整合多组学数据，构建和预测信号网络的动态行为。 最后，本章将展望未来研究的重点方向，包括：如何更精确地解析信号交联网络的动态特性；如何利用对信号网络的深入理解来培育耐逆作物，以应对日益严峻的环境挑战；以及如何将对植物信号转导的认知应用于农业生产和生态修复等领域。 本书旨在为植物生理学家、分子生物学家、遗传学家以及所有对植物生命奥秘感兴趣的读者提供一个全面而深入的视角，揭示植物在严酷环境中生存与繁衍的内在智慧，理解它们如何通过精密的信号网络实现跨越不同逆境的协同适应。我们相信，对植物逆境信号交联机制的深入研究，不仅能增进我们对生命本质的理解，更能为人类应对全球性环境挑战提供宝贵的解决方案。

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