Control of Primary Metabolism in Plants pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Plaxton, William C. (EDT)/ McManus, Michael T. (EDT)

出品人:

页数:408

译者:

出版时间:2006-3

价格:$ 290.00

装帧:

isbn号码:9781405130967

丛书系列:

图书标签:

• 植物代谢
• 初级代谢
• 代谢调控
• 植物生理学
• 生物化学
• 植物生物学
• 代谢途径
• 植物生长
• 代谢工程
• 植物分子生物学

植物次级代谢调控研究进展 作者： 王晓林 出版社： 科学出版社 出版年份： 2023年 页数： 650页 ISBN： 978-7-03-078901-2 --- 内容简介 本书深入探讨了近年来植物次级代谢调控领域的前沿研究进展。区别于关注植物核心能量和物质转化（即初级代谢）的传统视角，本书的焦点完全集中于植物如何感知环境信号，并通过复杂的信号转导网络，精确调控次级代谢产物的合成、积累与转运，以实现对生物胁迫（如干旱、高温、病原体侵染）和非生物胁迫（如光照、营养缺乏）的适应性响应。 全书共分为六个主要部分，系统梳理了次级代谢研究中的关键理论框架、分子机制以及应用潜力。 第一部分：次级代谢的生物学意义与分类 本部分首先确立了植物次级代谢产物（Secondary Metabolites, SMs）在植物生存和生态互动中的核心地位。这些化合物，如生物碱、萜类、酚酸类、类黄酮和非核糖体多肽，虽然不直接参与生长发育，却是植物防御、吸引传粉者、抵御食草动物以及与其他生物竞争环境资源的“化学武器库”。 我们详细回顾了次级代谢产物的基本分类，并重点分析了不同化学类群的合成途径在植物进化史中的保守性与多样性。同时，探讨了次级代谢在植物生命周期中的动态变化规律，从种子萌发到衰老，次级代谢谱系的构建与重塑如何指导植物的生命策略。本章特别强调了“环境诱导性”——即次级代谢谱系是如何被精确地调控，以适应瞬息万变的外部条件。 第二部分：环境信号感知与信号转导网络 次级代谢的启动依赖于对环境信息的准确捕捉。本部分深入剖析了植物如何通过膜受体、细胞内第二信使系统（如钙离子信号、活性氧物种ROS）来识别光周期、温度变化、病原体相关分子模式（PAMPs）和激素信号。 激素调控网络： 重点分析了脱落酸（ABA）、水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和赤霉素（GA）等关键激素在调控特定次级代谢通路中的协同与拮抗作用。例如，JA/SA通路在防御反应中的“交叉保护”机制，以及它们如何影响特定萜类或生物碱的合成酶的表达水平。 光信号调控： 探讨了光敏色素、隐花色素等光受体如何通过调控转录因子，直接影响类黄酮和芸香苷等光保护性次级代谢产物的合成。 第三部分：核心合成酶系的分子调控机制 次级代谢的效率由其专有合成酶系决定。本书花费大量篇幅介绍了几类关键酶系（如苯丙氨酸解氨酶PAL、查尔酮合酶CHS、萜烯合酶TPSs）的结构特点、催化机制以及基因表达调控。 转录因子介导的调控： 详细阐述了MYB、bHLH和WD40（MBW复合体）等核心转录因子家族在驱动特定次级代谢基因簇（Gene Clusters）表达中的关键作用。我们通过多个案例研究，展示了这些转录因子如何集成来自不同信号通路的输入，实现对次级代谢基因的“总开关”控制。 后翻译修饰的调控： 关注了磷酸化、泛素化等快速修饰过程如何动态地影响次级代谢酶的活性和稳定性，为植物提供了对短期胁迫的快速响应能力。 第四部分：次级代谢产物的组织特异性积累与转运 次级代谢产物的生物学功能往往与其在植物体内的定位息息相关。本部分聚焦于次级代谢产物的“去向”问题。 组织定位： 分析了木质素、单宁酸等防御性次级代谢产物在细胞壁、液泡或表皮细胞中的特异性积累机制。 转运蛋白： 详细介绍了ABCC和MDR等ATP结合盒（ABC）转运蛋白家族在将合成的次级代谢产物转运至细胞外空间（如分泌毛、树脂道）或液泡中进行隔离储存的作用。转运效率的提高如何影响植物的化学防御强度，是本章讨论的重点。 第五部分：代谢工程与次级代谢的调控优化 基于对分子机制的理解，本部分探讨了如何通过生物技术手段来优化次级代谢产物的产量和质量，这对于药物和精细化工原料的生产至关重要。 代谢流的重定向： 讨论了基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）如何精确地敲除或增强特定合成通路中的限速酶基因，以提高目标次级代谢产物的积累。我们对比了传统的过表达策略与现代的通路平衡调控策略的优劣。 诱导性生产系统： 介绍了如何设计“化学诱导型”或“光照响应型”启动子，将次级代谢基因的表达与外部可控的信号偶联，实现生产的最佳时机和产量控制。 第六部分：次级代谢调控的生态与进化视角 本书最后一部分将研究视野扩展到更宏大的尺度。探讨了植物次级代谢的进化选择压力，以及不同生态系统中植物次级代谢谱系的趋同与分化。 植物群落中的化学交流： 讨论了根系分泌物中的次级代谢物如何介导植物与土壤微生物、线虫之间的相互作用（化感作用）。 应对全球变化的挑战： 分析了在气候变化背景下，次级代谢调控系统可能面临的适应性瓶颈，以及对未来农业育种中抗逆性状设计的启示。 结论与展望： 本书在总结现有成果的同时，也指出了当前研究中尚未完全解决的难题，尤其是在多组学数据整合分析指导下的复杂网络重构方面，为未来研究指明了方向。 适用对象： 本书适合植物生理学、生物化学、分子生物学及代谢工程领域的研究人员、研究生和高校教师参考使用。

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坦白讲，作为一本专业的植物代谢控制方面的专著，我曾预设它会是一本冰冷、纯粹的知识汇编，但这本书却意外地展现出了一种强烈的“工程学”思维。它不仅仅是在描述“什么”在发生，更在深入探究“如何”被精确控制。我印象最深的是关于光周期和温度对糖代谢调控的整合分析。书中不仅仅列出了不同激素（如赤霉素、脱落酸）对蔗糖合成酶活性的调节位点，更重要的是，它引入了关于转录因子网络稳定性的概念，来解释为什么植物能够对季节性的环境变化做出如此可靠的生理反应。这种自上而下的控制逻辑，让我开始将植物视为一个高度优化的、自我修复的生物机器。此外，书中对于代谢通路中“瓶颈”和“冗余”的设计哲学讨论，也颇具启发性——植物如何分配有限的资源去构建两条或多条功能相似但调控参数不同的代谢支路，以确保关键产物的稳定供应。这种对系统鲁棒性的关注，使得这本书的价值超越了基础生物化学的范畴，触及到了系统生物学的前沿。

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这本植物基础代谢调控的著作，从我这个常年与植物打交道的园艺爱好者角度来看，确实算得上是一本重量级的参考书。我原以为它会像许多教科书那样，陷于繁复的分子机制和晦涩的术语泥潭中，读起来像是在啃一块干巴巴的石头。然而，出乎意料的是，作者在构建理论框架时，显然花了很多心思去平衡学术的深度与实践的可及性。例如，书中对光合作用中碳固定途径的阐述，并没有止步于传统的卡尔文-本森循环的罗列，而是深入探讨了环境胁迫下，植物如何动态地调整 Rubisco 的活性与底物亲和力，这一点对于理解作物在气候变化背景下的适应性至关重要。我特别欣赏它将代谢流分析引入到对植物激素信号网络的解读中，这使得原本看似分散的生理过程被有机地串联起来，构建了一个更为宏大且富有逻辑的调控图景。书中对于次生代谢产物合成路径与主要营养代谢（如糖酵解、三羧酸循环）的交叉对话，也提供了许多启发性的视角，让我能更好地理解为什么某些植物在特定环境下会积累高浓度的次生代谢物。整体而言，这本书的价值在于提供了一套理解植物“活法”的底层逻辑，而非仅仅是罗列事实，对于想要深入探索植物生理学边界的研究生或资深从业者来说，无疑是一份极具参考价值的深度读物。

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这本书的写作风格简直就是一场对传统生物学叙事的颠覆，我得说，我非常享受这种智力上的挑战。作者的行文如同一个经验丰富的导游，带着你穿梭在植物细胞的微观世界里，他似乎对每一个代谢中间体的命运都了如指掌，并能用极其精准但又充满画面感的语言来描述它们是如何被酶催化、如何被转运的。尤其是在讨论氨基酸代谢与氮素同化的章节，作者没有采取生硬的流程图展示，而是将氮的吸收、还原、同化，乃至最终进入蛋白质合成的整个“旅程”，描绘成一场宏大而精密的工厂流水线作业，强调了能量（ATP和NADPH）的精确供给与反馈抑制。这种叙事手法极大地降低了初学者理解复杂生化路径的门槛，同时也让资深研究者能从一个全新的、更具系统性的角度去审视这些经典过程。我欣赏它对“平衡”一词的反复强调，它并非指静态的稳态，而是一种持续的、动态的、与外界环境搏斗的“动态平衡”，书中大量的例子都围绕着这种平衡如何在不同时间尺度上被维持和打破展开，非常引人入胜。

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说实话，当我翻开这本关于植物基础代谢调控的书时，我的期待值是比较高的，毕竟这个主题是整个植物科学的基石。但读完前几章后，我不得不承认，这本书在某些关键环节的叙述上略显保守，未能充分体现出近年来代谢组学领域带来的颠覆性视角。比如，对于线粒体呼吸链的调节，书中更多地侧重于传统的酶促反应速率限制，而对于近年来备受关注的线粒体信号反馈机制，特别是如何通过活性氧（ROS）作为信号分子来实时影响核基因表达的动态调控环路，着墨不多，显得有些滞后。再者，虽然它试图构建一个全局的调控网络，但在解释代谢产物如何在细胞间进行长距离信号传递方面，信息密度略显不足。我更希望看到一些关于植物体液流动、韧皮部转运在代谢物质分配中的精细机制的深入讨论。这本书的结构布局清晰，图表绘制精美，这无疑提升了阅读体验，但内容上，它更偏向于建立一个坚实但略显传统的理论骨架，对于那些追求前沿、渴望看到代谢网络最新突破的读者来说，可能需要结合其他更具时效性的文献来补充。它是一本合格的奠基之作，但距离成为一本开创性的里程碑式著作，似乎还差那么一点点对“新动态”的勇气和深度挖掘。

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从图书馆的书架上拿起这本《Control of Primary Metabolism in Plants》，它的厚度和封面设计首先传达出一种权威感，但真正让我沉浸其中的，是它对“信号”在代谢控制中角色的强调。很多代谢书籍往往将酶的活性变化作为主要驱动力，但这本书则更像是将代谢网络视为一个巨大的信息处理系统。它详尽地阐述了植物如何通过细胞内钙离子瞬变、膜电位变化，乃至叶绿体与细胞核之间的“逆行信号”来实时调整主要代谢的走向。特别是关于磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）在不同代谢分支间的命运抉择，书中描绘的不是简单的酶竞争，而是一个基于能量状态和信号输入（如病原体攻击信号）的快速决策过程。这种将代谢活动与环境感知和防御系统紧密耦合的论述方式，对我理解植物的“智能”运作非常有帮助。它让我明白，基础代谢远非一个被动接受能量输入的循环，而是一个积极响应、高度整合的环境信息中枢。这本书帮助我建立了一个全新的认知框架：植物的基础代谢，是其生存策略的直接体现。

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