Bioengineering and Molecular Biology of Plant Pathways, Volume 1 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Bohnert, Hans J. (EDT)/ Nguyen, Henry T. (EDT)/ Lewis, Norman G. (EDT)

出品人:

页数:504

译者:

出版时间:2008-1

价格:1483.00元

装帧:

isbn号码:9780080449722

丛书系列:

图书标签:

• Bioengineering
• Molecular Biology
• Plant Physiology
• Plant Metabolism
• Genetic Engineering
• Biotechnology
• Plant Science
• Metabolic Pathways
• Systems Biology
• Omics

好的，这是一份关于《生物工程与植物通路分子生物学，第1卷》的图书简介，内容详尽，专注于该领域的前沿研究与深度探讨： --- 图书名称：生物工程与植物通路分子生物学，第1卷 (Bioengineering and Molecular Biology of Plant Pathways, Volume 1) 导言：植物生命系统的解码与重塑 在生命科学的宏大图景中，植物扮演着至关重要的角色，不仅是地球生态系统的基石，也是人类获取食物、能源和药物的宝贵资源库。近年来，随着基因组学、蛋白质组学和代谢组学等高通量技术的飞速发展，我们对植物生命活动背后的复杂调控网络——即分子通路——的理解达到了前所未有的深度。本书《生物工程与植物通路分子生物学，第1卷》正是基于这一背景，聚焦于解析并利用这些关键通路，以期实现对植物性状的精准改良与生物工程的突破性应用。 本卷作为系列丛书的开篇之作，旨在为研究人员、高等院校师生以及生物技术开发者提供一个系统、深入且具有前瞻性的知识框架。它不仅仅是对现有知识的汇编，更是一次对未来研究方向的深刻洞察。我们将探讨植物如何通过精密的分子机制应对环境胁迫、调控生长发育，以及如何利用现代生物工程手段干预和优化这些自然过程。 第一部分：植物分子生物学基础与通路解析 本卷的开篇部分奠定了理解植物复杂系统的理论基础，重点阐述了构建和调控生命活动的核心分子机器及其相互作用网络。 1.1 基因调控的精细机制与表观遗传学调控： 植物基因表达的调控是其适应环境变化的核心。本章深入剖析了启动子-增强子元件的识别、转录因子的多聚体结合以及染色质重塑在基因激活与沉默中的作用。特别地，我们关注了非编码RNA（如siRNA和miRNA）在转录后水平对目标基因表达的精确“剪裁”。表观遗传学的讨论将聚焦于DNA甲基化、组蛋白的化学修饰（乙酰化、甲基化、磷酸化）如何形成稳定的记忆机制，影响植物在不同发育阶段和环境刺激下的基因表达模式。例如，我们探讨了低温诱导的表观遗传重编程如何影响越冬作物的耐寒性。 1.2 植物信号转导通路的核心架构： 植物对外界刺激的感知和响应，依赖于复杂而快速的信号转导链。本部分详细描述了关键激素信号通路（如生长素、赤霉素、脱落酸、细胞分裂素和茉莉酸）的分子机理。以脱落酸（ABA）通路为例，我们将解析其在胁迫响应中的“受体-效应器”模型，包括PYR/PYL受体如何解除对PP2C磷酸酶的抑制，进而激活SnRK2激酶，最终调控下游靶点基因的表达，实现气孔关闭和种子休眠的精确控制。此外，非激素类信号，如光信号（光敏色素和隐花色素）和病原体相关分子模式（PAMPs）诱导的免疫信号，其跨膜受体和下游蛋白激酶网络（RLKs）的激活机制也被详尽论述。 1.3 代谢通路的可塑性与调控中心： 植物的次级代谢产物是其防御、授粉和适应环境的关键。本部分着眼于高价值化合物的生物合成途径，如类黄酮、萜类和生物碱的合成路径。我们分析了这些代谢支路的酶学特性，以及它们在植物组织特异性表达和环境诱导下的动态平衡。重点关注的课题包括代谢流的瓶颈分析，以及关键限速酶的基因克隆与功能鉴定，为后续的工程改造奠定基础。 第二部分：生物工程驱动的通路重塑与应用 基于对基础通路的深刻理解，本卷的第二部分将视角转向生物工程技术在植物改良中的前沿应用，探讨如何利用基因编辑、合成生物学等工具，实现对目标性状的精准设计与构建。 2.1 基因编辑技术在通路精准调控中的应用： CRISPR/Cas系统已成为植物通路研究的革命性工具。本章侧重于展示如何利用CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12a以及碱基编辑技术（Base Editing）对已知通路中的关键基因进行敲除、激活或点突变。案例研究将涵盖：如何通过编辑光合作用中RuBisCO的小亚基基因来提升碳固定效率；如何通过调控赤霉素不活化酶的表达来获得更矮壮的株型；以及如何精确激活抗逆性通路中的转录激活因子（TFs）库，以增强作物对干旱和盐碱的耐受性。对脱靶效应的控制和多基因编辑的策略也将是讨论的重点。 2.2 合成生物学：重构植物代谢途径： 合成生物学方法论的引入，使得设计全新的或高度优化的代谢通路成为可能。本部分详细介绍如何利用模块化设计原则，将来自微生物、动物或其他植物的基因元件进行功能性组合，植入宿主植物中，以实现特定次级代谢产物的高效积累。例如，探讨了如何构建“一锅法”的萜类化合物合成通路，用于生产高附加值的药物前体。我们还将讨论“非天然”酶在重构生物合成途径中的潜力，以及如何通过调控路径分支点的竞争性底物供应，实现代谢流的最大化导向。 2.3 抗逆性与营养品质的通路工程： 环境胁迫（如高温、干旱、病虫害）是制约全球粮食产量的主要因素。本卷集中论述了通过调控关键胁迫信号通路来提高作物韧性的工程策略。这包括利用启动子工程将胁迫诱导型基因进行持续表达，或通过基因过表达/干扰目标通路中间体，从而增强植物的防御反应。在营养品质方面，我们将展示如何通过调控维生素、矿物质和必需脂肪酸的合成和转运通路，来“生物强化”主粮作物，解决“隐性饥饿”问题。例如，解析了铁和锌在植物体内转运蛋白基因家族的调控网络，并展示了如何通过工程手段提高其在可食用部分的积累。 2.4 基因沉默与RNA干扰（RNAi）在通路抑制中的应用： 在某些情况下，抑制或“敲低”特定的通路活性比激活更具优势，尤其是在消除有害次级代谢产物或降低过度的消耗性反应时。本部分深入探讨了转基因技术介导的RNA干扰（RNAi）机制，包括短发夹RNA（shRNA）在细胞核内产生siRNA，进而降解目标mRNA的效率和特异性。我们将分析如何设计高效的RNAi载体，用于靶向植物激素代谢的关键酶，从而在不引起严重表型缺陷的前提下，实现特定生理过程的温和调控。 结论：展望未来研究方向 《生物工程与植物通路分子生物学，第1卷》以严谨的科学态度，系统地梳理了植物分子生物学的基础理论和生物工程的实践前沿。它清晰地揭示了通路研究不再是孤立的酶学和基因研究，而是需要整合系统生物学、计算模型和高通量组学数据来构建可预测和可调控的复杂网络。本书为读者提供了强大的工具箱和深刻的见解，以期在未来的农业生物技术和生命科学领域取得突破性进展。 ---

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