Biology and Biotechnology of the Plant Hormone Ethylene II pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:D. Grierson

出品人:

页数:476

译者:

出版时间:1999-09-30

价格:USD 249.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780792359418

丛书系列:

图书标签:

Ethylene
Plant hormones
Plant physiology
Biotechnology
Plant biology
Horticulture
Postharvest physiology
Molecular biology
Signal transduction
Plant development

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具体描述

The rapid advances in elucidating the mechanisms of ethylene perception and synthesis by plants, the signal transduction pathway, and ethylene control in transgenic plants have made the organization of a series of conferences dedicated to the plant hormone ethylene imperative. It is noted here that studies on ethylene have led the way in enhancing our understanding of the biosynthesis of a plant hormone at the biochemical and molecular levels, and future studies should further help in the understanding of the biochemical machinery responsible for the perception and signal transduction of this plant hormone. The purpose of the present Symposium was the critical assessment of the existing knowledge and the exchange of new ideas on the mechanisms of ethylene synthesis, perception and signal transduction, its role in pathogenesis and stress, its involvement in plant growth and development and, lastly, the biotechnological control of its formation and function. This book will be of major interest to all academic, industrial and agricultural researchers as well as advanced undergraduate and graduate students in plant biology, biotechnology, biochemistry, genetics, molecular biology and food science.

探索生命的悄然低语：一本关于植物信号传导和环境互动的深度解析本书是一部对植物生命中至关重要却又常常被忽视的信号分子——乙烯——及其广泛生物学和生物技术应用的全面深入探索。乙烯，这种简单的烯烃气体，以其在植物生长、发育、衰老、病害响应以及应对环境胁迫等几乎所有生命活动中的核心作用而著称。它是一种植物激素，但其作用的精妙复杂程度远超我们对传统激素的理解，它不仅调控着植物自身的内部生理过程，更是植物与外部世界进行信息交流的关键媒介。从种子萌发到果实成熟，从叶片凋落到伤口愈合，乙烯如同一位沉默的指挥家，微妙地 orchestrate 着植物生命旅程中的每一个重要阶段。本书旨在为植物科学研究人员、分子生物学家、生物技术专业人士，以及任何对植物生命奥秘充满好奇的读者提供一个详尽且前沿的视角。我们将不仅仅停留在乙烯作为单一分子的层面，而是深入剖析其生物合成的分子机制、信号转导的复杂通路、以及它如何与其他植物激素协同或拮抗作用，共同塑造植物的生命形态。更重要的是，本书将聚焦于乙烯在现代农业和生物技术领域中日益凸显的重要性，探讨如何利用对乙烯功能的深入理解来改良作物性状、延长农产品货架期、提高生产效率，并应对日益严峻的环境挑战。乙烯生物合成的分子密码：从前体到信号乙烯的合成是一个高度调控的过程，涉及多个关键酶和基因。本书将首先详细解析乙烯合成的经典代谢途径，从氨基酸蛋氨酸开始，经过S-腺苷蛋氨酸（SAM）和1-氨基环丙烷-1-甲酸（ACC）等中间产物，最终生成乙烯气体。我们将深入探讨控制这些步骤的关键酶，如SAM合成酶（SAM synthetase）、ACC合成酶（ACS）和ACC氧化酶（ACO）的分子结构、催化机制以及基因表达调控。更进一步，本书将介绍当前研究领域的热点，例如乙烯生物合成的调控网络。这包括不同环境因子（如光照、温度、湿度、机械损伤、病原菌侵染等）如何触发乙烯合成基因的表达，以及植物体内存在的反馈调控机制。我们将考察植物如何精确地控制乙烯的产生，以响应特定的生理需求和环境信号。例如，在果实成熟过程中，乙烯的产生会急剧增加，从而启动一系列软化、着色和风味物质积累的生理变化。反之，在某些胁迫条件下，乙烯的合成也可能被诱导，以启动防御反应。信号的传递与响应：乙烯作用的精妙调控乙烯之所以能发挥如此广泛的作用，在于其存在一套精巧的信号转导系统。本书将深入阐述乙烯信号转导通路的核心组分，特别是乙烯受体（ETRs）家族。这些受体位于细胞膜上，能够特异性地结合乙烯分子，从而启动下游的信号级联反应。我们将详细介绍不同ETR亚型的结构、功能以及它们在介导乙烯不同效应中的分工。紧接着，我们将聚焦于ETR下游的关键信号蛋白，如CTR1（Constitutive Triple Response 1）等丝/苏氨酸激酶，以及EIN2（Ethylene-Insensitive 2）等关键的转录调控因子。CTR1作为一种负调控因子，在没有乙烯存在时抑制下游信号的激活。而当乙烯与其受体结合后，CTR1的活性受到抑制，从而解除对下游信号的抑制。EIN2则是一个跨膜蛋白，其C端结构域在乙烯信号转导中扮演着至关重要的角色，能够穿越核膜，激活下游基因的表达。本书还将全面介绍乙烯信号通路中其他重要的转录因子，如EIN3（Ethylene Insensitive 3）及其同源物，它们是响应乙烯信号的关键“执行者”，能够直接或间接调控一系列靶基因的表达，最终导致乙烯的生理效应。我们将深入探讨这些转录因子如何协同作用，形成一个复杂的调控网络，从而实现对乙烯信号的精确解读和响应。乙烯与其他激素的对话：协同与拮抗的微妙平衡植物的生长发育并非单一激素的作用结果，而是多种激素相互作用、协同或拮抗的复杂过程。乙烯在这其中扮演着不可或缺的角色。本书将详细探讨乙烯与生长素（Auxin）、赤霉素（Gibberellins, GAs）、脱落酸（Abscisic acid, ABA）、细胞分裂素（Cytokinins, CKs）等其他主要植物激素之间的相互作用。例如，乙烯与生长素在根的发育、伤口愈合和果实成熟中存在着密切的协同关系。在许多情况下，乙烯的产生能够诱导生长素的合成或转运，反之亦然。我们将考察这些激素信号如何在细胞内或细胞间进行“对话”，以共同调控特定的生理过程。同时，本书也会深入分析乙烯与ABA在胁迫响应中的拮抗作用。在干旱、盐碱等非生物胁迫条件下，ABA的积累是植物启动防御机制的关键。而乙烯在某些胁迫下可能促进ABA的合成，或与ABA协同作用。理解这些激素之间的微妙平衡，对于揭示植物适应环境的能力至关重要。乙烯在植物生命各阶段的角色：从萌发到衰老乙烯对植物生命周期的各个阶段都产生了深远的影响。本书将分章节详细阐述乙烯在以下关键生理过程中的作用：种子萌发与幼苗生长：乙烯在某些植物的种子萌发中起着至关重要的作用，它能够打破休眠，促进胚根和胚芽的生长。在幼苗生长阶段，乙烯参与了“三重反应”（triple response），即在黑暗中生长的幼苗表现出根部生长受抑制、茎秆变粗以及向地性增强的现象，这有助于幼苗在土壤中穿行。叶片衰老与凋落：乙烯是触发叶片衰老和凋落的主要激素之一。本书将深入分析乙烯如何诱导水解酶的产生，导致细胞壁降解，从而最终引发叶片的脱落。这一过程在植物适应季节性变化和资源分配中起着重要作用。果实成熟：乙烯在非更年期（climacteric）果实（如苹果、香蕉、番茄）的成熟过程中起着决定性的作用。本书将详细解析乙烯如何启动一系列生化反应，包括淀粉转化为糖、果肉软化、色素合成以及风味物质的产生。我们将探讨不同果实类型中乙烯作用的差异性，以及如何利用这一机制来控制果实的成熟速度。花芽形成与开花：乙烯也参与了花芽的形成和开花过程。在一些物种中，乙烯可以促进或抑制花芽的分化，从而影响开花时间。植物对环境胁迫的响应：无论是生物胁迫（如病原菌感染）还是非生物胁迫（如干旱、高温、盐碱），乙烯都扮演着重要的信号分子角色。本书将探讨乙烯如何参与启动植物的防御反应，例如诱导抗病基因的表达，促进伤口愈合，以及提高对环境压力的耐受性。乙烯在生物技术中的应用：赋能绿色革命随着对乙烯生物学机制的深入理解，其在生物技术领域的应用也日益广泛，并为农业生产带来了革命性的变革。本书将重点介绍乙烯在以下几个方面的应用：延长农产品货架期：通过调控乙烯的生物合成或信号转导，可以有效延缓果实和蔬菜的成熟过程，从而大大延长其在储存和运输过程中的货架期，减少食物浪费。本书将探讨基于基因工程或应用外源乙烯抑制剂（如1-MCP）等技术手段。改良作物性状：利用基因编辑或转基因技术，可以改变植物体内乙烯合成或响应相关基因的表达水平，从而改良作物的经济性状。例如，可以通过降低乙烯敏感性来减少果实过早成熟或采后损伤，提高产量和品质。提高植物抗逆性：通过调控乙烯信号通路，可以增强植物对病虫害、干旱、盐碱等环境胁迫的抵抗能力。本书将介绍相关的研究进展和应用前景。生物传感器与分子标记：乙烯的产生可以作为植物健康状况和生理响应的指示剂。本书将探讨如何利用乙烯相关的分子标记或生物传感器技术，用于监测植物的生长状况，或检测植物是否遭受胁迫。未来展望：乙烯研究的新疆界尽管对乙烯的研究已经取得了显著的进展，但仍有许多未解之谜等待探索。本书的最后部分将展望乙烯研究的未来方向，包括：非编码RNA在乙烯调控中的作用：越来越多的证据表明，miRNA、lncRNA等非编码RNA在植物激素信号转导中发挥着重要的调控作用，其与乙烯信号的相互作用是未来的研究热点。乙烯信号与其他植物激素的复杂互作网络：随着组学技术的发展，我们有望构建更完整的植物激素互作网络图谱，更深入地理解乙烯在整个植物生理调控体系中的位置。乙烯在植物与微生物互作中的角色：乙烯不仅调控植物自身的生理活动，也影响着植物与根际微生物、病原菌等之间的互作。这一领域的研究对于提高植物健康和生产力具有重要意义。利用合成生物学手段设计新型乙烯调控系统：随着合成生物学的发展，我们有望设计出更精巧、更高效的乙烯调控系统，用于生物技术领域的创新应用。本书力求以严谨的科学态度、清晰的逻辑结构，并结合最新的研究成果，为读者呈现一个全面、深入且充满启发性的乙烯生物学和生物技术的世界。它不仅是一本教科书，更是一扇窗口，带领读者一同探索植物生命中那些无声而又充满力量的对话，以及如何利用这些智慧来塑造我们与植物未来的关系。