植物代謝途徑的生物工程和分子生物學(xué)

前言

　　一種比較好的方式引介這套新版的《植物生物化學(xué)和分子生物學(xué)前沿》系列叢書需要追溯到前一套叢書啟動(dòng)時(shí)的上個(gè)世紀(jì)80年代，了解一下當(dāng)時(shí)植物化學(xué)的狀況。當(dāng)時(shí)，我們二人（PaulStllmpf和EricConn）牽頭組織植物化學(xué)領(lǐng)域的頂尖科學(xué)工作者撰寫了那個(gè)系列叢書。1980年，我們?cè)鵀槟翘讌矔鴮懥艘粋€(gè)總序，解釋了為什么我們認(rèn)為到了應(yīng)該出版一套《植物生物化學(xué)》專輯的時(shí)候了?！　∥覀?cè)凇吨参锷锘瘜W(xué)》總序中這樣寫道：　　1950年，JamesBonnet在由他主編、Elsevier出版集團(tuán)學(xué)術(shù)出版社（AcademicPress）首版發(fā)行的《植物生物化學(xué)》一書前言中曾經(jīng)說過，“植物化學(xué)需要做的事情還很多。我們對(duì)高等植物的基本代謝過程的了解依然是支離破碎的。盡管此書的重點(diǎn)是放在高等植物，你會(huì)注意到我們?cè)S多時(shí)候不得不引用來自微生物或高等動(dòng)物的結(jié)論。毋庸置疑，植物生物化學(xué)的很多問題的闡釋可以借鑒來自其他生物的知識(shí)和技術(shù)……　　植物化學(xué)的許多研究領(lǐng)域在本書中只字未提，這是因?yàn)樵诟叩戎参镏羞@一方面的信息確實(shí)太少?！　”緯灿?0個(gè)章節(jié)，490頁(yè)。里面所引用的許多生物化學(xué)方面的例子多是來自于細(xì)菌、真菌和動(dòng)物方面的研究。盡管本書有許多不足之處，但是它的最大作用是面向年輕一代的植物化學(xué)工作者，激勵(lì)他們進(jìn)入植物生物化學(xué)領(lǐng)域，“改變高等植物的這一方面的知識(shí)匱乏的現(xiàn)狀。”　　1950年以后，生物化學(xué)進(jìn)入爆炸式發(fā)展時(shí)期。遺憾的是植物化學(xué)研究在生物化學(xué)領(lǐng)域中的接受程度還是很不一致。除了光合作用以外，生物化學(xué)家們似乎總在躲避與植物組織相關(guān)的即使是最有趣的問題。某些頂尖的生物化學(xué)雜志時(shí)常把一些非常好的稿子拒掉，理由是既然一個(gè)化學(xué)過程已經(jīng)在大腸桿菌或肝臟組織中闡述得很清楚了，就沒有理由將豌豆萌發(fā)種子中所做的研究結(jié)果再報(bào)道一遍。即使大家都知道當(dāng)今世界最大的疾病是饑餓，除了國(guó)家自然科學(xué)基金以外，美國(guó)聯(lián)邦資助機(jī)構(gòu)還是不情愿支持那些以植物為主要實(shí)驗(yàn)材料的研究工作。　　第二版由J?Bonner和J?Varner共同編輯、多位作者參與撰寫的979頁(yè)《植物生物化學(xué)》于工965年以全新版式問世；改頭換面后的第三版共908頁(yè)于1976年再次上市。此間幾本不是太厚的植物生物化學(xué)教科書也相繼出版。此外，兩個(gè)分別由歐洲和北美主辦的植物化學(xué)研討會(huì)也每年出版論文集，為廣大的生物學(xué)工作者提供了許多植物化學(xué)方面非常專業(yè)的論文。植物化學(xué)的研究水平在明顯提高?！　”M管這些書籍和文章都非常有用，可是沒有一套完整的系列叢書能夠?yàn)槟切┲蒙聿煌I(lǐng)域的植物化學(xué)工作者提供權(quán)威的綜述。

內(nèi)容概要

本書包含的13個(gè)章節(jié)呈現(xiàn)了目前代謝工程研究的諸多領(lǐng)域和最新進(jìn)展，既有利用模式植物的突變體或轉(zhuǎn)基因植物對(duì)代謝途徑進(jìn)行分子解析和遺傳操作，也包括了與藥物生產(chǎn)相關(guān)的次生代謝途徑的遺傳改造。還涵蓋了包括光合作用、脂肪酸合成、儲(chǔ)藏物質(zhì)累積、氨基酸代謝、纖維素合成等主代謝途徑的遺傳工程。    本書由多位植物代謝工程的專家參與撰寫，是目前代謝工程領(lǐng)域的一本最新專著，可以作為植物化學(xué)和代謝工程研究領(lǐng)域科研工作者的日常參考書，亦可作為從事該領(lǐng)域研究的碩博研究生的教科書。

書籍目錄

作者目錄叢書導(dǎo)言和致謝第一卷前言序第1章  植物代謝的構(gòu)成：代謝工程的挑戰(zhàn)  Nicholas J.Kruger and R.George Ratcliffe  1.前言  2.植物代謝網(wǎng)絡(luò)及構(gòu)成  3.分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和效益的工具  4.植物代謝的整合  5.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第2章酶工程  John Shanklin  1.前言  2.理論考慮  3.酶工程的應(yīng)用考慮  4.通過酶和蛋白質(zhì)工程改良植物的機(jī)遇  5.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第3章  植物氨基酸代謝的遺傳工程  Shmuel Galili，Rachel Amir，and Gad Galili  1.前言  2.谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸和天冬酰胺是氮的同化、代謝和運(yùn)輸?shù)暮诵恼{(diào)控元件  3.天冬氨酸的代謝途徑主導(dǎo)包括賴氨酸、蘇氨酸、甲硫氨酸和異亮氨酸在內(nèi)的必需氨基酸合成  4.甲硫氨酸合成的調(diào)控  5.利用氨基酸代謝工程改造為反芻和非反芻動(dòng)物提供更高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的的植物  6.未來展望  7.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第4章  光合作用途徑的生物工程  Akiho Yokota and Shigeru Shigeoka  1.前言  2.鑒定限制光合碳循環(huán)的限速步驟  3.CO2固化酶的工程改造  4.RuBisCO之后反應(yīng)的工程改造  5.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第5章  種子儲(chǔ)藏蛋白的遺傳工程  David R.Holding and Brian A.Larkins  1.前言  2.通過儲(chǔ)藏蛋白的改造提高種子蛋白的品質(zhì)  3.利用種子儲(chǔ)藏蛋白改善非種子作物的蛋白品質(zhì)  4.籽粒的生物物理特性改良  5.通過轉(zhuǎn)基因提高種子儲(chǔ)藏蛋白的利用價(jià)值  6.結(jié)語(yǔ)和展望  致謝  參考文獻(xiàn)第6章  植物纖維素生物合成的生化和分子生物學(xué)：遺傳工程前景  Inder.M.Saxena and R.Malcolm Brown，Jr.  1.前言  2.纖維素的多種形式：纖維素的結(jié)構(gòu)和不同晶體形式簡(jiǎn)介  3.植物纖維素生物合成的生物化學(xué)  4.植物纖維素生物合成的分子生物學(xué)  5.纖維素生物合成的機(jī)理  6.植物纖維素生物合成的遺傳工程前景  7.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第7章  植物油含量和油脂組成的代謝工程  Edgar B.Cahoon and Katherine M.Schmid  1.前言  2.三羧酸甘油酯的合成  3.三羧酸甘油酯的組分調(diào)控  4.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第8章  植物聚酯的合成途徑：角質(zhì)素、軟木脂和多聚羥基烷酸  Christiane Nawrath and Yves Poirier  1.前言  2.角質(zhì)素和軟木脂  3.多聚羥基烷酸  參考文獻(xiàn)第9章  植物的甾醇甲基轉(zhuǎn)移酶：植物甾醇組學(xué)分析、酶學(xué)以及生物工程策略  WenXu Zhou，Henry T.Ngtlyen，and W.David Nes  1.前言  2.植物甾醇的生物合成途徑  3.植物甾醇組學(xué)  4.甾醇甲基轉(zhuǎn)移酶的進(jìn)化與酶學(xué)  5.植物甾醇組分修飾的生物工程前景  致謝  參考文獻(xiàn)第10章  改造植物的生物堿合成途徑：進(jìn)展和展望  Toni M.Kutchan，Susanne Frick，and Marion Weid  1.前言  2.單萜類吲哚生物堿  3.四氫異喹啉生物堿  4.萜類生物堿  5.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第11章  組織培養(yǎng)與藥物的工程生產(chǎn)  Fumihiko Sat0 and Yasuvuki Yamada  1.前言  2.次生代謝產(chǎn)物的生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)  3.細(xì)胞培養(yǎng)與次生代謝物的生產(chǎn)  4.逾越屏障：利用分子生物學(xué)手段提高植物細(xì)胞的次生代謝物產(chǎn)量  5.未來展望  6.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第12章  鹽脅迫耐受性的遺傳改良  Ray A.Bressan，Hans J.Bohnert，and P.Michael Hasegawa  1.鹽脅迫的生物工程  2.鹽脅迫的范疇  3.離子的動(dòng)態(tài)平衡  4.通過調(diào)整離子的動(dòng)態(tài)平衡來提高耐鹽性的措施  5.通過調(diào)整代謝來提高耐鹽性的措施  6.鹽適應(yīng)性的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)  7.脫落酸是植物逆境反應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的首要參與者  8.結(jié)語(yǔ)  致謝  參考文獻(xiàn)第13章  植物的多酚/丙烯酚和木質(zhì)素合成途徑的代謝工程改造：未來的生物燃料和生物能源的發(fā)展趨勢(shì)、多聚化合物的中間產(chǎn)物以及特種化合物的前景？  Daniel G.Vassao，Laurence B.Davin，and Norman G.Lewis  1.前言  2.木質(zhì)素的形成與改造  3.目前特殊多酚/丙烯酚的資源與市場(chǎng)  4.多酚、丙烯酚及其它相關(guān)酚丙烯類化合物的生物合成  5.多酚/丙烯酚的前景？  6.結(jié)語(yǔ)  致謝參考文獻(xiàn)作者索引名詞索引

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