現(xiàn)代植物科學(xué)系列：植物代謝組學(xué)

第1章　概述

1.1　代謝物分析技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 3

1.2　代謝組學(xué)數(shù)據(jù)分析的現(xiàn)狀及其面臨的挑戰(zhàn) 9

1.3　植物代謝組學(xué)的應(yīng)用 13

參考文獻(xiàn) 19

第2章　氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

2.1　GC-MS聯(lián)用的原理和關(guān)鍵技術(shù) 27

2.2　樣品制備和分析技術(shù) 36

2.3　新技術(shù)、發(fā)展趨勢(shì) 40

2.4　常見(jiàn)問(wèn)題、注意事項(xiàng) 41

2.5　展望 43

參考文獻(xiàn) 44

第3章　液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

3.1　LC-MS基本原理 47

3.2　數(shù)據(jù)解讀 51

3.3　新技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì) 53

3.4　常見(jiàn)問(wèn)題、注意事項(xiàng)等 57

3.5　展望 60

參考文獻(xiàn) 60

第4章　核磁共振技術(shù)

4.1　核磁共振發(fā)展概況 64

4.2　核磁共振基本原理 65

4.3　核磁共振波譜儀 66

4.4　化學(xué)位移 67

4.5　自旋耦合 74

4.6　常見(jiàn)基團(tuán)的化學(xué)位移范圍 75

4.7　代謝組學(xué)研究中常用的二維譜 81

4.8　核磁共振譜圖解析 84

4.9　常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案 94

4.10　植物代謝組學(xué)研究中樣品的提取方法 97

4.11　新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì) 98

參考文獻(xiàn) 99

第5章　代謝組學(xué)數(shù)據(jù)的多變量分析

5.1　前言 102

5.2　數(shù)據(jù)集的預(yù)處理 102

5.3　數(shù)據(jù)特征的提取和選擇 107

5.4　數(shù)據(jù)模型的識(shí)別和驗(yàn)證 112

5.5　統(tǒng)計(jì)全相關(guān)譜 113

5.6　小結(jié) 114

參考文獻(xiàn) 115

第6章　基于質(zhì)譜平臺(tái)的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)處理

6.1　數(shù)據(jù)提取 120

6.2　數(shù)據(jù)預(yù)處理和峰提取 121

6.3　基于統(tǒng)計(jì)的模式識(shí)別 134

參考文獻(xiàn) 155

第7章　代謝物定性方法和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)介紹

7.1　引言 160

7.2　常見(jiàn)有機(jī)物質(zhì)譜裂解規(guī)律 163

7.3　GC-MS代謝產(chǎn)物定性方法 165

7.4　LC-MS代謝產(chǎn)物定性方法 172

7.5　代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù) 178

參考文獻(xiàn) 181

第8章　植物代謝網(wǎng)絡(luò)

8.1　植物的代謝網(wǎng)絡(luò) 185

8.2　植物代謝網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 186

8.3　植物代謝網(wǎng)絡(luò)的分子生物學(xué)研究 192

8.4　存在問(wèn)題與展望 198

參考文獻(xiàn) 200

第9章　LC-MS在植物代謝組學(xué)中的應(yīng)用

9.1　分析樣品制備 205

9.2　LC-MS在基因功能研究中的應(yīng)用 206

9.3　應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因植物“實(shí)質(zhì)等同性”檢測(cè) 211

參考文獻(xiàn) 215

第10章　代謝組學(xué)方法在中草藥鑒別中的應(yīng)用

10.1　引言 218

10.2　實(shí)驗(yàn)部分 220

10.3　結(jié)果 223

10.4　總結(jié)與討論 231

參考文獻(xiàn) 232

第11章　基于代謝組學(xué)方法的青蒿素生物合成研究

11.1　引言 235

11.2　實(shí)驗(yàn)部分 238

11.3　數(shù)據(jù)分析及討論 239

11.4　結(jié)論 258

參考文獻(xiàn) 259

第12章　以核磁共振技術(shù)為基礎(chǔ)的代謝組學(xué)方法的應(yīng)用

12.1　引言 264

12.2　以迷迭香為例研究植物代謝組成受環(huán)境與加工因素的影響 264

12.3　以青蒿為例研究預(yù)測(cè)藥效和毒性 279

12.4　結(jié)論 285

參考文獻(xiàn) 285

第13章　大麥葉銹病數(shù)量抗病性的代謝組學(xué)研究

13.1　引言 289

13.2　實(shí)驗(yàn)部分 291

13.3　結(jié)果與分析 293

13.4　討論 297

參考文獻(xiàn) 3012100433B

編寫(xiě)時(shí)力求做到實(shí)際和適用，使初學(xué)者能夠較快掌握植物代謝組學(xué)的基本知識(shí)和技能。代謝組學(xué)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的“組學(xué)”之一，是多種技術(shù)和科學(xué)的結(jié)合，涉及分析化學(xué)、化學(xué)計(jì)量學(xué)和生物學(xué)等知識(shí)。

《現(xiàn)代植物科學(xué)系列:植物代謝組學(xué)(方法與應(yīng)用)》適合高等院校有關(guān)專業(yè)的本科生、研究生，也可供科學(xué)研究工作者、專業(yè)技術(shù)人員參考學(xué)習(xí)。

本書(shū)由歐洲著名植物分子生物學(xué)研究所John Innes Center的七位杰出植物生物學(xué)家合作撰寫(xiě)。全書(shū)共分九章，首先介紹現(xiàn)代植物起源研究，并簡(jiǎn)述植物基因組和遺傳學(xué)的特征，隨后闡述植物的細(xì)胞、代謝和發(fā)育等方面的基礎(chǔ)知識(shí)和研究進(jìn)展，以及植物對(duì)環(huán)境信號(hào)的接受和應(yīng)對(duì)生物脅迫和非生物脅迫的策略，最后討論植物學(xué)研究發(fā)展與人類社會(huì)的關(guān)系。本書(shū)內(nèi)容全面、系統(tǒng)、權(quán)威，反映了當(dāng)前人們對(duì)植物學(xué)在分子層面上的最新、最前沿的理解。全書(shū)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，語(yǔ)言深入淺出，圖文并茂，編排有序，是植物生物學(xué)領(lǐng)域的一部全新的重要著作。本書(shū)適合于植物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、農(nóng)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的高年級(jí)本科生、研究生、教師和科研人員閱讀參考。

陸生植物根與冠分別處于地下與地上，在通常情況下冠部向大氣失去水分，根部則吸收水分，因此水的主要流向是自土壤進(jìn)入根系，再經(jīng)過(guò)莖到達(dá)葉、花、果實(shí)等器官，并經(jīng)過(guò)它們的表面、主要是其上的氣孔，散失（蒸騰）到大氣中去。土壤、植物、大氣形成一個(gè)連續(xù)的系統(tǒng)，稱為土壤-植物-大氣連續(xù)系。與電學(xué)中由電阻組成的線路作類比，可以把水自土壤到大氣所經(jīng)歷的路徑的各階段看作一系列串聯(lián)的阻力，如圖1中的re、rb1等。通過(guò)這個(gè)途徑的水的通量（F）是推動(dòng)力即水勢(shì)差（ΔΨ）被阻力（r）除所得的商（如式一）：

因?yàn)樵诜€(wěn)恒條件下通過(guò)系統(tǒng)的各段的通量是相等的，所以可用式二表示：

即某一段的水勢(shì)差（或稱水勢(shì)降）越大，則它的阻力也越大。從圖1右側(cè)的折線可以粗略地看出各段間的水勢(shì)差，從而可以估計(jì)各段的阻力。各段阻力相差懸殊，是因?yàn)槠漭斔瓦^(guò)程的性質(zhì)或通過(guò)的介質(zhì)大不相同。水在植物體內(nèi)的輸送大體上可分為蒸騰、水分體內(nèi)運(yùn)輸、根系對(duì)水分的吸收等環(huán)節(jié)。

《植物科學(xué)實(shí)驗(yàn)》是關(guān)于植物學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合性讀本和實(shí)踐指導(dǎo)。緣于高考制度的改革，目前的大學(xué)生在中學(xué)階段選擇的考試科目是多樣的，在大學(xué)的選修制度下，選修生物科學(xué)課程的學(xué)生的植物學(xué)基礎(chǔ)存在明顯差異。本書(shū)旨在使起步不一的使用者既能了解植物科學(xué)的總體概貌，在學(xué)習(xí)時(shí)易于從適合自己的層次導(dǎo)入，又能在實(shí)踐中獲得專業(yè)技能和知識(shí)的訓(xùn)練。本書(shū)借助現(xiàn)代發(fā)達(dá)的影像技術(shù)，選取和編輯比較直觀的圖片來(lái)闡述專業(yè)知識(shí)，對(duì)知識(shí)的傳承而言，其是一個(gè)守正創(chuàng)新的體系?！吨参锟茖W(xué)實(shí)驗(yàn)》可供高等院校生命科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生相關(guān)專業(yè)用作教材，亦可供中小學(xué)教師、科研人員和對(duì)植物研究和植物知識(shí)有興趣的人士參考。