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編輯推薦

適讀人群 ：植物學科研究生、高年級本科生和相關領域的科研工作作者。
本書由北京大學前校長許智宏院士和中國科學院植物研究所種康研究員主編，是對細胞分化和器官發生領域**進展的總結。毫無疑問，在從1997到2015年的18年裏，由於擬南芥、水稻、苜蓿和短柄草等模式植物使用，十幾種植物基因組測序的完
成，大規模高通量組學技術的齣現，植物細胞分化和器官發生研究進入日新月異時代，讓我們對植物細胞分化和器官發生的機理有瞭更深的瞭解。本書縱論動態，結構精練、信息量大，係統又**。

內容簡介

　　《植物細胞分化與器官發生》以國傢自然科學基金委員會“植物細胞分化與器官發生”創新生群體成員的研究成果和研究方嚮為主綫，圍繞細胞分裂和分化、器官發生生和發育這些基本科學問題，介紹瞭從分生組織到器官形成的分子機製。《植物細胞分化與器官發生》在相關領域研究進展的背景下，突…各位作者的研究特色，縱生論動態，力圖做成圖文並茂、簡明扼要、通俗易懂的學術專著。《植物細胞分化與器官發生》共生11章，係統全麵地描述瞭植物細胞分化、器官發生的概念、問題和研究生體係，闡述瞭細胞分裂、細胞分化和囊泡運輸在植物發育中的作用以及相關的研究技術；另外還對花器官的起源與演化、開花啓動和花器官決定等的研究進展做瞭較為細緻的闡述，內容涉及春化信號的感受、花發生育模型、花器官發生調控網絡、MADS-box基因傢族；對花粉管極性生生長、植物錶皮毛極性生長、胚胎發育以及根尖和莖尖分生組織也進行瞭較為係統的介紹。《植物細胞分化與器官發生》結構精練、信息量大，既有理論、研究進展，又有研究方法。

目錄

第一章 植物細胞分裂及其調控
1.1 植物細胞周期的控製
1.1.1 細胞周期進程的劃分及其基本事件
1.1.2 細胞周期進程調控關鍵因子及其作用
1.1.3 細胞周期進程的重要分子事件
1.1.4 植物激素及環境信號對細胞周期的調控
1.2 植物器官發育過程中細胞分裂的調控
1.2.1 細胞周期正確運行是植物正常生長發育的前提
1.2.2 植物器官發育過程中細胞分裂與細胞膨大的協同性
1.2.3 細胞分生能力持續時間影響器官大小
1.3 植物細胞分裂研究常用的技術方法
1.3.1 細胞懸浮培養係統
1.3.2 熒光活體實時顯微觀察
1.3.3 嵌閤誘導錶達係統

第二章 細胞分化
2.1 氣孔的基本結構和分布
2.2 氣孔發育過程（以擬南芥和水稻為例）
2.3 調控氣孔發育的關鍵因子
2.3.1 轉錄因子在氣孔發育過程中的作用
2.3.2 氣孔發育過程中的信號轉導
2.3.3 氣孔發育過程中細胞內的信號轉導（MAPK信號的級聯放大）
2.3.4 植物激素對氣孔發育的影響
2.3.5 氣孔發育過程中極性的建立
2.3.6 miRNA對氣孔發育調控的研究
2.3.7 環境因子對氣孔發育的髟響
2.3.8 細胞周期蛋白對氣孔發育的調控
2.4 氣孔發育研究中存在的問題以及未來的研究方嚮
2.4.1 轉錄因子及其靶基因將是今後氣孔發育研究的主要方麵
2.4.2 氣孔發育信號轉導途徑的研究有待進一步深化
2.4.3 植物對逆境的響應和氣孔發育之間關係的研究有待深入
2.4.4 植物激素在氣孔發育中的作用將是今後研究的一個熱點

第三章 植物細胞胞吐與胞吞作用機製
3.1 引言
3.2 植物細胞胞吐作用
3.2.1 胞吐囊泡的形成和轉運
3.2.2 胞吐囊泡的拴係和錨定
3.2.3 胞吐囊泡的啓動、觸發和融閤
3.3 植物細胞胞吞作用
3.3.1 籠形蛋白依賴的胞吞途徑
3.3.2 不依賴於籠形蛋白的胞吞
3.3.3 其他胞吞途徑
3.4 研究進展
3.4.1 擬南芥R-SNARE蛋白VAMP721和VAMP722介導的反麵高爾基體網絡到質膜的分泌運輸
3.4.2 擬南芥類突觸結閤蛋白SYT2參與非經典蛋白的分泌過程
3.4.3 花粉管胞吞胞吐動態的實時動態研究
3.4.4 擬南芥脂筏蛋白AtFlotl參與介導一種不依賴於籠形蛋白的胞吞途徑
3.4.5 胞吞途徑對質膜功能蛋白調控的單分予研究
3.5 研究技術
3.5.1 實驗材料和體係
3.5.2 樣品標記技術
3.5.3 成像技術

第四章 花粉管極性生長及其調控
4.1 花粉管極性生長的細胞生理學機製
4.1.1 細胞壁的組成與可塑性調控
4.1.2 離子梯度與功能
4.1.3 細胞骨架的組織與動態調控
4.1.4 囊泡運輸
4.2 頂端質膜定位的信號分子與信號通路
4.2.1 Rac/ROPGTPase
4.2.2 磷脂信號分子
4.2.3 信號通路的互作與信號網絡

第五章 錶皮毛發育
5.1 擬南芥錶皮毛的發育過程及調控機製
5.1.1 擬南芥錶皮毛的結構及發生過程
5.1.2 擬南芥錶皮毛不同發育階段的調控機製
5.2 棉花種皮毛的發生及調控機製
5.2.1 棉縴維起始
5.2.2 縴維伸長
5.2.3 縴維次生壁增厚
5.2.4 脫水成熟
5.3 擬南芥錶皮毛和棉花縴維常用的研究方法
5.3.1 擬南芥錶皮毛的獲得
5.3.2 錶皮毛分布格局分析
5.3.3 擬南芥錶皮毛發育時期的跟蹤
5.3.4 擬南芥錶皮毛細胞周期分析
5.3.5 擬南芥錶皮毛細胞形態分析
5.3.6 棉花胚珠的掃描電鏡製樣和觀察
5.3.7 棉花胚珠體外培養及各種激素的處理

第六章 根毛發牛、發育和頂端牛長
6.1 根毛區錶皮細胞的命運決定
6.2 根毛的起始
6.3 根毛的尖端生長
6.4 根毛的成熟
6.5 細胞骨架與根毛的生長發育
6.5.1 微管骨榮與根毛的生長發育
6.5.2 微絲骨架與根毛的生長發育
6.6 根毛研究方麵的實驗體係
6.6.1 根毛的培養
6.6.2 根毛中鈣離子的成像技術
6.6.3 根毛中微絲和微管細胞骨架的觀察

第七章 植物胚胎發育的分子調控
7.1 植物胚胎的結構
7.2 閤子激活
7.3 母一閤轉換
7.4 極性建立
7.5 細胞命運決定
7.6 胚胎的模式形成
7.7 胚胎頂基軸建立
7.8 子葉形成
7.9 胚胎特異錶達的基因
7.1 0胚柄的發育
7.1 1胚乳的發育

第八章 莖尖分牛組織
8.1 莖尖分生組織中的基因錶達
8.1.1 莖尖分生組織中基因錶達的組學分析
8.1.2 莖尖分生組織中幾個基因的錶達位置和突變體錶型
8.2 莖尖分生組織的穩態調控
8.2.1 WUS和CLV3反饋環調控莖尖／花序分生組織
8.2.2 AG和WUSl——間的反饋環調節花分生組織的有限性
8.2.3 miRNA和miProtein對莖尖分生組織的調節
8.2.4 其他調控莖尖分生組織的基因
8.3 激素對莖尖分生組織的調控
8.3.1 細胞分裂素對莖尖分生組織的調控
8.3.2 生長素等對莖尖分生組織的調控

第九章 根的發育與乾細胞調控
9.1 根的基本結構與胚脂發育起源
9.1.1 根的縱嚮分區
9.1.2 根的輻射麵組織分層
9.1.3 根的胚胎發育起源
9.2 調控根發育的信號分子
9.2.1 生長素
9.2.2 細胞分裂素
9.2.3 其他激素調控根發育
9.2.4 多肽激素
9.2.5 活性氧和氧化還原組件
9.3 調控根發育的重要轉錄因子
9.3.1 PLETHORA（PLT）與根尖乾細胞維持
9.3.2 WUS-RELATEDHOMEOBOX（WOX）與QC維持及維管組織分化
9.3.3 SCARECROW（SCR）基因與皮層細胞分化
9.3.4 SHORTROOT（SHR）基因與皮層細胞分化
9.3.5 其他轉錄因子
9.4 根發育的調控網絡
9.4.1 位置信號與根的發育
9.4.2 營養供給對根發育的影響
9.4.3 根瘤菌與根的相互作用

第十章 開花啓動
10.1 生物鍾與光周期途徑
10.1.1 植物對光照變化的感受機製
10.1.2 光信號的轉換
10.1.3 開花信號的傳遞，成花素（florigen）的發現
10.1.4 成花素在莖尖分生組織中誘導開花
10.1.5 光周期對短日照植物開花的調控
10.1.6 光周期對長日照禾榖類植物的調控
10.2 春化及自主途徑
10.2.1 似南芥春化作用的分子機理的研究
10.2.2 禾榖類植物春化調控機理的研究
10.2.3 自主開花途徑對FLC基因的調控
10.3 春化信號的感知
10.3.1 春化信號的感受器官
10.3.2 春化信號的細胞感知
10.4 赤黴素途徑
10.5 環境溫度影響開花
10.6 發育年齡調控途徑

第十一章 花器官決定
11.1 被子植物花的起源
11.2 花的發育
11.2.1 花序分生組織的起始
11.2.2 花分生組織的起始
11.2.3 花器官屬性的決定
11.3 花發育的理論模型
11.3.1 花發育的ABC模型
11.3.2 MADS-box轉錄因子傢族
11.3.3 花發育的ABCDE模型
11.3.4 花發育的四聚體模型
11.4 MADS-box基因傢族與被子植物花器官發育分子機製
11.4.1 SQUA/AP1亞傢族
11.4.2 DEF/AP3和GLO/PI亞傢族
11.4.3 AG亞傢族（C/D）
11.4.4 SEP亞傢族
11.5 miRNA調控花器官的形成
11.5.1 miRNA
11.5.2 miRNA
11.5.3 miRNA
11.5.4 miRNA167和miRNA
11.5.5 miRNA
11.5.6 miRNA165/miRNA
11.6 其他參與花器官發生的基因
11.7 花器官特徵屬性基因的靶點
索引

精彩書摘

　　《植物細胞分化與器官發生》：
　　1.植物細胞分裂及其調控
　　細胞分裂是植物生長發育和形態建成過程中最基本且最為重要的細胞學事件。在細胞水平，細胞分裂的調控錶現為對細胞周期各個時期的控製，其主要通過周期蛋白及周期蛋白依賴性激酶的嚴密調控實現。上述細胞周期進程關鍵因子還受到植物激素、營養及環境信號等調控，進而介導內、外源因素對細胞分裂的控製。在植物的器官和個體水平，細胞分裂的調控則必須納入發育的進程，並且其與細胞大小調控的協同作用決定瞭植物器官的發生、發育及大小。近年來，隨著對植物器官發生及器官大小決定分子機製方麵的研究，人們已經初步發現瞭包括ANT、ARGOS及ARF2、BB、DA1等在內的一係列參與器官發育過程中正嚮或負嚮控製細胞分裂的重要因子。這些研究不僅揭示瞭植物細胞分裂在發育過程中的控製機製，也為增強植物抗逆性及提高生物産量提供重要的理論和實踐依據。本章主要介紹植物細胞分裂過程中細胞周期的調控機製；同時，將對植物整體發育水平上細胞分裂的調控及其與細胞分化、細胞大小協同控製植物器官發育的相關研究進展進行綜述和討論；最後，對研究植物細胞分裂的一些常用技術方法進行瞭簡單介紹。
　　1.1 植物細胞周期的控製3
　　1.2 植物器官發育過程中細胞分裂的調控15
　　1.3 檀物細胞分裂研究常用的技術方法22
　　作為多細胞生物組織、器官生長發育及細胞更新的基礎，細胞分裂（celldivision）對動、植物發育和形態建成過程起著決定性的作用。首先，由單個受精卵發育成完整胚胎的過程本身就是細胞不斷分裂和分化的結果。其次，在胚胎發育完成之後，器官的形態建成也是細胞經由細胞分裂並分化成為具有特定功能的細胞而完成的。嚮．正常的細胞分裂也是動、植物乾細胞更新及乾細胞中心的維持所必需的（Wildwateretal．，2005）。另外，細胞分裂對於動、植物的配子體及胚胎發育過程中也具有重要作用。當細胞分裂存在缺陷時，動、植物的配子體及胚胎發育會受到影響甚至完全不育或緻死。以模式植物擬南芥為例，當其細胞分裂的關鍵調控因子如A類周期蛋白依賴性蛋白激酶（cyclin-dependentkinaseA；l，CDKA；1）等突變後，可導緻配子或胚胎緻死的錶型（Hemerlyetal．，2000；Nowacketal．，2012）。RBR（retinoblastoma-related）及CDKA；1等細胞周期進程調控因子突變後將導緻配子體發育缺陷（Ebeletal.，2004；Iwakawaetal，，2006；LiuandQu，2008；Zhengetal．，2011）。細胞分裂異常還會導緻植物乾細胞中心異常，組織、器官發育異常甚至導緻個體歲匕亡的現象（WangandChen，2004；Wildwateretal.，2005；Desvoyesetal.，2006；Andersenetal.，2008；Vanstraelenetal．，2009）。當細胞分裂過度進行時，將會導緻動物腫瘤細胞的形成（ChoandLiang，2011），在植物中則錶現齣子n十或莖頂端分生組織融閤、愈傷狀組織結構形成等異常發育現象（Aidaetal．，1997；Griffithetal．，2007）。
　　細胞分裂在細胞水平上錶現為細胞周期（cellcycle）的正常進行，即細胞通過不可逆轉的細胞周期完成增殖的過程，並存適當的時期停滯進入靜止期（quiescentphase，Go期）。在細胞分裂過程中，染色體的復製、細胞器分配、胞質分裂等事件都是細胞周期正常進行所必需的（Jurgens，2005；Gutierrez，2009）。近年來對於不同物種參與細胞周期進程調控關鍵因子及其功能的研究取得瞭長足的進展，植物細胞周期的調控及其相關調控凶瞭的作用機製也逐漸清晰。另外，在植物器官或個體發育的水平上，細胞分裂受到植物發育整體水平嚴格的調控，單獨改變細胞分裂或改變某些細胞周期進程調控凶jr並不能實現對器官發育的調控。事實上，器官發育是細胞分裂、細胞分化和細胞膨大協同進行的結果（LloydandMeinke，2012）。目前的研究發現，隻有在細胞分裂與其他細胞學事件協同的前提F，纔可能在一定程度上實現調控器官發育的目的。綜上所述，鑒於細胞分裂及其調控關鍵因子在植物發育過程r的重要作用，本章在對細胞周期及其調控關鍵因子進行係統介紹的基礎上，簡述瞭各種內、外源信號調控細胞分裂的作用機製，進一步從器官和植物個體層麵去探究瞭細胞分裂與植物器官發育的關係，並對目前已經發現的影響植物形態建成的關鍵因子以及這些關鍵因子在細胞分裂和植物發育調控中的分子基礎進行概述（DeVeylderetal．，2007）。在本章的最後部分，我們簡幣．介紹瞭植物細胞懸浮培養係統及常見細胞周期進程阻斷劑，熒光活體實時觀察及細胞分揀、嵌閤誘導錶達係統等研究植物細胞分裂的一些常用技術辦法，以期能夠為相關領域的研究者提供參考。
　　1.1植物細胞周期的控製植物細胞分裂及其調控
　　在細胞水平上，細胞分裂的核心事件錶現為細胞周期的運行及其調控。在此過程中涉及遺傳物質的復製、其他細胞組分及細胞器的復製、染色體組裝與分配、細胞闆形成等過程，最終進行胞質分裂等過程。在分瞭水平上，細胞周期進程的主要事件包括DNA閤成與損傷修復（DNAsynthesisandrepair）、相關蛋白翻譯及翻譯後修飾（post-translationalmodification）、蛋白質選擇性降解（selectedproteolysis）等過程。上述過程主要是由細胞周期進程調控關鍵因子調控的。這些因子包括周期蛋白（cyclin）、周期蛋白依賴性蛋白激酶（cyclin-dependentkinase，CDK）、周期蛋白依賴性蛋白激酶激活激酶（CDK-activatingkinase，CAK）、周期蛋白依賴性蛋白激酶抑製物（interactorofCDCkinase/KIP-relatedprotein，ICK/KRP）、後期促進復閤物（anaphase-promotingcomplex/cyclosome，APC/C）、RBR（retinoblastoma-related），E2F（E2promoter-bindingfactor）、DP（dimerizationpartner）、WEE1等。這些因子的蛋白質水平及活性在細胞周期進程的不同時期周期性地變化並最終參與細胞周期進程調控（Vandepoele，2002；Marroccoetal.，2010）。其中，CDK通過與cyclin結閤形成復閤物並經進一步磷酸化激活從而參與啓動細胞周期，KRP能夠與cyclin或CDK結閤抑製CDK-cyclin復閤體的活性而在細胞周期進程調控中發揮抑製作用。另外，APC/C能夠通過26S蛋白酶體或通過microRNA介導的轉錄事件調控上述相關蛋白的水平，進而保證細胞周期進程的正常進行（Adachietal.，2006；Zhengetal．，2011）。近年來，通過對擬南芥和煙草等模式生物的研究，在植物細胞周期研究方麵已取得較大的進展。藉助分子遺傳學和生物信息學相關技術方法，研究人員發現瞭一係列植物細胞周期進程調控關鍵因子，同時這些因子在植物細胞周期進程調控過程中的作用機製及內、外源發育信號如何參與調控細胞周期進程有瞭初步的認識（Inze；2005）。
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前言/序言

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