第一章 植物细胞核组织结构和DNA复制 1
第一节 植物细胞核的组织结构 1
一、核膜和核孔复合物 1
二、染色质结构 6
三、纺锤体结构 8
四、着丝粒的结构 10
五、端粒的合成与端粒酶 11
第二节 植物细胞核基因组 15
一、核基因组大小 15
二、核基因组与重复DNA序列 16
三、重复DNA与植物基因组多样性的关系 20
第三节 DNA复制 22
一、DNA复制的起始 22
二、复制叉蛋白复合物 25
三、复制叉处DNA的合成机制 29
第二章 植物细胞周期 34
第一节 细胞周期概述 34
一、细胞周期的概念 34
二、细胞周期的重要检验点 35
第二节 周期蛋白和依赖于周期蛋白的激酶 35
一、周期蛋白 35
二、依赖于周期蛋白的激酶 37
三、CLN-CDK复合物活性的调节 39
四、其他CDC2相关蛋白 42
第三节 CLN-CDK复合物在细胞周期中的作用 43
一、CLN-CDK复合物的类型 43
二、S期起始的调节：RB途径 45
第四节 植物细胞周期的一些特点 47
一、由静止期到分裂期的转变 48
二、植物激素对细胞周期的影响 49
三、植物CDC2对前前期带形成和消失的调节 51
第三章 基因表达的调节 53
第一节 基因表达在染色质结构水平上的调节 53
第二节 转录水平上的调节 56
一、RNA聚合酶Ⅱ全酶复合物 57
二、转录起始复合物的装配 66
三、特异性转录因子 66
四、转录元件 77
第三节 转录后调节 83
一、核前体mRNA的剪接反应 83
二、剪接反应的顺式元件和反式因子 83
三、选择性剪接类型及其功能意义 93
四、植物剪接系统的一些特点 96
五、翻译及翻译后加工的调节 100
第四章 叶绿体遗传系统 123
第一节 叶绿体的基本结构及其主要功能复合体 123
一、叶绿体的基本结构 123
二、叶绿体的主要功能复合物 124
第二节 叶绿体DNA和叶绿体基因组的组织结构 129
一、叶绿体DNA的物理化学性质 129
二、叶绿体基因组的组织结构 132
第三节 叶绿体基因组基因表达的调节 139
一、叶绿体的多顺反子转录单位 139
二、叶绿体的转录系统 140
三、转录水平的调节 142
四、转录后调节和修饰 146
五、翻译调节和翻译后修饰 153
六、细胞核和质体基因组的相互作用 156
第四节 叶绿体蛋白的输入 158
一、叶绿体蛋白输入存在两种机制 159
二、叶绿体蛋白输入的通用装置和工作模型 159
三、转运肽和靶向信号识别 161
四、类囊体膜蛋白的定位机制(输入途径) 162
第五节 叶绿体基因组的起源和进化 165
一、基因组的大小和构型的比较 165
二、重复DNA序列 165
三、基因含量和基因排列顺序 166
四、内含子 169
第五章 线粒体遗传系统 172
第一节 线粒体的结构和功能 172
第二节 线粒体基因组组织和基因含量 174
一、线粒体DNA的大小和构型 174
二、线粒体基因组的组织 178
三、线粒体基因组的基因含量 182
第三节 线粒体的蛋白质合成 186
一、遗传密码和tRNA基因 186
二、转录和mRNA 187
三、蛋白质合成系统 188
四、离体翻译产物 190
第四节 线粒体蛋白的输入 190
一、前序列的性质 191
二、蛋白输入装置 192
三、输入途径和能量需要 197
四、植物线粒体蛋白质输入的调节 199
第五节 线粒体中的RNA编辑 199
一、植物线粒体RNA编辑的若干特点 200
二、编辑机制 202
第六节 线粒体与植物细胞质雄性不育 205
一、植物细胞质雄性不育现象 205
二、CMS的表型及其恢复 205
三、CMS的线粒体改变 206
四、细胞质雄性不育和恢复机制的探讨 209
五、绒毡层细胞特异表达基因及其应用 213
第六章 植物基因组计划和基因类型 218
第一节 植物基因组计划 218
一、模式植物的基因组计划 218
二、植物功能基因组 220
第二节 植物基因的功能分类 227
第三节 细胞结构相关基因 229
一、植物细胞壁蛋白基因 229
二、细胞骨架蛋白基因 233
三、细胞核结构蛋白基因 236
第四节 蛋白质合成相关基因 239
一、rRNA基因 239
二、核糖体蛋白基因 240
第五节 吸收和运输载体相关基因 241
一、植物水通道蛋白及其基因 241
二、氮、磷、硫等阴离子的吸收和转运蛋白基因 243
三、植物钾离子的吸收和转运系统 246
四、糖的转运系统相关基因 246
第六节 次生代谢相关基因 248
一、萜类化合物的生物合成相关基因 248
二、苯丙烷类化合物的生物合成相关基因 250
三、生物碱的合成相关基因 253
第七节 蛋白贮存和降解相关基因 256
一、贮存蛋白基因 256
二、植物蛋白质降解相关基因 261
第七章 植物胚胎发生的分子生物学 266
第一节 植物发育的特点 266
第二节 合子胚胚胎发生 268
一、胚胎发生过程 269
二、胚胎发育中的模式建成和发育的区域性 272
三、茎端分生组织的形成 280
四、子叶的发育 282
五、种子成熟 283
六、胚胎发生中基因表达的调控 286
第三节 胚胎发育的极性 290
一、极性轴的形成 292
二、极性轴的固定 293
三、极性表达 297
四、极性的改变 297
第四节 胚乳的发育 300
一、胚乳发育突变体 301
二、基因组印迹和胚乳发育 302
三、独立于合子胚的胚乳发育 304
第五节 体细胞胚胎发生 305
一、愈伤生长 306
二、体胚发生 306
三、体胚发生过程中的生理变化 307
四、体胚发生突变体 309
五、体胚发生相关的基因 309
第八章 营养器官的发育 314
第一节 根的发育 314
一、根的基本结构 314
二、根的早期发育 318
三、根毛的发育 324
第二节 茎的发育 333
一、茎端分生组织的结构 333
二、茎端分生组织的早期发育 335
三、茎端分生组织发育的遗传控制 337
四、茎的发育 343
第三节 叶的发育 345
一、叶片起始 346
二、叶片伸展 348
三、叶序的形成 350
四、毛状体的发育 351
第四节 气孔的发育 357
一、气孔的模式建成 357
二、气孔发育的遗传控制 359
第九章 花的发育 363
第一节 花的典型结构与早期形态发育 364
一、拟南芥花的发育时期和形态结构 365
二、金鱼草花的形态结构 367
第二节 开花转换 367
一、影响植物开花的环境和生理因素 367
二、影响花期的突变体 368
三、开花转换的遗传控制 372
第三节 花序分生组织和花分生组织的发育 376
一、分生组织类别的决定 376
二、花序分生组织的发育 379
三、花分生组织的发育 380
四、花序分生组织和花分生组织发育基因 381
五、基因间的相互作用 386
第四节 花器官的发育 391
一、花器官发育和同源(异型)转换基因 391
二、花器官类别基因 402
三、花器官发育的开关基因 415
四、轮的形成和每轮器官数目的控制 418
第十章 光与植物的生长发育 422
第一节 影响植物生长发育的光环境 422
一、光周期 422
二、光强与光质 423
第二节 光受体与植物生长发育 424
一、光敏色素 426
二、蓝光紫外光受体 434
三、其他光受体问题 436
第三节 植物光信号转导途径 436
一、植物细胞信号转导网络 436
二、光敏色素介导的光转导途径 438
三、光敏色素信号途径光受体下游组分 441
第四节 植物基因表达的光调节 443
一、植物光调节基因 443
二、植物光调节基因的元件和因子 447
第十一章 植物对逆境低温应答的分子机制 455
第一节 植物对逆境低温的反应 455
第二节 细胞膜是植物低温损伤的原初部位 456
一、细胞膜系统对逆境低温反应的重要性 456
二、膜脂与膜冷稳定性的关系 457
三、膜蛋白与膜冷稳定性的关系 463
四、细胞骨架与膜的冷稳定性 464
第三节 低温诱导基因 464
一、低温诱导基因的性质和功能 464
二、耐寒基因作图 478
第四节 低温诱导基因表达调控与信号转导途径 479
一、CBF(DREB1)调控途径 479
二、ESK1调控途径 485
三、ABA的作用 485
第十二章 植物热激反应的分子基础 490
第一节 热激反应 490
第二节 植物的热激蛋白 491
一、HSP110 491
二、HSP90 492
三、HSP70 493
四、HSP60 494
五、低分子质量HSP 495
六、遍在蛋白 498
第三节 热激反应的分子基础 498
第四节 热激蛋白作为分子伴侣的功能 501
第五节 热激反应对生长和发育的调节 505
一、天然条件下热激蛋白基因的表达 505
二、植物发育过程热激蛋白基因的表达 506
三、热激蛋白与冷胁迫 507
第十三章 植物水分胁迫的分子机制 510
第一节 水分胁迫诱导的细胞生理生化变化 511
一、水分胁迫诱导代谢相关酶的变化 511
二、水分胁迫诱导渗调物的变化 515
三、水分胁迫诱导LEA蛋白的变化 515
四、水分胁迫诱导亚细胞组分的变化 517
第二节 水分胁迫过程中基因表达的调节 518
一、在水分胁迫过程中依赖ABA的基因表达 518
二、在水分胁迫过程中不依赖于ABA的基因表达 520
第三节 水分胁迫的信号转号 520
一、渗透感受器 521
二、第二信使 522
三、水分胁迫诱导的信号转导组分 523
四、水分胁迫中的ABA信号转导 524
第四节 与水分胁迫耐性相关的转基因植物研究 526
第十四章 植物与病原微生物相互作用的分子生物学 530
第一节 病原菌致病相关基因 531
一、毒性基因 531
二、无毒基因 533
三、决定寄主范围的基因 539
第二节 植物感病的分子基础 539
一、植物感病的遗传和分子模式假说 540
二、双子叶植物与根癌农杆菌亲和互作系统的研究 541
三、其他植物与病原菌亲和互作系统的研究概况 543
第三节 植物抗病的分子基础 544
一、植物抗病基因 544
二、植物抗病机制 550
三、植物抗病反应的信号转导模式 553
第四节 植物抗病的进化 555
一、抗病基因座的复合性 555
二、抗病基因座的起源和进化 557
三、抗病基因座等位基因决定不同抗病专化性的分子基础 560
第五节 植物抗病基因工程 560
一、植物抗病基因工程的基本途径 560
二、植物抗病基因工程的研究进展 561
三、抗病基因及其抗病机制在基因工程中的应用前景 562
第十五章 植物抗虫相关基因 565
第一节 植物与昆虫的共进化 566
第二节 植物抗虫基因 568
第三节 植物抗虫基因表达的信号转导途径 572
第四节 植物抗虫的间接机制 576
第五节 抗虫基因及抗虫基因工程 580
第十六章 植物转座子 586
第一节 转座现象和转座子 586
第二节 转座子的类型及其基本结构 588
一、Ⅰ类元件 589
二、Ⅱ类元件 591
第三节 转座机制 592
一、复制模式 592
二、“割离-粘贴”模式 594
第四节 转座子与基因组 598
一、转座子对基因组的影响 599
二、转座子和基因组之间的协调 599
三、环境胁迫对基因组和转座子活动的影响 600
第五节 转座子标签 601
一、标签基因与植物功能基因组研究 601
二、转座子标签系统 601
三、标签基因的鉴定 604
附录Ⅰ 606
附录Ⅱ 607
索引 608