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目录 1

第1章 植物氮素营养分子生理 1

1 植物氮素吸收与同化代谢途径 1

1.1 根细胞中NO？还原与同化 1

1.2 叶肉细胞中NO？还原与同化 3

2 NO？吸收转运体基因及表达调控 5

2.1 曲霉crnA基因及表达调控 5

2.2 衣藻nar基因及表达调控 12

2.3 高等植物NO？转运体基因及表达调控 15

3 NH？吸收转运体基因及表达调控 33

3.1 铵的吸收 34

3.2 大肠杆菌N？转运体基因amtA及其表达 34

3.3 酵母NH？转运体基因mep1及其表达调控 38

3.4 高等植物N？转运体基因Amt及其表达调控 45

4 NO？还原酶基因及表达调控 51

4.1 NR的结构及特性 . 51

4.2 NR及NiR基因结构 53

4.3 NR基因的表达调控 59

5 NH？同化基因 65

5.1 GS基因 65

5.2 GOGAT基因 76

6 氮同化基因表达调控 82

6.1 氮调节系统的组成 82

6.2 氮调节系统在生物中的分布 86

6.3 glnAntrBntrC操纵子 89

6.4 gln1基因表达调控 93

6.5 高等植物氮同化基因的表达调控 98

1 植物的磷素营养 103

1.1 植物体内磷的含量、分布和形态 103

第2章 植物磷素营养分子生理 103

1.2 植物磷素营养的生理功能 104

1.3 植物磷效率的概念 105

1.4　植物耐低磷胁迫性状的遗传特征 106

2　原核生物磷吸收转运分子机制 109

2.1 大肠杆菌磷饥饿诱导基因 109

2.2　大肠杆菌磷调节子遗传图谱 111

2.3　磷调节子的调节模式 113

2.4　重要磷调节子基因结构及功能 115

3　真菌磷吸收转运分子机制 125

3.1　链孢霉高亲和磷酸盐转运系统 125

3.2　酵母磷酸盐吸收转运系统及调节 131

3.3　真菌菌根高亲和磷酸盐转运体 137

4.1 拟南芥高亲和磷酸盐吸收转运体基因及表达 142

4　高等植物磷吸收转运系统 142

4.2　低磷胁迫诱导核糖核酸酶基因 148

4.3　低磷胁迫诱导的酸性磷酸酶（APase） 151

4.4　低磷胁迫诱导的细胞分泌性蛋白质 156

4.5　低磷胁迫诱导的呼吸代谢途径的调节 158

4.6　低磷胁迫诱导的吸收磷体内转运 160

第3章　植物钾营养分子生理 163

1　生物膜与离子转运 163

2　植物对K＋的吸收机制 164

3　钾离子通道类型、特征与功能 166

3.1 植物内向整流K＋通道K？的特征 167

3.2　植物外向整流K＋通道K？的特征 169

3.3　植物K＋通道的功能 171

4　植物K＋营养的高亲和吸收特性 177

5　酵母K＋吸收转运体基因及表达 181

5.1 酵母K＋吸收转运功能缺失突变体的分离鉴定 181

5.2　酵母高亲和K＋吸收转运体基因trk1的分离鉴定 183

5.3　低亲和K＋吸收转运体基因及其表达 189

5.4 酵母低亲和与高亲和K＋吸收转运体的关系 192

6　高等植物K＋吸收转运基因及表达 195

6.1 拟南芥K？通道基因KA1 195

6.2 KAT1通道蛋白对K＋的转运特性 199

6.3　拟南芥K＋通道基因AKT1的结构及表达 203

6.4 拟南芥K＋通道基因AKT2的结构及表达 207

6.5　AKT2在酵母和卵母细胞中的表达研究 211

6.6 马铃薯保卫细胞内向整流K＋通道基因kst1的结构与表达 212

6.7 植物K＋通道β亚基的基因克隆及表达鉴定 215

6.8 水稻K＋通道β亚基kab1的基因克隆及表达鉴定 218

6.9 小麦高亲和K－吸收转运体基因hkt1结构与表达 218

7 膜片钳技术 220

7.1 膜片钳技术方法原理 220

7.2 全细胞模式钳位试验分析 221

7.3 反转电位（reversal potential）确定离子通道选择性的方法 223

7.4 离体膜片钳单通道电流分析 224

7.5 膜片钳技术用于植物细胞离子通道的研究 225

第4章 植物铁营养分子生理 228

1 概论 228

2 铁在植物体内的生理作用 230

2.1 铁参与呼吸作用 231

2.2 铁参与光合作用 233

2.3 铁参与硝酸盐的代谢和还原 234

2.4 铁参与生物固氮作用 235

2.5 铁参与细胞解毒功能 235

2.6 铁在细胞质膜氧化还原系统中的作用 236

2.7 铁在激素合成及代谢中的作用 236

2.8 铁参与DNA的合成 236

3.1 原核生物Fe（Ⅲ）吸收系统 237

2.9 铁影响质膜的移动性 237

3 原核生物铁元素吸收机制及其相关基因 237

3.2 原核生物Fe（Ⅱ）吸收系统 241

4 酵母铁元素吸收转运系统相关基因 242

4.1 Fe（Ⅲ）还原酶基因fre1和fre2 243

4.2 铁转运蛋白基因fet3、ftr1和fet4 244

4.3 与铁转运系统相关的铜转运蛋白基因ctr1和cccc2 252

4.4 与质膜铁蛋白分选有关的笼型蛋白基因vps41 253

4.5 细胞内铁水平的调控基因aft1和mac1 254

4.6 线粒体中与铁转运相关的基因：mft1和mft2 257

5 机理Ⅰ植物的铁元素吸收机制及其相关基因 257

5.1 Fe（Ⅲ）-螯合物的还原及fra2基因 257

5.2 Fe（Ⅱ）跨细胞质膜的转运及irt1基因 262

6.1 机理Ⅱ植物对麦根酸家族（MAs）的分泌及其生理作用 264

6 机理Ⅱ植物的铁元素吸收机制及其相关基因 264

6.2 麦根酸家族（MAs）的生物合成 266

6.3 麦根酸家族（MAs）合成相关基因的染色体定位 268

6.4 缺铁胁迫下机理Ⅱ植物根部表达的基因和蛋白 269

6.5 MAs-Fe（Ⅲ）-转运体的研究 283

7抗缺铁胁迫转基因植株的研究 284

7.1 将Refre1基因导人烟草 285

7.2 将机理Ⅱ相关基因导入水稻 285

8 影响铁吸收和转运的突变株 285

9 植物体内铁的贮存——铁蛋白 286

9.1 铁蛋白在植物体内的分布 287

9.2 植物铁蛋白及其基因的结构 287

9.3 植物铁蛋白的功能 291

9.4 植物铁蛋白合成的调节 294

参考文献 299