现代植物科学系列：植物代谢组学

第1章　概述

1.1　代谢物分析技术的发展趋势 3

1.2　代谢组学数据分析的现状及其面临的挑战 9

1.3　植物代谢组学的应用 13

参考文献 19

第2章　气相色谱-质谱联用技术

2.1　GC-MS联用的原理和关键技术 27

2.2　样品制备和分析技术 36

2.3　新技术、发展趋势 40

2.4　常见问题、注意事项 41

2.5　展望 43

参考文献 44

第3章　液相色谱-质谱联用技术

3.1　LC-MS基本原理 47

3.2　数据解读 51

3.3　新技术与发展趋势 53

3.4　常见问题、注意事项等 57

3.5　展望 60

参考文献 60

第4章　核磁共振技术

4.1　核磁共振发展概况 64

4.2　核磁共振基本原理 65

4.3　核磁共振波谱仪 66

4.4　化学位移 67

4.5　自旋耦合 74

4.6　常见基团的化学位移范围 75

4.7　代谢组学研究中常用的二维谱 81

4.8　核磁共振谱图解析 84

4.9　常见问题及解决方案 94

4.10　植物代谢组学研究中样品的提取方法 97

4.11　新技术及发展趋势 98

参考文献 99

第5章　代谢组学数据的多变量分析

5.1　前言 102

5.2　数据集的预处理 102

5.3　数据特征的提取和选择 107

5.4　数据模型的识别和验证 112

5.5　统计全相关谱 113

5.6　小结 114

参考文献 115

第6章　基于质谱平台的代谢组学数据处理

6.1　数据提取 120

6.2　数据预处理和峰提取 121

6.3　基于统计的模式识别 134

参考文献 155

第7章　代谢物定性方法和代谢组学数据库介绍

7.1　引言 160

7.2　常见有机物质谱裂解规律 163

7.3　GC-MS代谢产物定性方法 165

7.4　LC-MS代谢产物定性方法 172

7.5　代谢组学数据库 178

参考文献 181

第8章　植物代谢网络

8.1　植物的代谢网络 185

8.2　植物代谢网络的特点 186

8.3　植物代谢网络的分子生物学研究 192

8.4　存在问题与展望 198

参考文献 200

第9章　LC-MS在植物代谢组学中的应用

9.1　分析样品制备 205

9.2　LC-MS在基因功能研究中的应用 206

9.3　应用于转基因植物“实质等同性”检测 211

参考文献 215

第10章　代谢组学方法在中草药鉴别中的应用

10.1　引言 218

10.2　实验部分 220

10.3　结果 223

10.4　总结与讨论 231

参考文献 232

第11章　基于代谢组学方法的青蒿素生物合成研究

11.1　引言 235

11.2　实验部分 238

11.3　数据分析及讨论 239

11.4　结论 258

参考文献 259

第12章　以核磁共振技术为基础的代谢组学方法的应用

12.1　引言 264

12.2　以迷迭香为例研究植物代谢组成受环境与加工因素的影响 264

12.3　以青蒿为例研究预测药效和毒性 279

12.4　结论 285

参考文献 285

第13章　大麦叶锈病数量抗病性的代谢组学研究

13.1　引言 289

13.2　实验部分 291

13.3　结果与分析 293

13.4　讨论 297

参考文献 3012100433B

编写时力求做到实际和适用，使初学者能够较快掌握植物代谢组学的基本知识和技能。代谢组学是近年来发展起来的“组学”之一，是多种技术和科学的结合，涉及分析化学、化学计量学和生物学等知识。

《现代植物科学系列:植物代谢组学(方法与应用)》适合高等院校有关专业的本科生、研究生，也可供科学研究工作者、专业技术人员参考学习。

本书由欧洲著名植物分子生物学研究所John Innes Center的七位杰出植物生物学家合作撰写。全书共分九章，首先介绍现代植物起源研究，并简述植物基因组和遗传学的特征，随后阐述植物的细胞、代谢和发育等方面的基础知识和研究进展，以及植物对环境信号的接受和应对生物胁迫和非生物胁迫的策略，最后讨论植物学研究发展与人类社会的关系。本书内容全面、系统、权威，反映了当前人们对植物学在分子层面上的最新、最前沿的理解。全书结构简洁，语言深入浅出，图文并茂，编排有序，是植物生物学领域的一部全新的重要著作。本书适合于植物学、分子生物学、生物化学、细胞生物学、农学等相关领域的高年级本科生、研究生、教师和科研人员阅读参考。

陆生植物根与冠分别处于地下与地上，在通常情况下冠部向大气失去水分，根部则吸收水分，因此水的主要流向是自土壤进入根系，再经过茎到达叶、花、果实等器官，并经过它们的表面、主要是其上的气孔，散失（蒸腾）到大气中去。土壤、植物、大气形成一个连续的系统，称为土壤-植物-大气连续系。与电学中由电阻组成的线路作类比，可以把水自土壤到大气所经历的路径的各阶段看作一系列串联的阻力，如图1中的re、rb1等。通过这个途径的水的通量（F）是推动力即水势差（ΔΨ）被阻力（r）除所得的商（如式一）：

因为在稳恒条件下通过系统的各段的通量是相等的，所以可用式二表示：

即某一段的水势差（或称水势降）越大，则它的阻力也越大。从图1右侧的折线可以粗略地看出各段间的水势差，从而可以估计各段的阻力。各段阻力相差悬殊，是因为其输送过程的性质或通过的介质大不相同。水在植物体内的输送大体上可分为蒸腾、水分体内运输、根系对水分的吸收等环节。

《植物科学实验》是关于植物学实验的综合性读本和实践指导。缘于高考制度的改革，目前的大学生在中学阶段选择的考试科目是多样的，在大学的选修制度下，选修生物科学课程的学生的植物学基础存在明显差异。本书旨在使起步不一的使用者既能了解植物科学的总体概貌，在学习时易于从适合自己的层次导入，又能在实践中获得专业技能和知识的训练。本书借助现代发达的影像技术，选取和编辑比较直观的图片来阐述专业知识，对知识的传承而言，其是一个守正创新的体系。《植物科学实验》可供高等院校生命科学、医药卫生相关专业用作教材，亦可供中小学教师、科研人员和对植物研究和植物知识有兴趣的人士参考。