——Symbiosis:Evolution,Biology and
Ecological Effects
作 者:Alejandro F. Coamisao, Celio C. Pedroso
出 版:Nova Biomedical
索 书 号:Q948.12/S986/2013/Y
I S B N :9781622572113
藏书地点:武大外教中心
共生(Symbiosis)是指两个有机体或物种之间的生物相互作用关系,在生活中具有密切联系。在本书《共生:进化、生物学和生态效应》中,作者介绍了目前关于共生的进化、生物学和生态效应的研究。讨论的主题包括丛枝菌根的进化、豆科植物的特性及共生关系,温带海域海葵与寄居蟹共生,豆科植物与根瘤菌之间的农艺和生态性共生关系,同时还建立了一个具有共生作用的神经元模型。
菌根是一种普遍分布的真菌—植物(根系),是一种互惠互利的关系,能增强植物承受环境压力的能力。丛枝菌根(AM)是70—80%的陆地植物形成的最广泛的菌根类型。AM真菌整合于肾小球真菌门,是一种无处不在的微生物土传真菌,在不引起宿主植物任何显著防御反应的情况下,通过定植根皮层与植物建立共生关系。AM真菌在根皮层定植,并形成外部菌丝体,作为根系统的延伸,增加矿物质营养元素的吸收。此外AM真菌通过增强对生物(病原体攻击)或非生物(干旱、盐度、重金属或有机污染物污染等)胁迫的抗性/耐受性来提高植物的性能。
在本书的第一章中,作者特别强调共生体之间交换信号分子及其目前的认知发展情况。阐明植物共生基因具有协调AM真菌的细胞养分的功能,从而实现共生体之间的交换,同时也是缓解植物的生理压力的分子基础。 第二章总结了目前国内外对菌根共生的研究实验进展。研究表明,根瘤诱导是由高特异性细菌脂壳寡糖介导的,clled的Nod因子进一步调控植物的反应是严格收植物内院性机制控制的。令人惊讶的是,主要的调控回路包括从根到茎和向后的系统信号。除了2003年描述的靶向作用蛋白HAR1及其同源物外,涉及分子的性质一直都是未知的。一个额外的靶向作用或根作用调控突变体已经被分离出来。他们正在进行一系列涉及系统信号产生、转导和感知的新基因的鉴定。在第三章中,阐述的是需要改进的氮素管理,以优化农民的经济回报,尽量减少与氮的共生利用有关的环境问题。一般来说,根瘤菌通过根毛感染植物并侵入组织。细胞在细胞内被染、分裂和放大,产生特征性结节(确定的或不确定的)。这种关系的重要性在于根瘤菌将大气N2固定(减少到寄主植物的能力,而寄主植物又为微生物提供可溶性碳水化合物。固氮作用取决于豆科植物的表现、环境条件、土壤养分利用率、污染物、土壤中细菌的丰度和多样性以及细菌对豆科植物的特异性和感染性。在有利的条件下,豆类可以固定50%以上的植物氮。共生,顾名思义,是指生活在密切联系中的两个有机体之间的生物相互作用,共生是温带海洋群落中普遍存在的现象,海葵与寄居蟹的关系属于最常见的情况,是常见的共生现象。在此背景下,第四章旨在综合各种研究的结果,提供一个关于海葵和寄居蟹在温带海洋共生相互作用的一般综述。第五章阐述了根瘤菌和植物必须能够适应环境条件生存的观点。作者的假设是,根瘤菌在土壤环境中存活是因为它们能够修改细胞膜的脂肪酸和磷脂成分,以及其他在耐压能力中起重要作用的分子。如第六章所述,相关生物体在细胞和分子水平上共同进化适应的意义一直是许多共同生物学研究的主要焦点(例如,真核生物发展的内共生假说)。对参与共生关系的有机体的行为和生理生态学的研究也显示了适应的非凡例子。这些联系代表了巨大的潜力,证明竞争的替代品作为主要的进化选择力量。在共生的共栖、共生和寄生的分支中,相互作用有很大的差异,作者举出了许多不同的例子进行讨论。在第七章中,作者将从植物根内共生演化的角度来讨论目前关于光根共生的知识。在第八章中则告诉我们N2固定可持续农业中具有特殊的意义,因为它允许减少使用化学N田间作物的生产。在第九章中,作者调查了总是包含一个共生对的各种生态系统。在第一个模型中,后者受到捕食者的作用。在第二种系统中,营养级的互惠联系位于共同猎物种群之上。在第三个模型中,研究了三个层次的食物链,共生种群构成了中间营养水平。这些情况很可能在自然界中出现。
由此可见,本书中包含了丰富且全面的关于微生物与植物共生的知识,是广大微生物学家、植物学家参考、借鉴的科学指南。除此之外,本书还具有以下三个特点:
1、具有权威性和时效性。《共生:进化、生物学和生态效应》涵盖了大量共生、进化和生态效应知识,具有较大的权威性。同时,由于关于生物学的内容更新换代快,很多内容可能仅限于编书的当时,随着时代发展有了更多的补充,因此,本书内容具有时效性。
2、层次鲜明,脉络清晰。《共生:进化、生物学和生态效应》分成了十大章节,将书本的内容非常清晰的编排出来,具有鲜明的层次和清晰的脉络。
3、编排紧凑。该书在每一章开头都以提要和简介引入本章要讲的主要内容作为这一章的提纲挈领,并在章节末尾处对内容进行总结,并给出了关键词的解释,帮助读者对书中内容和概念进行归纳梳理,并自主进行扩展阅读。
总的来说,内容详实、具有强科学性,是一本全面的关于共生的书籍,是微生物学家、植物学家、细胞生物学、生物化学等相关领域的学者不可或缺的科学指南。
目录
第一章 丛枝菌的进化、生物学和生态效应
第二章 在豆科植物体内共生结节数量调控方面的研究进展
第三章 豆科植物:特性与共生
第四章 海葵与寄居蟹在温带海域的共生关系
第五章 膜成分在环境胁迫下豆科-根瘤菌共生反应中是确定的
第六章 生物在共生关系中的行为、生理和生态效应
第七章 关于放线菌共生的新见解
第八章 豆科植物研究需要有远见
第九章 食物链中共生关系的模型
第十章 具有共生互动的神经元模型
(武汉大学生命科学学院研究生 王鑫)