“植物线粒体”|植物线粒体国际经典专著

原标题:《植物线粒体》 |植物线粒体国际经典专著

几年前，我们利用不同烟草种质的基因组测序数据和烟草线粒体参考基因组序列，组装了这些种质资源的线粒体基因组。由于缺乏对植物线粒体的认识和理解，很难分析组装结果，充满困惑，也不知道从何说起。在查阅文献的过程中，我阅读了原著，受益匪浅。据我们所知，当时中国还缺乏关于植物线粒体的专著，这就引发了将植物线粒体翻译成中文出版的想法。

“生命只存在于呼吸之间”。线粒体正是植物呼吸中三羧酸循环和氧化磷酸化的场所。它参与的生命过程在植物初级代谢中起着核心作用，并为身体提供超过95%的能量。因此，它通常被称为“发电站”、“锅炉房”和“发电厂”。不仅如此，线粒体还参与重要的生命活动，如细胞凋亡、氧化还原电位调节、电解质平衡和信号转导。此外，农业生产中广泛使用的细胞质雄性不育也与植物线粒体有关。在这方面，中国科学家首先破解了水稻细胞质雄性不育及其恢复机制，并发现线粒体DNA特定片段的重组产生了编码有毒多肽的可读框架。其产物在花粉线粒体中的积累导致花粉败育，而恢复系中编码的核酶可降解编码有毒多肽的基因的信使核糖核酸，从而恢复花粉育性。

线粒体是真核细胞的重要标志。几乎所有的生物(人、动物、植物、真菌等)。)肉眼可见有线粒体。然而，植物线粒体和动物线粒体有许多不同之处。例如，植物线粒体通常是不连续的整体，而动物线粒体是网状结构。植物细胞中线粒体的数量随着组织代谢的活性而变化，并且比动物细胞中的数量少(植物保卫细胞除外)。植物线粒体基因组的大小从180 kb到3000 kb变化很大，比动物线粒体基因组(约16kb)大得多。植物线粒体的电子转移旁路是多样的，而动物线粒体的电子转移旁路是相对单一的(解偶联蛋白)。植物交替途径在适应各种胁迫(缺磷、寒冷、干旱、渗透胁迫等)中起着重要的生理作用。)、次级代谢和果实成熟。植物线粒体在生物素和叶酸的光呼吸和生物合成的某些阶段有独特的生化过程。植物线粒体替代氧化酶在程序性细胞死亡中发挥作用，而动物线粒体则没有。对于更多其他差异，《植物线粒体》将在相应的部分进行解释。

《植物线粒体》分为10章，包括线粒体动力学、线粒体基因组的不稳定性、线粒体基因组的表达、核编码线粒体蛋白的输入、线粒体呼吸链复合体的生物发生、氧化磷酸化系统的超分子结构、线粒体电子转移和氧化应激、线粒体代谢、细胞质雄性不育和线粒体基因突变、线粒体和植物细胞的程序性死亡等。

作为一种重要的细胞器，植物线粒体的研究从未停止过。就在本书即将出版之际，中国科学家在线粒体温度依赖调节种子萌发的分子机制方面取得了突破，这在作物种子生产、保存和育种中具有重要的应用意义。

任学良

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中文版序

欢迎阅读《植物线粒体》中文版(植物线粒体)。

作为生物专业的学生，我们很早就知道线粒体存在于大多数真核细胞中，并且是覆盖有双膜的细胞器。内膜通常形成称为“嵴”的内部褶皱。“脊”是能量转换的场所，因为它的一部分是由质子转移泵组成的，三磷酸腺苷可以由嵌入膜中的蛋白质复合物的氧化还原反应产生的电子形成的质子梯度来合成。线粒体在真核生物中的关键作用是保守的，因此线粒体通常被视为可互换的“即插即用”真核细胞组件。

通过互联网搜索，线粒体的结构和功能在所有真核生物中都是保守的观点得到了加强。当搜索“线粒体”时，搜索结果将指向描述动物线粒体的网站。例如，在维基百科中搜索“线粒体”几乎没有提到动物和植物线粒体之间非常重要的区别。在撰写这篇序言时，维基百科页面上的167篇文献中，只有4篇介绍了植物线粒体的研究工作。甚至线粒体基因组部分也没有提到动物和原生动物在大小、结构和组织上与植物线粒体有很大不同这一关键事实，只是简单地提到了非母体遗传。无论如何，非母体遗传只发生在少数植物中。事实上，在所有真核生物中，线粒体的形态和功能可能比保守性表现出更多的差异。

从动物或以人为中心的角度来看线粒体会带来严重的问题。大多数研究线粒体的研究人员不知道植物线粒体是不同的，这种误解是自我延续的，因为当这些研究人员评估研究植物线粒体的计划时，他们通常看不到这一点。我知道这一点，因为我自己做过。例如，“为什么不在像酵母这样更容易处理的生物上进行这项研究呢？”不幸的是，除了叶绿体的研究，我认为这和植物细胞生物学中的大多数研究是一样的。

前三段讨论了像本书这样的植物线粒体参考著作的重要性。在这里，你会看到世界上每个领域的顶尖专家写的十章，详细描述了植物线粒体的结构和功能。你会发现植物线粒体与其他真核生物大不相同。它们在动力学(第1章)、基因组结构(第2章)和基因组表达(第3章)方面有所不同。线粒体蛋白质输入(第4章)、植物呼吸链复合体的生物发生和组装(第5章)和超分子结构(第6章)也有差异。此外，在植物线粒体中有一种独特的电子传递机制(第7章)，这种机制与非植物线粒体相比具有额外的独特性和复杂性(第8章)。除了参与新陈代谢，植物线粒体也具有重要的农艺学意义，因为线粒体缺陷是细胞质雄性不育的根本原因(第9章)。最后，和其他真核生物一样，线粒体参与细胞死亡(第10章)，但正如你现在所料，它们参与细胞死亡的方式与动物不同。

如果你是一名科学研究者，我希望这本书能让你对植物线粒体有更深入的了解，并从中学到很多东西。如果你是一名教育家，我希望这本书能帮助学生认识到，真核细胞线粒体没有单一类型，所有的线粒体都是不同的，尽管线粒体在所有群体的谱系中的基本功能是保守的，就像它们在传递能量时是保守的一样。不管你为什么读这本书，我希望你喜欢它。

大卫·洛根

法国蒂森

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这篇文章摘自译者的前言和《植物线粒体》的中文版前言，但有所删节。标题由编辑添加。

《植物线粒体》

大卫·洛根，主编

任学良、林士风译

责任编辑:张占宇·邵丽

内容摘要

《植物线粒体》是植物线粒体领域的经典专著的中文翻译，包括线粒体动力学、线粒体基因组的不稳定性、线粒体基因组的表达、核编码线粒体蛋白的输入、线粒体呼吸链复合体的生物发生、氧化磷酸化系统的超分子结构、线粒体电子转移和氧化应激、线粒体代谢、细胞质雄性不育和线粒体基因突变、线粒体和植物细胞的程序性死亡等。

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本期编辑王芳

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