The Chloroplast: Basics and Applications

انتظار می رود جمعیت جهان تا سال 2050 به 9 میلیارد نفر افزایش یابد که این امر باعث کمبود مواد غذایی و سوخت خواهد شد. از آنجایی که افزایش سطح زمین تحت کشت بدون عواقب جدی زیست‌محیطی دشوار خواهد بود، بهره‌وری بالاتر برای زیست توده مورد نیاز است. بهبود کارایی فتوسنتزی مستلزم افزایش دانش و درک عمیق تر از موارد زیر است: (الف) بیوسنتز اجزای غشای فتوسنتزی مانند هِم ها، کلروفیل ها، کاروتنوئیدها، کینون ها و لیپیدها. (ب) بیوسنتز آپوپروتئین غشای فتوسنتزی. (ج) بیوسنتز و تنظیم مونتاژ مجتمع های رنگدانه-آپوپروتئین. و (د) پیچیدگی های سنجش کربن، بیوسنتز و تخصیص. این اهداف ممکن است با مهندسی زیستی کلروپلاست هایی با کارایی فتوسنتزی بالاتر و سازگاری برتر با تنش های مختلف و/یا تغییر خواص جنبشی آنزیم جذب کننده CO₂، روبیسکو، محقق شود. پیشرفت‌ها در راستای این هدف در این جلد مورد بررسی قرار گرفته‌اند که همکاری بین بیوشیمی‌دانان و زیست‌شناسان مولکولی، دانشمندان درگیر در تحقیقات فتوسنتز و بیوتکنولوژیست‌های درگیر در ژنومیک و تبدیل گیاهان و پلاستیدها را تقویت می‌کند. ما تحقیقات آینده را برای تمرکز بر "مهندسی زیستی کلروپلاست" به عنوان یک زمینه جدید تحقیقاتی یکپارچه پیش بینی می کنیم. این کتاب برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و محققان در متابولیسم کلروفیل، زیست شناسی گیاهی یکپارچه، فیزیولوژی گیاهی، بیوشیمی گیاهی، زیست شناسی مولکولی گیاهی، بیوتکنولوژی، بیوانرژی و سوخت های زیستی طراحی شده است.

The world population is expected to increase to 9 billion by the year 2050 which will generate food and fuel shortages. Since it will be difficult to increase the land area under cultivation without serious environmental consequences, higher productivity for biomass is required. Improvement in photosynthetic efficiency would require increased knowledge and deeper understanding of :(a) the biosynthesis of photosynthetic membrane components such as hemes, chlorophylls, carotenoids, quinones, and lipids; (b) photosynthetic membrane apoprotein biosynthesis; (c) the biosynthesis and regulation of the assembly of pigment-apoprotein complexes; and (d) the complexities of carbon sensing, biosynthesis and allocation. These goals may be accomplished by bioengineering of chloroplasts with higher photosynthetic efficiency and superior adaptation to various stresses and/or alteration of the kinetic properties of the CO₂-assimilating enzyme, Rubisco. Advances towards this goal are addressed in this volume that will foster cooperation between biochemists and molecular biologists, scientists involved in photosynthesis research and biotechnologists involved in plant and plastid genomics and transformation. We envision future research to focus attention on "Chloroplast Bioengineering" as an integrated novel field of research. This book is designed for graduate students and researchers in chlorophyll metabolism, integrative plant biology, plant physiology, plant biochemistry, plant molecular biology, biotechnology, bioenergy and biofuels.