本书详细阐述了重金属污染生物修复的途径、手段和分子机制，并利用长期以来积累的实践经验，对重金属逆境胁迫重要的功能蛋白——谷胱甘肽合成酶在重金属污染生物修复中的作用进行了详细的叙述。

前言
1 重金属污染来源、现状及危害
1.1 重金属污染来源
1.2 重金属污染的现状
1.3 重金属污染的危害
1.4 重金属污染的特点
2 重金属污染的治理方法及机理
2.1 农业工程修复技术
2.2 物理化学修复技术
2.2.1 化学沉淀法
2.2.2 电化还原法
2.2.3 氧化还原法
2.2.4 化学吸附法
2.2.5 离子交换法
2.3 生物修复法
2.3.1 微生物修复
2.3.2 植物修复
2.3.3 动物修复
3 重金属污染的生物修复
3.1 微生物修复
3.1.1 通过微生物吸附来清除重金属
3.1.2 微生物对于重金属离子的生物富集
3.1.3 重金属抗性微生物的应用
3.2 植物修复
3.3 植物-微生物联合修复
4 重金属逆境胁迫
4.1 重金属逆境对微生物的影响及其调控机制
4.1.1 重金属离子及对微生物的毒害
4.1.2 微生物重金属抗性机制
4.1.3 二价金属离子在微生物体内的代谢机制
4.2 植物对重金属逆境的响应及其调控机制
4.2.1 植物重金属毒害
4.2.2 植物重金属胁迫耐受响应机制
4.2.3 重金属逆境响应蛋白
5 谷胱甘肽及其合成酶的研究进展
5.1 谷胱甘肽(GSH)的合成及调控
5.2 谷胱甘肽介导的植物重金属耐受性机制
5.3 谷胱甘肽合成酶的研究进展
5.4 谷胱甘肽合成酶研究实例分析
5.4.1 植物材料及逆境处理
5.4.2 相关试剂、载体、菌株及培养基
5.4.3 拟南芥总RNA的提取
5.4.4 拟南芥AtGCS和AtGS基因的克隆
5.4.5 嗜热链球菌StECS-GS基因的克隆
5.4.6 拟南芥AfGCS、AtGS及嗜热链球菌StECS-GS基因的克隆
5.4.7 拟南芥AtGCS、AtGS和嗜热链球菌StECS-GS基因序列分析
5.4.8 重金属逆境胁迫下Arabidopsis AtGCS、AtGS基因表达特性的研究
5.4.9 谷胱甘肽合成酶在镉、锌、铜重金属逆境中的作用
6 基因工程在生物修复中的应用
6.1 通过谷胱甘肽相关基因遗传操作来提高植物重金属耐性
6.2 谷胱甘肽合成酶基因拟南芥在重金属逆境生物修复分子机制中的比较研究
6.2.1 拟南芥植物材料重金属逆境处理
6.2.2 培养基及相关实验试剂
6.2.3 pENTR／SD／D-TOPO-AtGCS、AtGS、StECS-GS入门载体构建
6.2.4 pGWB2-AtGCS、AtGS、StECS-GS植物表达载体构建
6.2.5 拟南芥的遗传转化
6.2.6 转基因拟南芥植株的分子鉴定
6.2.7 转基因拟南芥植株的重金属耐受性分析
6.2.8 重金属含量测定
6.2.9 谷胱甘肽及植物螯合素含量测定
6.2.10 数据分析
6.3 谷胱甘肽合成酶基因入门载体的构建
6.4 谷胱甘肽合成酶基因植物表达载体的构建及鉴定
6.5 拟南芥的遗传转化及转基因植株的分子鉴定
6.6 转基因拟南芥植株的重金属耐受性分析及比较研究
6.7 转基因拟南芥植株对重金属富集能力的比较研究
6.8 转基因植株的GSH和PC含量的比较研究
6.9 重金属逆境下，谷胱甘肽合成酶在转基因拟南芥中的作用
7 重金属污染微生物修复的分子机制
7.1 相关菌株、载体和培养基的选择
7.2 微生物分子操作常用试剂
7.3 蛋白相关缓冲液
7.4 谷胱甘肽合成酶基因原核表达载体的构建及转化
7.4.1 目的基因片段扩增
7.4.2 DNA片段纯化
7.4.3 限制性内切酶酶切
7.4.4 连接及转化、鉴定
7.4.5 pETM-20：：ragP重组质粒的构建
7.4.6 大肠杆菌感受态的制备与转化
7.5 融合蛋白的表达与纯化
7.5.1 谷胱甘肽合成酶融合蛋白的表达与纯化
7.5.2 其他逆境相关融合蛋白的表达与纯化
7.5.3 外源重组蛋白的获得
7.6 SDS-PAGE电泳、染色及脱色
7.6.1 SDS-PAGE胶配制及电泳
7.6.2 考马斯亮蓝染色及脱色
7.7 重组大肠杆菌的重金属耐受性分析
7.7.1 重金属富集分析及细胞谷胱甘肽浓度测定
7.7.2 数据分析
7.8 大肠杆菌表达载体重组质粒的构建及鉴定
7.8.1 谷胱甘肽合成酶基因重组质粒的构建及鉴定
7.8.2 对照重组质粒构建及鉴定
7.8.3 重组质粒菌株转化及鉴定
7.8.4 谷胱甘肽合成酶融合蛋白在BL21中的表达与纯化
7.8.5 过量表达谷胱甘肽合成酶重组大肠杆菌的重金属耐受性
7.8.6 过量表达谷胱甘肽合成酶的重组大肠杆菌的重金属生物富集能力及细胞GSH水平
7.9 其他重金属抗性相关蛋白在重金属生物修复的分子机制中的对比研究
7.9.1 GST、GST—OsHSP90、GST一OsCATb融合蛋白的表达与纯化
7.9.2 GST、GST—OsHSP90、GST-OsCATb过量表达大肠杆菌的重金属耐受性分析
7.9.3 GST、GST-OsHSP90、GST-OsCATb过量表达大肠杆菌的重金属富集量及GSH含量
7.10 外源表达谷胱甘肽合成酶在重金属污染微生物修复机制中的重要作用
8 能源甜菜及其重金属生物修复潜力
8.1 能源植物种类
8.2 我国能源植物开发利用的现状

本书探讨了通过基因工程技术促进GSH在微生物和植物细胞内大量合成的方法，从分子水平上阐明谷胱甘肽合成相关酶的过量表达对于转基因生物重金属生物富集具有重要意义，揭示了转基因生物在重金属污染环境下的耐受性分子机制和重金属离子解毒机制。对微生物的重金属抗性机制、富集特性和机理的研究和提高微生物治理重金属污染的效果及微生物生物修复技术的发展有着重要的理论意义。