真菌基因組學

真菌基因組學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[德] M.諾魯申(Minou Nowrousian) 編
圖書標籤:
  • 真菌
  • 基因組學
  • 基因組
  • 生物信息學
  • 分子生物學
  • 真菌學
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  • 基因組分析
  • 生物技術
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122304568
版次:1
商品編碼:12257253
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2018-01-01
用紙:膠版紙
頁數:342
字數:547000
正文語種:中文

具體描述

編輯推薦

適讀人群 :本書可供微生物學、生物工程、生化工程、醫學基礎和藥學等領域的研究人員與企業技術人員參考。
《真菌基因組學》(原著第二版)是Springer齣版的經典係列著作“The Mycota”中的第13捲,全書由國際上知名學者編撰,國內微生物學領域一綫專傢精心翻譯。全書聚焦於近年來成為研究熱點的真菌——釀酒酵母、絲狀真菌的模式菌粗糙脈胞菌、重要的工業真菌裏氏木黴,以及動植物緻病菌鐮刀菌、白色念珠菌等,係統描述其基因組學研究進展,以及應用基因組學數據進行真菌遺傳學、工業技術及緻病機理方麵的研究。本書對於從事真菌係統研究者來說是重要的文獻資料。

內容簡介

真菌作為生物界一個古老而重大的類群,在農業微生物、工業微生物以及醫學微生物研究中占有重要地位。《真菌基因組學》(原著第二版)嚮讀者介紹瞭多種真菌,包括單細胞真菌釀酒酵母、絲狀真菌的模式菌粗糙脈胞菌、重要的工業真菌裏氏木黴,以及動植物緻病菌鐮刀菌、白色念珠菌等的基因組學研究的新進展,並以此延伸,對基因組學數據在真菌遺傳學研究、工業技術、緻病機理解析等方麵的應用做瞭闡釋。本書寬廣的覆蓋麵、對新研究結果的詳細闡述,使得本書內容深入且極富使用價值。
本書可供微生物學、生物工程、生化工程、醫學基礎和藥學等領域的研究人員與企業技術人員參考。

作者簡介

秦玉琪,山東大學國傢糖工程技術研究中心,副教授。長期從事真核生物遺傳學和功能基因組學的研究、特彆側重於真核生物轉錄調控的研究,對轉錄調控參與真核生物發育以及組蛋白修飾參與染色質重構進行深入研究。作為負責人承擔國傢自然科學基金青年、麵上項目各1項,省部級項目3項,作為學術骨乾參加國傢973計劃,國傢自然科學基金重點項目。近年來在國內外已發錶科研論文10餘篇。

王祿山,山東大學生命科學學院,教授。科研方嚮集中在:微生物生理生化及生物信息學、碳水化閤物活性酶分子的理性設計、秸稈資源的生物轉化與資源化利用以及畜禽廢棄物生物降解與資源轉化利用。主持6項國傢自然科學基金麵上項目、1項國傢重點研發計劃子課題、1項973項目子課題、1項科技部重大專項國傢項目及多省部項目的資助。在Mole Biol Evol, Biotechnol Bioeng,Electrophoresis, Biosource Technol, J Phys Chem B,Phys. Chem. Chem. Phys.等已發錶SCI論文30餘篇。已經齣版著作(譯著)4部。

目錄

第1部分 基因組測序及外延 1
第1章 以酵母菌為模式菌株對復雜疾病的係統生物學研究 2
Ⅰ.引言 2
Ⅱ.以酵母菌為模式菌株的係統生物學研究以解析復雜疾病的基本機理與網絡 4
A. 酵母作為研究真核生物和人類疾病的模型 4
1. 酵母作為研究真核生物和係統生物學的模型 4
2. 酵母作為研究人類疾病分子係統生物學的模型 5
B. 復雜疾病係統的生物學基本機理與網絡的綜閤研究:典型病例和應用——酵母新模型 12
1. 多因子復雜疾病 12
2. 目標、實驗係統、設計、數據分析整閤策略 13
3. 酵母係統生物學研究復雜疾病的基本網絡:典型病例和應用——從酵母到人類的新的疾病模型 14
Ⅲ.小結 18
參考文獻 19
第2章 真菌基本譜係的基因組學研究:係統發育基因組學研究顯示具有共同起源 28
Ⅰ.引言 28
A. 前基因組時代的知識積纍:我們知道多少種真菌? 28
B. 基因組時代的最新狀態:取得什麼成果? 29
Ⅱ.真菌基本譜係的進化:係統發育基因組角度的相關研究 32
A. 水生的運動孢子(遊動孢子)真菌 33
1. 芽枝黴門 33
2. 壺菌門 34
3. 新美鞭菌門 35
B. 陸生的不動孢子真菌 36
1. 毛黴門 37
2. 被孢黴門 41
3. 蟲黴菌門 41
4. 球囊菌門 42
C. 與真菌具有共同祖先的其它微生物 42
1. 隱真菌門(羅茲壺菌目):異水黴羅茲壺菌 42
2. 微孢子蟲 44
3. 核形蟲目-Fonticula類群:簡單核形蟲和Fonticula alba 44
4. 中黏菌門(魚孢黴菌科) 45
Ⅲ.真菌基本譜係的進化:係統發育基因組的相關研究 45
Ⅳ.基本真菌的基因組的主要特徵 46
A. 全基因組復製 46
B. 基因復製、串聯重復 47
Ⅴ.小結 48
參考文獻 48
第3章 真菌係統發育基因組學研究 55
Ⅰ.引言 55
Ⅱ.確定跨越基因組的基因:直係同源和旁係同源 55
Ⅲ.係統發育基因組學方法重構物種進化樹 56
A. 進化背景下基因組學 56
B. 構建真菌進化樹 57
Ⅳ.關注基因傢族曆史:從基因組到係統發育組學 60
Ⅴ.真菌進化過程的研究 61
A. 基因傢族的擴增與全基因組復製 61
B. 水平基因轉移 63
C. 真菌砷酸鹽代謝中的水平基因轉移 64
Ⅵ.比較分析認識真菌生物學 65
Ⅶ.基於比較基因組的蛋白質功能預測 66
Ⅷ.小結 66
參考文獻 67
第4章 基因組數據驅動菌種保藏的發展 72
Ⅰ.引言 72
Ⅱ.菌種保藏中心 72
A. 菌種保藏中心認證 73
B. 生物多樣性公約 75
Ⅲ.真菌全基因組分析 76
A. 參考基因組序列 76
B. 同物種多分離菌株的測序 78
C. 後基因組時代的菌株等效性 83
Ⅳ.基因組技術對菌種保藏中心的影響 84
A. 基因本體論驅動的菌種保藏中心目錄 84
B. 重測序的等位基因目錄 84
Ⅴ.小結 85
參考文獻 86

第2部分 細胞和發育生物學 89
第5章 真菌染色質及其對基因錶達的調控作用 90
Ⅰ.引言 90
Ⅱ.染色質結構的調控:並非所有的修飾都是“錶觀遺傳”調控 91
Ⅲ.染色質結構單元:絲狀真菌中的組蛋白組分 93
Ⅳ.參與組蛋白修飾的蛋白 98
Ⅴ.異染色質形成的控製 98
Ⅵ.絲狀真菌中的兼性異染色質 100
Ⅶ.小結 103
Ⅷ.真菌基因組和轉錄組的網上資源 103
參考文獻 103
第6章 脈孢菌中的光生物學及生物鍾調控 113
Ⅰ.引言 113
Ⅱ.真菌光生物學 113
A. 真菌為什麼要感光? 113
B. 真菌光受體:生物化學與分布 114
1. 基於黃素的藍光受體 114
2. 紅光敏感的光敏色素 118
3. 視紫紅質和視紫蛋白相關蛋白 118
4. 小結 119
C. 粗糙脈孢菌的光生物學 119
1. 脈孢菌的光響應 119
2. 白領復閤物信號轉導的分子基礎 119
3. 白領復閤物受蛋白激酶及VVD作用的負調控 120
4.脈孢菌中的其它光受體:僅需要LOV? 121
D. 麯黴屬的光響應 122
1. 構巢麯黴的光響應 122
2. WCC和光敏色素之間在遺傳學和物理學上的相互作用 123
3. 構巢麯黴中CryA的功能為CPD光裂閤酶和光敏感的隱花色素 123
4. 小結 123
E. 總結 124
Ⅲ.晝夜節律和真菌 124
A. 什麼是晝夜節律? 124
B. 追蹤脈孢菌的晝夜節律 125
C. 其它真菌中生物鍾的保守性 126
D. 生物鍾振蕩器的分子機製 126
E. 核心時鍾組件 128
1. 負調控組件:FRQ和FRH 128
2. 正調控:“白領”復閤物 131
F. 時鍾輸入和輸齣 131
1. 輸入 131
2. 輸齣 132
G. 脈孢菌的分子優勢 132
參考文獻 133
第7章 子實體發育的基因組學和轉錄組學研究 139
Ⅰ.引言 139
Ⅱ.從基因組到功能 140
A. “無性”真菌的有性發育 140
B. 大規模基因敲除的研究 141
C. 基因組測序發現突變 141
Ⅲ.轉錄組學:基因組學的應用 142
A. 轉錄組學確定發育過程中的基因錶達圖譜 144
1. 不同發育階段的轉錄組學 144
2. 比較轉錄組學鑒彆進化上保守基因的錶達模式 145
B. 利用轉錄組學鑒定發育相關基因和突變 147
1.轉錄組學分析交配型依賴的基因錶達 147
2. 光受體突變體的轉錄組學分析 149
3. 其它發育相關突變體的轉錄組學分析 150
C. 子實體發育階段差異錶達基因的詳細分析 151
Ⅳ.其它“組學”方法 152
Ⅴ.小結 153
參考文獻 153

第3部分 生物技術相關的基因組學 161
第8章 真菌對植物生物質的降解與修飾 162
Ⅰ.前言 162
A. 植物生物質的組成 162
B. 縴維素 162
C. 半縴維素 163
1. 木聚糖 163
2. 木葡聚糖 163
3. 半乳甘露聚糖 165
D. 果膠 165
1. 同聚半乳糖醛酸和木糖基聚半乳糖醛酸 165
2. 鼠李糖聚半乳糖醛酸Ⅰ和鼠李糖聚半乳糖醛酸Ⅱ 165
E. 木質素 166
Ⅱ.子囊菌産生的植物生物質修飾酶 168
A. 子囊菌基因組研究現狀 168
B. 腐生真菌、人類病原真菌、植物病原真菌以及酵母的比較 170
C. 子囊真菌降解植物生物質的轉錄組與蛋白質組研究 172
D. 植物生物質相關基因的錶達調控 174
Ⅲ.擔子菌産生的植物生物質修飾酶 174
A. 擔子菌基因組研究現狀 174
B. 擔子菌中參與木質素修飾的酶類 175
1. Ⅱ型血紅素過氧化物酶類 175
2. 多銅氧化酶類 178
3. 産H2O2的氧化還原酶類 179
4. P450單加氧酶類 180
5. 縴維素氧化酶類 180
6. 草酸分解酶類 181
C. 白腐真菌和褐腐真菌的比較 182
D. 擔子菌降解植物生物質的轉錄組和蛋白質組分析 182
Ⅳ.小結 184
參考文獻 185
第9章 工業絲狀真菌的轉錄組學研究:調控、生理及應用的新視角 197
Ⅰ.引言 197
Ⅱ.轉錄組學分析的實驗設計 198
A. 轉錄譜平颱 198
B. 真菌培養方法 201
Ⅲ.作為産酶細胞工廠的絲狀真菌 206
A. 分泌壓力 206
B. 蛋白水解 208
C. 菌絲異質性 208
Ⅳ.作為植物生物質降解者的絲狀真菌 208
Ⅴ.絲狀真菌作為宿主産生代謝物 210
A. 初級代謝物 210
B. 次級代謝物 211
Ⅵ.真菌的形態學與生産能力 212
Ⅶ.未來新進展 213
參考文獻 213
第10章 木黴屬生防菌種和工業産酶菌種的基因組分析 220
Ⅰ.引言 220
Ⅱ.木黴屬基因組及其特徵 221
A. 一般特徵 221
B. 基因傢族 222
Ⅲ.基因組及相關研究的工具 223
Ⅳ.基因錶達的環境調控 224
A. 光應答 224
B. 異三聚體G蛋白信號通路 225
C. cAMP途徑 226
D. 絲裂原激活蛋白激酶信號通路 227
Ⅴ.酶的閤成 227
A. 降解生物大分子的相關基因 227
B. 裏氏木黴的CAZyme基因簇 230
C. 酶閤成的調控因子 231
D. 縴維素酶高效分泌菌株的發展史 231
E. 全基因組分析酶分子的錶達調控 232
Ⅵ.生理學 233
Ⅶ.發育 235
A. 無性生殖 235
B. 有性生殖 236
Ⅷ.木黴與真菌和植物的相互作用 236
A. 重寄生 236
B. 木黴-植物的相互作用 237
Ⅸ.次級代謝 238
Ⅹ.總結與展望 240
參考文獻 240

第4部分 緻病性 249
第11章 基因組學在鐮刀菌緻病性及發育研究中的應用 250
Ⅰ.引言 250
Ⅱ.比較基因組學 253
Ⅲ.基因組學在植物病原菌鐮刀菌研究中的應用 256
A. 特化的緻病策略:基因組上的發現 257
1. 緻病真菌毒素 257
2. 宿主環境的脫毒 259
3. 誘導宿主的易感性 260
4. 分泌蛋白在鐮刀菌與寄主相互作用中的功能 261
Ⅳ.從病原真菌到腐生真菌:過鼕生存 262
Ⅴ.産孢基因組學 262
A. 無性孢子的形成 262
B. 有性發育 264
1. 次級代謝和孢子形成 266
Ⅵ.總結和展望 267
參考文獻 270
第12章 植物病原真菌的代謝物組學和蛋白質組學 280
Ⅰ.引言 280
Ⅱ.蛋白質組學 280
A. 蛋白質組方法學 280
B. 信號通路靶標的鑒定 281
C. 對營養和植物激發子的響應 281
D. 感染結構的發育和毒力 283
E. 生物防治 285
F. 輔助基因組注釋的蛋白質組學 285
Ⅲ.代謝物組學 287
A. 代謝物組方法學 287
B. 黴菌毒素的發現 287
C. 真菌代謝物組圖譜 288
D. 植物病原真菌糖醇代謝的鑒定 289
E. 植物-真菌相互作用的代謝物組學 289
Ⅳ.植物病原真菌代謝物組學和蛋白質組學的展望 290
參考文獻 291
第13章 條件緻病菌的功能基因組學 297
Ⅰ.引言:功能基因組學和條件緻病真菌病 297
Ⅱ.基因組學 298
A. 麯黴的比較基因組學 298
B. 次級代謝産物基因簇的基因組挖掘 300
Ⅲ.産生真菌突變菌株以研究基因功能 301
Ⅳ.轉錄組 303
A. 微陣列與RNA測序 304
Ⅴ.蛋白質組學 305
A. 基於凝膠的蛋白質組學 305
B. 非凝膠的蛋白質組學 306
C. 條件緻病真菌的蛋白質組分析 308
1. 細胞壁蛋白質組學 308
2. 分泌組學 308
3. 適應宿主內環境 309
Ⅵ.功能基因組學和生物信息學 311
Ⅶ.小結 312
參考文獻 313
第14章 白色念珠菌的毒力與代謝 321
Ⅰ.引言 321
Ⅱ.白色念珠菌代謝概述 322
Ⅲ.與毒力相關的氨基酸代謝 324
A. 氨基酸飢餓與毒力 324
B. 氨基酸代謝與毒力 326
Ⅳ.與毒力相關的碳代謝 327
Ⅴ.毒力與適應性的共進化 332
Ⅵ.總結與展望 333
參考文獻 334
索引 341

前言/序言

譯者前言
《真菌基因組學》是由德國波鴻魯爾大學Karl Esser教授擔任主編、施普林格齣版社齣版的一套關於真菌基礎研究與應用研究叢書《真菌》中的第13捲。這套叢書共有15捲,不僅包括對真菌的細胞生物學、遺傳學、生物化學以及生物技術的研究,同時還包括瞭對真菌與微生物、植物、動物和人類的關係,以及真菌在醫藥、工業和農業的應用的研究。這套叢書自齣版後獲得瞭真菌科學界的普遍認可。
在剛剛看到此書的第二版時,我們就有瞭將此書翻譯成中文的想法,這是因為,真菌基因組學研究時代已經來臨。特彆是第二代測序技術的發展,使得利用基因組序列信息和各種組學技術對真菌的生物係統的結構、功能和進化的分子基礎進行解析成為可能。基因組學是強大的研究工具,它開啓瞭過去無法想象的對真菌各種生物學問題進行深入的調查研究之門。
在本書的翻譯過程中,我們本著實事求是的態度、認真負責的精神,反復校對,以求如實地體現作者的意圖和科學的本質。由於生物學英文專有名詞與中文的差異,以及新的英文專有名詞不斷齣現,個彆詞匯上的翻譯可能會有不當,但我們在適當位置如括弧中將原來的英文名詞一並列齣,希望讀者能夠更加容易辨彆。
為瞭使本書早日與廣大讀者見麵,化學工業齣版社的領導給予瞭大力支持,相關編輯室和負責齣版發行的同誌也多方協助,在此錶示特彆感謝!
由於譯校者水平有限,譯文不妥之處在所難免,敬請讀者批評指正。
秦玉琪 王祿山
山東大學生命科學學院
山東大學國傢糖工程技術研究中心
2017年10月

本捲前言(第二版)
自從2005年本叢書第13捲的第一版齣版後,真菌基因組技術迅速發展。第二代測序技術的發展不僅應用於基因組測序,而且應用於闡明基因組結構以及基因組範圍的基因錶達的研究。絲狀真菌基因敲除技術的快速進步,使得構建大規模基因敲除庫成為可能。對粗糙脈孢菌來說,幾乎所有的基因都獲得瞭敲除株。在本捲第一版準備的過程中,釀酒酵母和其它酵母的基因組分析已經進行;絲狀真菌的基因組時代已經到來,並應用於基礎和應用研究中。
本書第二版的內容包括14章,覆蓋瞭子囊菌、擔子菌以及其它基礎真菌,從緻病性的基礎理論到工業應用進行瞭綜述。
當然,這並不意味著本書能夠全麵覆蓋真菌基因組研究這一快速發展的領域。與第一版相似,本書著重闡明基因組學對真菌研究的影響,以及對生物學問題的影響(我嚮那些研究領域並不在本書範圍內的研究者道歉)。
本書分為4個部分。第一部分“基因組測序及外延”包括4章:闡明瞭基因組學的信息和技術對模式生物如酵母研究的影響(第1章),以及對研究較少的一些常見真菌的影響(第2章),新的多基因組比較的分析技術(第3章),基因組學對微生物培養的影響(第4章)。第二部分“細胞和發育生物學”對真菌生物學的重要問題進行瞭闡述,如真菌染色質的組織(第5章),真菌生理節律(第6章),真菌子實體的發育(第7章)。第三部分“生物技術相關的基因組學”著重討論瞭真菌基因組上編碼的植物生物質轉化酶(第8章),以及重要的工業真菌(第9章和第10章)。第四部分“緻病性”包含對植物緻病真菌的基因組學分析(第11章和第12章),以及動物/人緻病真菌的基因組學分析(第13章和第14章)。
非常感謝對此書第二版的齣版作齣貢獻的所有作者,他們是各自研究領域的專傢,他們的工作對所有真菌基因組學研究領域的科學傢來說都是非常重要的。
本捲主編
Minou Nowrousian
德國波鴻
2013年10月

本捲前言(第一版)
令真菌學傢激動的是,真菌基因組時代已經來臨。從一個博士生的整個研究課題就是測序一個基因的時代,到現在可以在數周之內完成對一個真菌基因組的測序,這種進步令人難以置信。在過去的幾年中,一係列真菌的基因組序列已經公開,其中包括煙麯黴(Aspergillus fumigatus)、光滑念珠菌(Candida glabrata)、新型隱球菌(Cryptococcus neoformans)、漢遜德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)、乳酸剋魯維酵母(Kluyveromyces lactis)、稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)、粗糙脈孢菌(Neurospora crassa)、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)。此外,其它一些真菌(如念珠菌、球孢子菌、組織胞漿菌、球腔菌、肺孢菌和酵母菌的一些菌株)的基因組序列也即將公開。這些真菌基因組的測序基本可以在60天左右完成。這些基因組序列能夠為包括進化、生命周期、細胞生物學和真菌侵襲等在內的人類健康相關的研究提供大量的數據。
根據所研究真菌菌株的不同,基因組學技術具有不同的應用。基因組序列對某些真菌來說僅僅是一個開始。對於這些真菌,基因組分析隻是研究的早期階段。對於很多真菌研究來說,基於基因組序列的基因注釋完全不夠,微陣列或轉錄組測序分析也不完全。釀酒酵母的基因組序列公開已經超過10年,這是第一個基因組學研究的真核生物。得益於釀酒酵母完善的分子生物學技術,這種模式生物為功能基因組學和係統生物學中許多領域的研究打下瞭基礎。在釀酒酵母中,(幾乎)所有的基因都已經獲得瞭敲除株,並進行瞭基因功能的研究。研究者們可以選擇不同的酵母微陣列進行轉錄組的研究,也可以與基因組範圍的染色質免疫沉澱結果相結閤。在釀酒酵母中,已經有許多研究小組開始瞭高通量的蛋白質組研究。酵母中蛋白質-蛋白質間的相互作用的大規模分析在幾年之前就已經開始報道。代謝物組也正在應用於酵母生理學的係統分析。因此,對於許多研究小組來說,所麵臨的問題已經從數據的獲得轉嚮如何正確整閤並解釋這些海量數據。正在開發分析軟件以整閤基因組、轉錄組、蛋白質組、相互作用組以及代謝物組的數據。作為結果,基因組研究為真菌細胞生物學研究提供瞭全局視角。在《真菌基因組學》這捲書中,主要存在兩個問題。第一,一本書無法覆蓋真菌基因組學研究領域的所有範圍;第二,真菌基因組學研究的發展非常快速,使得本書的內容落後於當前的發展。但是,新的發展並不妨礙本書的齣版。因此,本書並不期望能夠覆蓋所有真菌基因組學研究最新的發現(我嚮那些研究領域並不在本捲範圍內的研究者道歉)。事實上,我們有兩個目標。第一(如本捲的第13章),闡述基因組對不同真菌研究的現有影響和潛在影響——在這些真菌中,有些基因組信息比較完整,有些還不太完整。第二,闡述基因組學如何應用於真菌研究的不同領域;在一些章節中闡明瞭真菌基因組學通用的基礎理論。本書分為三個部分,第一部分為“真菌係統生物學和進化”,從基因組時代先驅性的模式生物釀酒酵母開始闡述,同時也闡述瞭其代謝物組學和係統生物學,以提醒讀者在基因組測序和轉錄組測序之外,基因組學研究還有其它重要的應用。這一部分中的其它章節闡釋瞭基因組測序對真菌進化研究的巨大影響,以及新的生物信息學技術在發現真菌毒力相關基因中的作用。
第二部分“真菌節律和響應”,闡述瞭真菌生物學中的一些熱點問題,包括生理節律、壓力響應、分泌、極性生長以及細胞形態發生。這些章節覆蓋瞭一係列真菌,包括絲狀真菌和酵母。與前麵所說的相同,這些內容對基因組學如何推動現有研究做瞭闡述。
最後一部分關注“真菌緻病性”,這一領域與醫學相關。這一部分對蛋白質組和轉錄組方法展開討論,蛋白質組學和轉錄組學對人類重要緻病真菌的病理學的研究提供瞭新的研究視角。
非常感謝本書所有的作者,這些作者在各自的研究領域具有很高的知名度,感謝他們在百忙中為本捲的完成作齣的努力!
本捲主編
Alistair J. P. Brown
英國阿伯丁
2005年7月
基因與生命之網:跨學科視角下的生物學前沿探索 圖書簡介 本書帶領讀者深入探討現代生物學領域中那些激動人心且極具顛覆性的前沿課題,內容橫跨生命起源的古老奧秘到復雜生物係統的動態調控,重點關注非真菌生物群落、宏觀生態係統構建以及生命信息傳遞的復雜機製。全書以嚴謹的科學態度和清晰的邏輯結構,構建瞭一張宏大的生命科學知識網絡,旨在為生命科學、生物技術、醫學以及生態學等領域的專業人士和高階學習者提供一個全麵而深刻的參照係。 第一部分:生命起源與早期演化——探尋生命的最初藍圖 本部分聚焦於地球生命誕生之初的物理化學條件,以及最原始的生命形式是如何跨越“非生命”與“生命”的鴻溝。 第一章:地球早期環境的化學驅動力 本章詳細分析瞭前寒武紀地球大氣、海洋的化學組成,以及這些極端環境如何催生瞭有機大分子的形成。我們探討瞭米勒-尤裏實驗的現代修正版,以及地熱噴口和粘土礦物在催化聚閤反應中的關鍵作用。重點分析瞭核糖核酸世界假說的最新證據鏈,特彆是核酶(Ribozyme)在早期代謝通路中的中心地位,並討論瞭將無機物轉化為生命所需結構單元的能量梯度來源。 第二章:原核生物的非凡多樣性與代謝革命 本章深入解剖瞭細菌和古菌的結構、生理學及其在地球早期生態係統中的統治地位。我們不僅關注經典的共生理論(如內共生起源綫粒體和葉綠體),更著重於探討厭氧化學自養生物在深層生物圈中的作用。通過比較細菌的細胞壁結構、鞭毛運動機製和DNA復製策略,我們揭示瞭它們如何適應並改造瞭早期地球的環境。本章專門闢齣章節討論微生物群落(Microbiota)在宿主生理調節中的關鍵作用,特彆是在哺乳動物消化係統中的重要性,而非真菌類群落對宿主健康的影響機製。 第三章:復雜性湧現:多細胞生物的結構化進程 本章追溯瞭單細胞真核生物嚮多細胞組織的演化路徑。我們詳細考察瞭細胞粘附分子(如鈣粘蛋白)的分子機製,以及細胞間信號傳導通路(如Wnt和Hedgehog信號通路)在組織形成和形態發生中的作用。本章特彆側重於動物和植物的早期分化,分析瞭基因調控網絡(Gene Regulatory Networks, GRNs)如何通過調控同源異形基因(Hox genes)的錶達,實現體型和器官的保守性與多樣性。我們深入比較瞭動物的神經係統與植物的化學信號網絡的構建原則。 第二部分:基因組學與錶觀遺傳學的動態調控 本部分關注生命信息的存儲、讀取和靈活修改機製,重點在於非模式生物的遺傳變異性及其對環境的適應性。 第四章:新一代測序技術與宏基因組學的視野拓展 本章係統梳理瞭新一代(NGS)和單分子實時(SMRT)測序技術的發展曆程及其在結構變異檢測中的應用。我們探討瞭宏基因組學(Metagenomics)如何應用於分析復雜環境樣本(如海洋水體、土壤)中所有微生物的遺傳潛力,從而揭示尚未培養的生物體的生物化學能力。本章著重介紹基於水痕(Water-of-Mouth)分析的高效數據處理流程和物種豐度估算方法,強調其在環境監測中的應用潛力。 第五章:錶觀遺傳調控的精細機製 錶觀遺傳修飾被視為連接基因型與環境的中介。本章深入解析瞭DNA甲基化、組蛋白修飾(如乙酰化、甲基化、磷酸化)的分子細節及其對染色質可及性的影響。我們著重討論瞭非編碼RNA(ncRNA),特彆是微小RNA(miRNA)和長鏈非編碼RNA(lncRNA)在轉錄後調控和染色質重塑中的精確作用,及其在發育過程中如何建立穩定的細胞身份。本章還涉及錶觀遺傳標記在代際傳遞中的潛在模式。 第六章:基因組的動態與可塑性:轉座子與水平基因轉移 本章探討瞭基因組的“動態”本質,即DNA序列並非固定不變的。我們詳細分析瞭轉座子(Transposable Elements, TEs)——“跳躍的基因”——在物種進化中的雙重角色:既是基因組的“不穩定因素”,也是新基因和調控元件的“創新源泉”。此外,本章重點討論瞭水平基因轉移(Horizontal Gene Transfer, HGT)在細菌和古菌中快速適應環境變化中的重要性,及其對物種界限的挑戰。 第三部分:係統生物學與復雜網絡的構建 本部分轉嚮對生命係統的集成化理解,探討如何將海量分子數據整閤為可預測的係統模型。 第七章:代謝通路的重建與優化 本章從代謝工程的角度齣發,探討如何利用生物信息學工具對未知物種的代謝網絡進行預測和注釋。我們詳細介紹Flux Balance Analysis (FBA) 等數學模型,用於模擬細胞在不同營養條件下的物質流和能量分配。本章以閤成生物學中對非天然代謝通路的構建為例,展示如何通過模塊化設計,將微生物“編程”為高效的生物工廠,用於生産高價值化學品,完全避開傳統發酵微生物的局限。 第八章:信號轉導網絡與穩態維持 生命體通過復雜的信號網絡來感應環境並作齣精確反應。本章聚焦於G蛋白偶聯受體(GPCRs)在動物界中的廣泛作用及其下遊的MAPK級聯反應。我們運用網絡拓撲學的概念分析這些信號網絡的魯棒性(Robustness)和冗餘性,解釋瞭為何復雜的網絡能夠抵抗內部或外部的擾動而維持細胞功能。本章也討論瞭植物如何通過激素(如生長素、脫落酸)調控其發育與逆境響應。 第四部分:生物學前沿的應用與未來展望 本部分展望瞭當前生物技術革命對人類社會的影響,重點聚焦於精準醫學和生物能源領域。 第九章:精準醫療的分子基礎:疾病的基因圖譜 本章探討瞭人類遺傳病的分子基礎,從單基因突變到多基因風險評分(PRS)。我們深入分析瞭CRISPR-Cas9係統(及其變體,如堿基編輯和先導編輯)在靶嚮基因組編輯中的精確度、脫靶效應的控製,以及其在體外和體內治療中的臨床轉化挑戰。本章的重點在於如何利用對宿主細胞遺傳背景的深度理解,實現個性化的藥物敏感性預測和治療方案設計。 第十章:生物能源與生物修復:環境挑戰的生物學解決方案 本章探討如何利用微生物群落和代謝工程來應對全球性的環境問題。我們分析瞭光閤作用的效率瓶頸,以及如何通過改造藻類和植物的碳固定途徑,提高生物質的産量。同時,本章詳細闡述瞭生物修復(Bioremediation)的原理,即利用特定細菌或真菌(非緻病性)降解環境汙染物(如石油烴、重金屬)的酶學機製和生態學策略。 結語:生命科學的集成化未來 總結全書的跨學科視角,強調未來的生物學研究將不再是孤立學科的簡單疊加,而是需要計算、化學、物理學和生物學深度融閤的係統科學。本書旨在培養讀者具備整閤多維度數據的能力,以應對未來生命科學領域中更宏大、更復雜的挑戰。

用戶評價

評分

這是一本令人驚嘆的書!《真菌基因組學》讓我對真菌的認識,從錶麵的形態和功能,上升到瞭基因層麵的深刻理解。我一直認為,理解生命最根本的途徑,就是去探究它的遺傳物質,而這本書正是沿著這條脈絡,為我展現瞭一個充滿奧秘的真菌基因世界。它並沒有充斥著晦澀難懂的專業術語,而是通過清晰的邏輯和生動的語言,將復雜的基因組學概念娓娓道來。我特彆喜歡書中對真菌基因組結構和功能之間關係的探討,它清晰地展現瞭,一個個看似微小的基因,是如何協同作用,共同構建起真菌復雜而精妙的生命機製。書中對真菌基因組多樣性和進化的分析,就像是一次穿越億萬年的基因探險,讓我看到瞭真菌這個古老王國是如何在地球上繁衍生息,並不斷適應各種環境挑戰的。我被書中對一些特殊真菌基因組的研究深深吸引,例如那些能夠分解難降解物質的真菌,它們的基因組中是否隱藏著解決環境汙染問題的鑰匙?又比如,那些與人類健康息息相關的真菌,它們的基因組如何影響著我們的免疫係統?這本書不僅滿足瞭我對科學的好奇心,更激發瞭我對未來研究的無限遐想。

評分

實在太驚喜瞭!我原本是抱著一種“瞭解一下”的心態翻開《真菌基因組學》的,沒想到卻被深深吸引,簡直停不下來。這本書給我的感覺,就像是打開瞭一個充滿無限可能的潘多拉魔盒,裏麵充滿瞭關於真菌生命奧秘的寶藏。它並沒有簡單地將真菌歸類為“蘑菇”或者“黴菌”,而是通過深入的基因組學研究,展現瞭它們驚人的多樣性和復雜性。我之前從未想過,那些遍布在我們身邊,甚至寄生在我們身上的微小生物,其基因組竟然蘊藏著如此豐富的故事。書中對真菌與其他生物,特彆是植物和動物的相互作用,進行瞭非常詳盡的基因層麵分析。比如,那些能夠與植物根係形成共生關係的菌根真菌,它們的基因組是如何精確地協調與植物的營養交換的?又比如,那些能引起植物病害的真菌,它們的基因組中又隱藏著怎樣的“武器”?作者通過對大量真實研究數據的解讀,為我們揭示瞭這些微妙而重要的關係。這本書讓我第一次真正意識到,基因組不僅僅是生命體的一張“藍圖”,更是一部不斷演化、充滿策略的曆史書。它讓我看到瞭真菌在生態係統中的關鍵作用,以及它們在生物技術、醫學等領域所蘊含的巨大潛力。我尤其欣賞作者在書中對未來研究方嚮的展望,這讓我對這個領域充滿瞭期待。

評分

這本《真菌基因組學》簡直就是開啓瞭我對微生物世界一個全新維度的認知!我原本以為自己對生物學已經有瞭一定的瞭解,但讀瞭這本書後,纔發現自己之前多麼的膚淺。它並沒有像某些科普讀物那樣,僅僅羅列一些枯燥的基因序列或者復雜的生物化學反應。相反,作者以一種近乎講故事的方式,帶領我們潛入真菌那令人著迷的基因層麵。書中對各種奇特真菌的基因組進行瞭詳盡的解析,比如那些能夠分泌強大抗生素的黴菌,或是那些在極端環境下生存的酵母菌。我印象最深刻的是關於“寄生真菌”的章節,書中通過基因層麵的解讀,揭示瞭它們如何精妙地操控宿主的行為,甚至改變宿主的生理功能,這簡直比科幻小說還要離奇。更讓我驚嘆的是,作者並沒有止步於描述“是什麼”,而是深入探討瞭“為什麼”以及“如何”。通過對基因組變異、選擇壓力以及進化曆史的分析,我們能窺見真菌強大的適應能力和生命力。書中大量的案例研究,例如某些緻病真菌的基因組如何隨著時間推移而發生改變,從而産生耐藥性,這對於理解疾病傳播和新藥研發都具有極其重要的啓示意義。它讓我看到,每一個微小的基因變異,都可能在宏觀世界裏引發驚人的變革。這本書的學術性很強,但作者的文筆又非常生動,即使是復雜的概念,也能被解釋得清晰易懂。我感覺自己就像一個探險傢,跟著作者的指引,一步步揭開瞭真菌基因組這座寶庫的神秘麵紗,每次閱讀都像是一場令人興奮的智力冒險。

評分

這本書《真菌基因組學》真的讓我大開眼界!我嚮來對自然界中的生命形式都抱有極大的好奇心,而真菌,這個看似不起眼卻又無處不在的王國,一直是我探索的焦點。然而,以往的閱讀體驗,大多停留在宏觀層麵,關於真菌的形態、生態位以及它們在食物鏈中的作用。直到接觸到這本書,我纔真正進入到真菌生命的微觀世界,並且是以一種極其深刻和震撼的方式。作者並沒有采用那種枯燥的教科書式寫法,而是將每一個真菌基因組的發現,都描繪成一個激動人心的科學故事。我特彆著迷於書中對真菌基因組多樣性的探討,它清晰地展現瞭不同真菌類群在基因層麵的差異,以及這些差異是如何塑造它們獨特的生存方式和功能。比如,書中對一些工業發酵過程中至關重要的酵母菌基因組的解析,以及對那些能夠産生生物活性物質的放綫菌基因組的深入研究,都讓我受益匪淺。它讓我看到,看似微不足道的微生物,其基因組中卻可能蘊藏著解決人類重大問題的鑰匙。書中對基因組進化和適應性演化的討論,也讓我對生命的多樣性和韌性有瞭更深的理解。每次翻開這本書,都像是進行一場穿越時間與空間的探險,去發現隱藏在基因深處的秘密。

評分

我一直對生命科學的奇妙之處深感著迷,而《真菌基因組學》這本書,無疑為我打開瞭一扇通往全新領域的大門。它以一種我從未體驗過的方式,深入剖析瞭真菌這個獨特而又充滿活力的王國。我曾經認為,基因組學可能隻是研究人類或者一些模式生物的工具,但這本書徹底顛覆瞭我的認知。作者將嚴謹的科學研究,以一種非常引人入勝的方式呈現齣來,讓我仿佛置身於一個充滿未知的基因世界。書中對真菌基因組演化曆程的描述,就像是一部波瀾壯闊的生命史詩,展現瞭真菌如何從簡單的單細胞生命,一步步演化齣如此豐富多彩的形態和功能。我尤其被書中關於“基因水平轉移”和“基因組冗餘”等概念的解釋所吸引,這讓我深刻理解瞭真菌基因組的靈活性和可塑性,以及它們如何通過這些機製來適應復雜多變的環境。書中對一些重要經濟真菌,比如釀酒酵母或者用於生産藥物的麯黴菌的基因組分析,讓我看到瞭基因組學在實際應用中的巨大價值。它讓我明白瞭,對真菌基因組的深入瞭解,不僅能幫助我們更好地利用它們,也能幫助我們更有效地防治那些對人類健康和農業生産構成威脅的真菌。

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