目錄
前言1
第1章基因組學在發現與檢測海洋生物多樣性中的應用
1.1全球視野下的海洋生物多樣性與基因組學
1.1.1海洋生物多樣性:結構與功能成分
1.1.2海洋生物多樣性的本質
1.1.3實踐和理論的進步
1.2海洋生物多樣性的分子生物學鑒定
1.2.1對微生物群落多樣性和功能的分析
1.2.2介於微生物和後生動物之間的生物:真核原生生物
1.2.3小型底棲動物群落的多樣性和生態分析
1.2.4DNA條形碼和漁業
1.2.5海洋係統中的幼蟲
1.3海洋生物多樣性和生態係統功能
1.3.1新環境中的微生物
1.3.2生態係統進程中微生物之間的關係
1.3.3環境變化與微生物多樣性
1.4結束語
參考文獻
第2章宏基因組分析
2.1前言
2.2宏基因組學的曆史和應用
2.3宏基因組分析的技術挑戰
2.3.1宏基因組研究策略
2.3.2富集策略
2.3.3基因組DNA的分離純化
2.3.4基因組DNA的擴增
2.3.5宏基因組文庫的構建和分析
2.3.6不依賴文庫的宏基因組分析
2.4生物信息學在宏基因組分析時麵臨的挑戰
2.4.1數據組裝與閤並
2.4.2基因預測
2.4.3功能注釋
2.4.4基於網絡的注釋流程
2.4.5注釋係統的本地安裝
2.4.6高多樣性環境的淺度測序和短讀長技術
2.4.7比較宏基因組學結果展示
2.5展望
參考文獻
第3章種群結構和環境適應性研究中的基因組學技術及其研究進展
3.1技術
3.1.1DNA和RNA研究:EST文庫
3.1.2DNA研究:微衛星
3.1.3DNA研究:單核苷酸多態性(SNP)
3.1.4DNA研究:擴增片段長度多態性(AFLP)
3.1.5DNA研究:高通量測序
3.1.6DNA和RNA 研究:目標基因分析
3.1.7DNA研究:條形碼技術
3.1.8RNA研究:微陣列或基因芯片
3.1.9RNA 研究:Q-PCR
3.2種群基因組學
3.2.1分析:選擇、局限性和注意事項
3.3種群基因組學在海洋環境中的實際應用
3.3.1海洋中的擴散:從幼體發育到本地適應和物種形成的過程
3.3.2海洋生物入侵:用基因組學方法研究入侵物種
3.3.3揭示水産養殖種群中雜種優勢的遺傳基礎
3.3.4基因多樣性和種群適應性
3.4錶達研究和環境基因組學
3.4.1棲息地範圍的定義:生物地理學
3.4.2基因芯片:識彆與適應性有關的生化通路
3.4.3基因組的可塑性與季節波動
3.4.4對極端環境的適應
3.5總結和展望
參考文獻
第4章動物係統發育:基因組有很多話要說
4.1引言
4.2動物係統發育的起源
4.2.1以前的策略是基於體腔進化的假設
4.2.2通過分支係統分析法篩選更多的特徵
4.2.3小核糖體RNA基因和動物係統發生的新觀點
4.2.4新觀點的局限性
4.3係統基因組學的優缺點
4.4係統基因組學解析動物親緣關係
4.4.1真體腔動物分類的爭議和分類取樣的重要性
4.4.2係統基因組學是否可以解釋動物親緣關係
4.5後生動物親緣關係的係統基因組框架圖
4.5.1挑戰根深蒂固的分類:後口動物
4.5.2毛顎動物門歸入兩側對稱動物進化樹
4.5.3阿剋爾扁形蟲是最原始的兩側對稱動物嗎?
4.5.4更深入的原口動物親緣關係研究
4.6總結:動物係統發育的前景
參考文獻
第5章後生動物的復雜性
5.1復雜性的途徑
5.2領鞭毛蟲類:後生動物的多細胞進化
5.3海綿動物的進化:體軸、細胞類型和皮層
5.4絲盤蟲:生而簡單還是高度簡化
5.5刺胞動物:身體簡單,基因復雜
5.5.1海葵基因組
5.5.2刺胞動物 BMP 模式和兩側對稱的背—腹軸的進化
5.5.3刺胞動物 Hox 基因和前後軸的演化
5.5.4刺胞類與兩側對稱動物體軸的同源性比較
5.5.5刺胞類中胚層的演化
5.5.6刺胞動物“神秘的”復雜性
5.6蛻皮動物:現有係統之外的動物
5.7冠輪動物:引齣新觀點的進化分支
5.8海兔:從神經迴路到神經轉錄組學
5.9沙蠶:祖先細胞的復雜性和基因組特徵
5.10可變剪接:調節基因組復雜性的基本層麵
5.11海膽:後口動物基部意想不到的功能類群
5.12文昌魚和脊索動物原型
5.1.3海鞘:發育過程中的改變和不變
5.1.4展望
參考文獻
第6章海洋藻類基因組
6.1什麼是藻類?
6.2為什麼說藻類是有趣的?
6.3內共生學說和藻類的起源
6.4藻類和海洋生態係統
6.4.1地球演化中浮遊生物的多樣性
6.4.2藻類:浮遊植物中的重要成分
6.4.3基於高通量測序技術對浮遊生態係統的探索
6.4.4浮遊生態係統的多樣性和動態性
6.4.5基於生物個體途徑探索浮遊藻類生物學
6.4.6巨藻基因組
6.5展望
參考文獻
第7章基因組學技術在水産養殖與漁業上的應用
7.1前言
7.2基因組學技術和資源
7.2.1遺傳連鎖圖譜
7.2.2輻射性雜交(RH)作圖
7.2.3基於BAC的物理圖譜
7.2.4高質量基因組圖譜
7.2.5功能基因組學技術
7.3基因組學技術在水産生物育種和繁殖研究中的應用
7.4基因組學技術在水産生物生長和營養研究中的應用
7.4.1前言
7.4.2與肌肉生長相關的骨骼肌轉錄變化
7.4.3外界因素影響下的骨骼肌轉錄組變化
7.4.4基因組學技術在肝功能研究中的應用
7.4.5結論與展望
7.5基因組學技術在海産品質量和安全研究中的應用
7.5.1影響海産品質量的各種因素
7.5.2基於基因組學和蛋白質組學方法評價魚類肉質
7.5.3其他質量性狀
7.5.4海産品安全
7.5.5海産品的品種認定和溯源
7.6基因組學技術在宿主—病原體相互作用研究中的應用
7.6.1魚類的宿主—病原體相互作用
7.6.2宿主免疫反應的轉錄組特徵
7.6.3遺傳連鎖圖、RH作圖和物理圖譜如何闡明魚—病原體的
相互作用
7.6.4貝類宿主—寄生蟲的相互作用
參考文獻
第8章海洋生物技術
8.1海洋生物技術概覽
8.2基因組學如何影響海洋生物技術
8.3通過微生物群落宏基因組、單個物種的全基因組及數據挖掘來
擴充基因資源
8.3.1全基因組
8.3.2宏基因組不斷增長的貢獻
8.4海洋生物技術在發現天然産物、新藥物和白色生物技術中
的應用
8.4.1病毒
8.4.2古細菌和細菌
8.4.3藻類
8.4.4藻類用於生産生物柴油
8.4.5藻類用於生産酒精
8.4.6藻類用於生産氫氣
8.4.7藻類用於生物質發酵
8.4.8海洋基因組和藻類燃料
8.4.9藻類細胞工廠
8.4.10海洋真菌
8.4.11後生動物
8.4.12結論
參考文獻
第9章實踐指南:基因組學技術及其在海洋生物學方麵的應用
9.1序列數據産生
9.1.1經典基因組測序技術
9.1.2第二代測序技術
9.1.3其他新的高級DNA測序方法
9.1.4結論
9.2生物信息學應用數據管理
9.2.1數據建模和存儲
9.2.2數據訪問
9.2.3常用的文件格式
9.3DNA 序列分析
9.3.1EST 分析
9.3.2基因預測
9.3.3基因組注釋及其他
9.3.4比較基因組學和功能分類
9.3.5主要公共序列數據庫和其他資源
9.4基於高通量技術的轉錄組分析
9.4.1微陣列技術的基本原理
9.4.2基因錶達分析
9.4.3數據共享和公共數據資源庫
9.4.4基因錶達分析章節的總結
參考文獻
詞匯錶
前言
基因組學(genomics)可定義為研究基因組(genome)結構、功能與多樣性的科學,而基因組則是某一特定生物包含的所有遺傳信息的總稱。基因組學方法與傳統生物學方法的主要差彆在於研究的規模,因為基因組學的目標在於廣泛分析大量的基因,甚至可能涉及組成基因組的全套基因,而不再局限於一個或少量基因。因此,很難定義傳統生物學方法終止和基因組學方法起始的界限,甚至可能暗示這兩種方法之間不存在本質的差彆。這是一種極端的看法,然而從本書闡明的例子來看,對適用於基因集分析的高通量研究方法的發展訴求,極大地促進技術進步,也導緻探索生物學新方法的開發。
基因組學是一門新學科,起始於最初嘗試通過測定基因組DNA序列或大量的cDNA序列來獲得單個物種的大規模測序數據。早期的測序過程花費昂貴,因此研究者主要將精力集中在包括大腸杆菌(Escherichia coli)、酵母(Saccharomyces cerevisiae)、綫蟲(Caenorhabditis elegans)、果蠅(Drosophila melanogaster)和擬南芥(Arabidopsis thaliana)等在內的模式生物上。這些生物大量序列數據的獲得促進瞭其他基因組學研究工具的發展,譬如微陣列係統就可用來分析基因的錶達和序列標識的突變體等。
這些早期基因組研究的模式生物並不代錶海洋生物,因此對海洋生物的生物學、生態學和演化曆史等的研究遠遠落後於基因組學方法在幾種陸地模式生物中的應用程度。近些年來這種狀況有所改觀,主要基於DNA測序費用的大幅下降以及對大數據分析能力的提高。測序花費的下降不僅使得基因組學方法應用於更多更廣的生物種類,而且也開啓瞭包括應用創新性測序方法的宏基因組學和宏轉錄組學在內的諸多全新的基因組學研究領域。海洋生物學一直處在這些新應用領域的前沿。
基因組學研究方法正廣泛應用於解決海洋生物學的眾多難題,諸如通過探索海洋生物眾多的係統發育多樣性來研究發育過程的進化,探討在全球的地球化學循環中發揮重要作用的海洋生態係統,研發新的生物大分子以及理解重要海洋生態係統之間的生態關聯作用。這些領域在探索全球氣候變化時發揮越來越重要的作用。
本書的目標是概述基因組學方法應用於海洋生物學研究領域中應用的最新進展。每章包含一個特定領域,對該領域做一個介紹,而且對基因組學方法如何適應該領域研究的特殊需求進行詳細說明。最後一章探討基因組學技術在實際應用中的問題,重點探討生物信息學方麵麵臨的挑戰。本書多個章所涉及的研究領域還將在“海洋生物基因組學進展”係列叢書(the Advances in Marine Genomics book series)中開展進一步的探討。
第1章探討基因組學技術如何應用於探索和檢測海洋環境中的生物多樣性。考慮到全球氣候加速變化,全球氣溫變暖越來越影響諸多重要的海洋生態係統,本章將重點討論海洋中生物多樣性是如何構成生態係統,以及這些不同等級層次的生態係統之間相互影響的重要性。在研究生物多樣性時,基因組學方法將從分類層次、基因水平和功能水平三個層麵來描述。
第2章探討快速發展的宏基因組(或稱環境測序),其序列分析方法應用於幾個或多個物種構成的群落而非單個孤立的個體。宏基因組學將作為一門新學科來描述,重點提及在海洋生態係統中的重要作用。本章重點闡明宏基因組學方法的創新特性,特彆是能對生態係統提供全球視野,並可提供描述不能在實驗室中培養的生物方法。對近來研發的宏轉錄組學和宏蛋白質組學等方法也展開瞭討論。本章給新近進入這個領域的研究人員提供瞭一些有用的建議。
第3章討論基因組學方法在群體水平上研究海洋生物的最新應用。從DNA和RNA水平來探討,前者可闡述諸如生物多樣性的測度、物種疆界的勘察和物種漂移的評估等問題,後者可提供信息以說明通過基因錶達的選擇過程或調控來適應特殊的棲息地。一個物種對環境乾擾的適應能力信息將對預測氣候變化或其他人為因素的效應至關重要。本章先對可用於在DNA和RNA水平上進行分析的可行性方法做一綜述,接著討論這些工具對研究問題的相對優點,最後通過一些例子來說明基因組學方法如何用來解答海洋環境中群體結構和動態變化與生態係統等問題。
接下來的兩章將集中探討基因組學對多細胞生物研究的影響。第4章講述基因組學方法已用於促進對多細胞生物係統發生的理解。早期對多細胞生物進化曆史的推演,隻是基於形態學與發育特徵,但是由於曾經復雜的世係齣現形態簡化,以及用於計算和評估這種特徵的方法存在內在難度等原因,因此,推演很容易齣現錯誤。隨著基於基因的係統進化分析方法的引入,這個研究領域發生瞭翻天覆地的變革,從而形成瞭所謂的動物係統發育的“新視野”,但多細胞生物的諸多關係方麵還是未知或相互矛盾的。現在不少科學傢正在應用基於更全麵的基因組規模的大數據係統基因組學方法,來闡述這些科學問題。本章描述基因組信息是如何用於係統基因組學研究,並舉瞭一些由這些方法産生重要進展的例子(譬如近來對脊索動物進化關係的重新評估)。
第5章重點探討動物世係的復雜演變。對模式生物和更多物種(包括諸多海洋生物)開展廣泛的工作,為研究多細胞生物的物種進化(尤其是潛在的分子遺傳進程)提供瞭更完整的視野。這些研究對後代比祖先復雜的假設提齣挑戰,也錶明簡單化確實存在於幾個動物世係中。通過解析不同進化階段的分子進程,為幾個進化過渡問題(例如多細胞性過渡或胚層起源)提供重要綫索。
第6章集中探索基因組學方法在海洋藻類研究中的應用。藻類是一個變化多樣的分類類群的總稱,不過它們都有一個共同的特點,就是能夠進行光閤作用。這些生物在地球化學循環中發揮重要作用,而且是新的生物大分子和生物過程的豐富來源。本章對基因組測序和宏基因組學分析在加快近來海洋藻類生物學研究中的重要貢獻也有所討論,還特彆強調近來從數種主要藻類類群中研發模式生物的重要性。
水産養殖是全球快速擴張的領域,但有關的基因組學資源開發程度還比較滯後。第7章討論基因組學方法在魚類和貝類研究中的應用,同時探討産生的數據如何應用於闡述生殖、生長和營養、産品質量與安全以及病菌等問題。本章還對種群多樣性的評估和基因組學數據在選擇程序中的應用進行探討,也討論瞭基因組學方法在研究和監測自然界中魚類和貝類種群變化、闡明在生態係統的相互關係等領域中的應用。
隨後的第8章探討海洋生物工程領域的快速發展。本章強調就係統發育多樣性而言在大海中可以發現的眾多生物,而且探討全基因組測序和大規模宏基因組項目正在如何快速拓展這個星球上可用於海洋生物工程研發的遺傳資源。同其他的領域一樣,海洋生物工程也沒有發展到與陸地生物相應的研究高度,這可能是由於海洋環境難以接近的緣故。基因組學方法的齣現正在改變這種狀況,我們可以預期在不久的將來將齣現令人振奮的進展。本章對可獲得的基因組學資源進行描述,而且對眾多海洋生物(包含病毒、古菌、細菌、藻類、真菌和海洋動物)來源的生物工程産品和工藝展開舉例說明。
正如前麵提及,本書的最後一章(第9章)專注於海洋生物基因組學的一些實際應用方麵。本章涉及目前DNA測序所用的不同方法,並就數據管理問題展開討論。近十多年來,隨著新測序技術産生海量數據的極速攀升,人們對數據管理問題的關注程度越來越高。本章探討基因組學數據的生物信息處理,涉及EST聚類、基因組組裝、基因預測、基因功能分配和全基因組學注釋。同時,也概述瞭轉錄組數據分析,特彆是基於微陣列雜交技術的數據分析。
貢獻者(Contributors)共55位。名錄及聯係信息請參閱英文原著第xi-xiv頁,此處省略。
這本書,說實話,給我帶來的衝擊遠比我預期的要大。《海洋生物基因組學概論》並沒有止步於簡單的基因序列描述,而是深入剖析瞭基因組信息如何揭示海洋生物的演化曆程、生態適應以及潛在的應用價值。我尤其被書中關於不同海洋生物類群基因組多樣性的章節所吸引。從簡單的藻類到復雜的哺乳動物,它們的基因組結構、基因含量以及進化速率都展現齣令人驚嘆的差異性,這背後隱藏著復雜的演化選擇壓力和環境因素的影響。書裏對某些關鍵基因的深入分析,例如與濾食、捕食、共生關係相關的基因,為理解海洋食物網的運作機製提供瞭全新的視角。更重要的是,作者還將基因組學研究與海洋保護緊密聯係起來,比如通過基因組數據來評估種群健康狀況、追蹤物種遷徙路徑,以及識彆瀕危物種的遺傳瓶頸。這種將前沿科學理論與實際的生態保護問題相結閤的寫作方式,讓我覺得這本書不僅具有學術價值,更具有重要的現實意義,它讓我重新審視瞭人類與海洋生物的關係,以及我們如何通過更科學的方式去保護這片寶貴的藍色傢園。
評分《海洋生物基因組學概論》這本書,它不僅僅是關於基因和序列的堆砌,更多的是對海洋生命演化史和未來可能性的深度探索。我一直對那些生活在極端環境下的海洋生物非常著迷,比如深海熱液噴口附近的生物。這本書在這方麵提供瞭非常詳盡的基因組學視角,解釋瞭它們是如何在高溫、高壓、無光的環境下生存下來,它們的基因組中究竟隱藏著怎樣的“超能力”。書中對極端微生物基因組的研究,讓我對生命的韌性有瞭全新的認識,它們在看似不可能的環境中,依靠著精妙的基因組設計,演化齣瞭獨特的代謝途徑和生理機製。而且,書中關於海洋生物基因組在生物技術領域的應用前景,也讓我大開眼界。例如,某些海洋生物基因組中蘊含的特殊酶類,可能在醫藥、工業等領域具有巨大的應用潛力。這種將基礎科學研究與實際應用緊密結閤的思路,讓這本書顯得尤為有價值。雖然我不是專業的研究者,但通過這本書,我感受到瞭基因組學這門學科的強大力量,以及它在揭示海洋生命奧秘和驅動技術創新方麵的巨大潛力,這是一本值得反復品讀,思考的書。
評分讀完《海洋生物基因組學概論》,我最大的感受就是,我們對海洋生命的理解,原來隻是冰山一角,而基因組學就像一把神奇的鑰匙,正在一點點解鎖這些深藏的秘密。書裏對於不同海洋生物基因組結構的比較分析,讓我驚嘆於生命進化的精妙和多樣。我特彆對其中關於魚類遷徙和繁殖策略的基因組學解釋印象深刻。原本以為這些行為是純粹的本能,但書裏卻揭示瞭背後復雜的基因調控網絡,比如某些基因的錶達水平如何影響魚類的導航能力,又比如基因組變異如何促進不同種群的生殖隔離。這種將宏觀的生態行為與微觀的基因信息聯係起來的解讀方式,讓我耳目一新。此外,書中還涉及瞭基因組學在漁業資源評估和保護方麵的應用,這讓我意識到,科學研究不應僅僅停留在理論層麵,更要服務於實際的社會需求。比如,通過基因組數據,我們可以更精準地識彆瀕危物種,監測非法捕撈,甚至培育齣更具抗病性和生長速度的經濟魚類。這本書不僅讓我學到瞭知識,更讓我對海洋生物學研究的廣度和深度有瞭全新的認識,並且激發瞭我對未來海洋基因組學研究能夠帶來的更多可能性的期待。
評分這本《海洋生物基因組學概論》真是一本讓人腦洞大開的書!我原本以為基因組學就是些枯燥的DNA序列分析,沒想到它在海洋生物這個領域能玩齣這麼多花樣。書裏提到的從深海熱泉到珊瑚礁的各種奇特生物,它們基因組的獨特之處簡直顛覆瞭我對生命演化的認知。比如,那些能在極端環境下生存的微生物,它們的基因組是怎麼進化齣如此驚人的適應能力的?書裏詳細解釋瞭基因組層麵的機製,讓我覺得仿佛打開瞭一個全新的潘多拉魔盒。更吸引我的是,作者還探討瞭基因組學如何幫助我們理解海洋生態係統的復雜性,以及如何利用這些知識來保護日漸脆弱的海洋環境。比如,通過分析魚類的基因組,我們或許能預測它們對氣候變化的反應,從而製定更有效的保護策略。雖然有些地方的專業術語讓我稍感吃力,但整體而言,它為我提供瞭一個全新的視角來審視海洋的生命力,讓我對這個藍色星球的奧秘有瞭更深的敬畏。這本書不僅是科研人員的寶貴參考,對於任何對生命科學和海洋充滿好奇的讀者來說,都絕對是一場思想的盛宴,激發瞭我對海洋生物多樣性以及它們基因秘密的無限遐想。
評分《海洋生物基因組學概論》這本書,它以一種令人耳目一新的方式,帶領我踏上瞭一場探索海洋生命奧秘的基因之旅。作者並沒有將基因組學知識堆砌成枯燥的學術論文,而是巧妙地將深奧的科學原理融入到生動有趣的海洋生物故事中。我尤其喜歡書中對某些具有代錶性海洋生物基因組的解讀,比如對鯨魚和海豚基因組的研究,它們是如何在漫長的演化過程中,逐漸適應水下生活,獲得強大的聲納能力和高效的呼吸係統,這些都通過基因組層麵的分析得到瞭令人信服的解釋。書裏還探討瞭基因組學在理解海洋生物協同進化和共生關係方麵的作用,這讓我對生物間的復雜互動有瞭更深刻的認識。例如,珊瑚蟲與蟲黃藻之間的共生關係,其背後的基因調控機製是如何促成這種互利的閤作。此外,書中還提及瞭基因組學在揭示海洋生物潛在的生物活性物質以及開發新型藥物方麵的應用,這讓我看到瞭海洋基因組學在生物醫藥領域的巨大潛力。這本書的獨特之處在於,它將宏觀的海洋生態係統與微觀的基因組信息完美地結閤,為我打開瞭一個全新的認知維度,讓我對海洋的生命充滿瞭無限的好奇與敬畏。
評分很好
評分還不錯
評分很好
評分還不錯
評分內容不錯,專業性強,介紹瞭本領域的最新進展。
評分專業工具書,專業人士看
評分很好
評分還不錯
評分還不錯
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度,google,bing,sogou 等
© 2025 book.tinynews.org All Rights Reserved. 静思书屋 版权所有