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1　什么是生态基因组学？ 1

1.1　渗透到生态学领域的基因组学革命 1

1.2　酵母、果蝇、线虫和拟南芥 4

1.3　组学 11

1.4　本书的结构 15

2　基因组分析 17

2.1　基因的发现 17

2.1.1　从基因产物到基因 17

2.1.2　差异筛选 19

2.1.3　从分子标记到功能基因 22

2.2　基因组测序 26

2.2.1　基因组文库的构建 26

2.2.2　以物理图谱为基础的全基因组测序 29

2.2.3　“鸟枪法”全基因组测序 31

2.2.4　基因的预测和注释 33

2.3　转录谱分析 36

2.3.1　芯片分析 36

2.3.2　生态基因组学中以芯片为基础的转录谱分析 38

2.3.3　基因表达系列分析 40

2.3.4　定量PCR分析 41

2.4　生态基因组学中的数据分析 43

2.4.1　序列的同源性分析 43

2.4.2　芯片数据的处理 45

2.4.3　芯片实验的统计方法 48

2.4.4　构建生态基因组学的分析框架 54

3　基因组的比较 56

3.1　基因组的特征 56

3.1.1　基因组大小 56

3.1.2　基因家族 62

3.1.3　偏斜、GC含量和密码子的使用 64

3.1.4　基因的排列 68

3.1.5　同义和非同义替换的式样 70

3.2　原核生物的基因组 74

3.2.1　染色体和质粒 74

3.2.2　基因的水平转移 77

3.2.3　从细菌到细胞器 81

3.3　真核生物的基因组 84

3.3.1　酵母和其他真菌 84

3.3.2　线虫 89

3.3.3　果蝇和其他节肢动物 93

3.3.4　植物基因组 99

3.3.5　后口动物 106

4　群落的结构和功能 113

4.1　生物多样性和生态系统功能的综合模式 113

4.2　微生物多样性的测度 115

4.2.1　小亚基rRNA基因的多样性 116

4.2.2　以基因芯片技术为基础的生物多样性评估 121

4.2.3　原核生物多样性的统计方法 126

4.3　生物地球化学循环中的微生物基因组学 130

4.3.1　碳循环中的关键基因 130

4.3.2　氮循环中的关键基因 134

4.3.3　其他的养分循环 137

4.3.4　利用基因芯片技术筛选功能基因 142

4.4　环境基因组的功能重建 145

4.4.1　海洋环境基因组学 146

4.4.2　土壤环境基因组 151

4.4.3　极端环境的基因组 155

4.5　生物多样性和生态系统功能的基因组学研究方法：初步评估 159

5　生活史类型 161

5.1　生活史理论的核心 161

5.2　寿命与衰老 166

5.2.1　胰岛素信号途径 166

5.2.2　寿命调节的全基因组扫描分析 170

5.2.3　跨物种的寿命调节系统 173

5.2.4　权衡还是单独调节？ 177

5.3　生命周期循环的基因表达谱 179

5.3.1　发育进程 180

5.3.2　滞育 183

5.3.3　成熟期的生命和性 184

5.3.4　拟南芥的开花时间 187

5.3.5　其他植物开花时间的调控 194

5.4　生活史特征的表型可塑性 195

5.4.1　非遗传多型性的发育 196

5.4.2　体长 200

5.4.3　避阴反应 202

5.5　生活史类型的基因组学研究方法：初步评估 205

6　逆境反应 208

6.1　逆境和生态位 208

6.2　抗细胞逆境的主要机制 211

6.2.1　逆境胁迫激活的蛋白激酶信号途径 212

6.2.2　热激蛋白 215

6.2.3　氧化应激反应系统 220

6.2.4　金属硫蛋白及其相关系统 223

6.2.5　多功能氧化酶系统 226

6.3　高温、寒冷、干旱、盐碱和缺氧 230

6.3.1　酵母对非生物胁迫的反应 230

6.3.2　植物对干旱、寒冷和盐碱的反应 232

6.3.3　动物对非生物胁迫的反应 236

6.4　食草作用和微生物感染 239

6.4.1　植物对昆虫食草作用的防卫 239

6.4.2　果蝇免疫反应的基因组学 244

6.5　有毒物质 247

6.5.1　重金属 248

6.5.2　杀虫剂 250

6.5.3　内分泌干扰物 253

6.6　生态逆境胁迫基因组学研究方法：初步评估 255

7　整合生态基因组学 257

7.1　整合的需求：系统生物学 257

7.2　生态控制分析 263

7.3　展望 266

7.3.1　模式生物研究群体的组织 266

7.3.2　环境微生物的大规模测序 266

7.3.3　野生环境微生物的转录谱分析 267

7.3.4　作用机制的研究 267

7.3.5　新的数据分析方法 267

7.3.6　比较基因组学 268

7.3.7　聚焦自然变异 268

7.3.8　遗传基因组学 268

7.3.9　表观遗传学 269

7.3.10　生物学的统一 269

参考文献 271

附录：原版目录 299

索引 303