第一部分 生态基因组学概论 3
第1章 生态基因组学：当生态学遇到基因组学 3
1.1 什么是生态基因组学 3
1.2 生态学的发展趋势 3
1.3 生态基因组学的形成过程 6
1.4 生态基因组学主要研究的问题和挑战 8
1.5 生态基因组学研究的实例——飞蝗表型可塑性研究 9
参考文献 12
第2章 高通量测序技术及其在生态基因组学上的应用 15
2.1 高通量测序技术介绍 15
2.2 测序技术在生态基因组学研究中的应用 21
2.3 小结 31
参考文献 32
第3章 生态基因组学研究中的生物信息学方法 34
3.1 高通量测序数据的质控分析 34
3.2 遗传变异的识别 35
3.3 非模式生物基因组的拼接 37
3.4 非模式生物中基因识别的方法 39
3.5 系统发育树构建 41
3.6 微生物生态基因组研究的常用工具 42
参考文献 44
第4章 细胞器基因组及其在生态学和进化学中的应用 48
4.1 细胞器基因组的结构及特点 49
4.2 细胞器基因组测序及分析 51
4.3 线粒体和叶绿体基因组的应用 53
4.4 小结 57
参考文献 58
第5章 微生物生态功能基因检测方法 61
5.1 功能基因的分子检测方法 61
5.2 碳循环功能基因的分子检测 63
5.3 氮循环功能基因的分子检测 68
5.4 小结 73
参考文献 74
第二部分 生态基因组学的热点科学问题 83
第6章 环境胁迫适应的生态基因组学 83
6.1 生物对环境胁迫的响应与适应：总论 83
6.2 温度胁迫适应的生态基因组学 84
6.3 低氧胁迫适应的生态基因组学 85
6.4 全球变化／全球变暖的生态基因组学 87
6.5 环境胁迫的表观遗传：表观基因组学 89
6.6 热激蛋白家族与环境胁迫响应 91
6.7 展望 93
参考文献 93
第7章 组学与昆虫神经行为学——以飞蝗型变的神经行为学机制研究为例 98
7.1 神经行为学 98
7.2 昆虫神经行为学 100
7.3 飞蝗行为型变与行为决策 100
7.4 基于组学的飞蝗行为型变的神经行为学机制研究 101
7.5 基于组学数据发现的单胺类神经递质对飞蝗行为型变的调节 105
7.6 展望 108
参考文献 108
第8章 昆虫生殖调控及适应的生态基因组学 112
8.1 基因组及生殖相关基因 112
8.2 生殖内分泌调控通路 114
8.3 生殖调控的表观作用机制 118
8.4 生殖调控与环境适应 120
8.5 生殖调控的应用 123
参考文献 125
第9章 昆虫多型现象的基因组学研究 131
9.1 昆虫多型现象 131
9.2 多型性昆虫的基因组测序和比较研究 133
9.3 昆虫多型现象的分子调控机制 136
9.4 昆虫多型现象的表观调控机制 141
9.5 展望 143
参考文献 143
第10章 生态免疫学 148
10.1 物种免疫系统多样性 148
10.2 生态因子对免疫系统的影响 149
10.3 宿主免疫防御策略的生态适应性 152
10.4 群体性免疫 154
10.5 密度依赖的预先免疫分子机制 155
参考文献 156
第11章 昆虫免疫组学 160
11.1 模式昆虫的免疫组学 160
11.2 卫生昆虫的免疫组学 168
11.3 免疫互作及免疫进化 173
11.4 免疫基因的比较和进化 176
11.5 展望 179
参考文献 180
第12章 不同生态环境中昆虫体色的多型性及其调控机制 187
12.1 环境对昆虫体色的影响 187
12.2 昆虫体色多型的内分泌调控机制 192
12.3 昆虫体色多型的遗传机制 194
参考文献 201
第13章 生态基因组学在动物物种形成研究中的应用 205
13.1 全基因组已被揭示的主要动物类群及基因组大小的演化 205
13.2 动物物种形成的特点和机制 207
参考文献 218
第14章 植物适应性进化的研究 221
14.1 植物的适应性 222
14.2 植物适应性进化的研究方法 223
14.3 植物适应性进化的研究进展 223
14.4 植物适应性进化研究中存在的问题 227
参考文献 228
第15章 植物对环境中生物胁迫的组学防御反应 231
15.1 病原相关分子对防御基因的系统激活 231
15.2 R基因的系统激活及抗性作用 233
15.3 RNA沉默对病原入侵的直接及间接防御 235
15.4 局部抗性与系统获得性抗性 240
15.5 抗性反应的跨代传递机制 243
参考文献 245
第16章 生态适应过程中非编码RNA的表达调控机制 250
16.1 以长链非编码增强子RNA为核心的表达调控机制 250
16.2 以短链非编码piRNA为核心的表达调控机制 253
16.3 生态适应过程中非编码RNA的表达调控机制 258
参考文献 261
第17章 植物－昆虫互作的生态基因组学研究 265
17.1 在基因组水平研究植物对昆虫取食的响应和对策 265
17.2 利用基因组芯片研究植物与植物化学通讯的机制 273
17.3 利用基因组研究昆虫嗅觉对寄主信息流的行为适应机制 280
17.4 植食性昆虫寄主专化的基因组适应机制 281
参考文献 284
第18章 唾液蛋白调控昆虫适应植物的生态基因组学研究 288
18.1 昆虫唾液蛋白的组成 288
18.2 唾液蛋白在昆虫与植物互作中的作用 297
18.3 唾液蛋白在昆虫寄主转换中的作用 300
参考文献 302
第19章 吸血节肢动物与哺乳动物的互作基因组学 307
19.1 吸血节肢动物与病原传播 307
19.2 吸血节肢动物与哺乳动物互作 310
参考文献 315
第20章 昆虫－病毒互作的生态基因组学研究 319
20.1 昆虫作为宿主与病毒的关系 319
20.2 昆虫作为介体与病毒的关系 326
参考文献 333
第21章 介体昆虫肠道微生态与病原微生物的传播 337
21.1 昆虫肠道结构与功能 337
21.2 肠道菌群的基本功能 339
21.3 昆虫细胞内共生菌 342
21.4 肠道菌群的结构及其在宿主体内的维持 343
21.5 介体昆虫肠道菌群与病原微生物的传播 345
参考文献 347
第22章 宏基因组在昆虫－植物－伴生微生物互作中的应用 354
22.1 伴生微生物群落结构与重要功能关联分析 356
22.2 伴生微生物宏基因组解析与重要功能预测 359
参考文献 362
第三部分 生态基因组学的未来科学问题及应用 367
第23章 分子微生态学的兴起与宏基因组学的诞生 367
23.1 人体分子微生态学的兴起 367
23.2 宏基因组学的诞生 368
23.3 宏基因组学技术在人体微生态研究中的应用 369
23.4 宏基因组学技术在人体微生态研究中的展望 374
参考文献 374
第24章 水生生态系统的宏基因组学研究——环境胁迫的生态效应及方法学研究 376
24.1 水生生态系统遭受的环境胁迫 376
24.2 利用宏基因组学技术研究环境胁迫产生的生态学效应 379
24.3 水生生态系统的宏基因组学研究存在的问题及可能的解决方案 382
24.4 小结与展望 388
参考文献 388
第25章 生态环境与流感病毒基因的变异 393
25.1 引言 393
25.2 流感病毒概述 394
25.3 流感病毒的天然宿主 396
25.4 流感病毒的传播途径 397
25.5 流感病毒的基因变异 399
25.6 候鸟迁徙与流感病毒传播 403
25.7 生态环境改变对流感病毒传播的影响 404
25.8 小结 405
参考文献 406
第26章 人体微生物组与慢性疾病 412
26.1 人体微生物组 412
26.2 肠道菌群：新发现的人体器官 413
26.3 人体肠道菌群和慢性疾病 417
26.4 调节肠道菌群防治慢性病 423
26.5 小结 425
参考文献 425