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| 編輯推薦： |
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《真菌基因组学》（原著第二版）是Springer出版的经典系列著作The Mycota中的第13卷，全书由国际上知名学者编撰，国内微生物学领域一线专家精心翻译。全书聚焦于近年来成为研究热点的真菌酿酒酵母、丝状真菌的模式菌粗糙脉胞菌、重要的工业真菌里氏木霉，以及动植物致病菌镰刀菌、白色念珠菌等，系统描述其基因组学研究进展，以及应用基因组学数据进行真菌遗传学、工业技术及致病机理方面的研究。本书对于从事真菌系统研究者来说是重要的文献资料。
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| 內容簡介： |
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真菌作为生物界一个古老而重大的类群，在农业微生物、工业微生物以及医学微生物研究中占有重要地位。《真菌基因组学》（原著第二版）向读者介绍了多种真菌，包括单细胞真菌酿酒酵母、丝状真菌的模式菌粗糙脉胞菌、重要的工业真菌里氏木霉，以及动植物致病菌镰刀菌、白色念珠菌等的基因组学研究的*进展，并以此延伸，对基因组学数据在真菌遗传学研究、工业技术、致病机理解析等方面的应用做了阐释。本书宽广的覆盖面、对*研究结果的详细阐述，使得本书内容深入且极富使用价值。本书可供微生物学、生物工程、生化工程、医学基础和药学等领域的研究人员与企业技术人员参考。
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| 關於作者： |
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秦玉琪，山东大学国家糖工程技术研究中心，副教授。长期从事真核生物遗传学和功能基因组学的研究、特别侧重于真核生物转录调控的研究，对转录调控参与真核生物发育以及组蛋白修饰参与染色质重构进行深入研究。作为负责人承担国家自然科学基金青年、面上项目各1项，省部级项目3项，作为学术骨干参加国家973计划，国家自然科学基金重点项目。近年来在国内外已发表科研论文10余篇。王禄山，山东大学生命科学学院，教授。科研方向集中在：微生物生理生化及生物信息学、碳水化合物活性酶分子的理性设计、秸秆资源的生物转化与资源化利用以及畜禽废弃物生物降解与资源转化利用。主持6项国家自然科学基金面上项目、1项国家重点研发计划子课题、1项973项目子课题、1项科技部重大专项国家项目及多省部项目的资助。在Mole Biol Evol, Biotechnol Bioeng，Electrophoresis, Biosource Technol, J Phys Chem B，Phys. Chem. Chem. Phys.等已发表SCI论文30余篇。已经出版著作（译著）4部。
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| 目錄：
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第1部分 基因组测序及外延 1
第1章 以酵母菌为模式菌株对复杂疾病的系统生物学研究 2
Ⅰ．引言 2
Ⅱ．以酵母菌为模式菌株的系统生物学研究以解析复杂疾病的基本机理与网络 4
A. 酵母作为研究真核生物和人类疾病的模型 4
1. 酵母作为研究真核生物和系统生物学的模型 4
2. 酵母作为研究人类疾病分子系统生物学的模型 5
B. 复杂疾病系统的生物学基本机理与网络的综合研究：典型病例和应用酵母新模型 12
1. 多因子复杂疾病 12
2. 目标、实验系统、设计、数据分析整合策略 13
3. 酵母系统生物学研究复杂疾病的基本网络：典型病例和应用从酵母到人类的新的疾病模型 14
Ⅲ．小结 18
参考文献 19
第2章 真菌基本谱系的基因组学研究：系统发育基因组学研究显示具有共同起源 28
Ⅰ．引言 28
A. 前基因组时代的知识积累：我们知道多少种真菌？ 28
B. 基因组时代的最新状态：取得什么成果？ 29
Ⅱ．真菌基本谱系的进化：系统发育基因组角度的相关研究 32
A. 水生的运动孢子（游动孢子）真菌 33
1. 芽枝霉门 33
2. 壶菌门 34
3. 新美鞭菌门 35
B. 陆生的不动孢子真菌 36
1. 毛霉门 37
2. 被孢霉门 41
3. 虫霉菌门 41
4. 球囊菌门 42
C. 与真菌具有共同祖先的其它微生物 42
1. 隐真菌门（罗兹壶菌目）：异水霉罗兹壶菌 42
2. 微孢子虫 44
3. 核形虫目-Fonticula类群：简单核形虫和Fonticula
alba 44
4. 中黏菌门（鱼孢霉菌科） 45
Ⅲ．真菌基本谱系的进化：系统发育基因组的相关研究 45
Ⅳ．基本真菌的基因组的主要特征 46
A. 全基因组复制 46
B. 基因复制、串联重复 47
Ⅴ．小结 48
参考文献 48
第3章 真菌系统发育基因组学研究 55
Ⅰ．引言 55
Ⅱ．确定跨越基因组的基因：直系同源和旁系同源 55
Ⅲ．系统发育基因组学方法重构物种进化树 56
A. 进化背景下基因组学 56
B. 构建真菌进化树 57
Ⅳ．关注基因家族历史：从基因组到系统发育组学 60
Ⅴ．真菌进化过程的研究 61
A. 基因家族的扩增与全基因组复制 61
B. 水平基因转移 63
C. 真菌砷酸盐代谢中的水平基因转移 64
Ⅵ．比较分析认识真菌生物学 65
Ⅶ．基于比较基因组的蛋白质功能预测 66
Ⅷ．小结 66
参考文献 67
第4章 基因组数据驱动菌种保藏的发展 72
Ⅰ．引言 72
Ⅱ．菌种保藏中心 72
A. 菌种保藏中心认证 73
B. 生物多样性公约 75
Ⅲ．真菌全基因组分析 76
A. 参考基因组序列 76
B. 同物种多分离菌株的测序 78
C. 后基因组时代的菌株等效性 83
Ⅳ．基因组技术对菌种保藏中心的影响 84
A. 基因本体论驱动的菌种保藏中心目录 84
B. 重测序的等位基因目录 84
Ⅴ．小结 85
参考文献 86
第2部分 细胞和发育生物学 89
第5章 真菌染色质及其对基因表达的调控作用 90
Ⅰ．引言 90
Ⅱ．染色质结构的调控：并非所有的修饰都是表观遗传调控 91
Ⅲ．染色质结构单元：丝状真菌中的组蛋白组分 93
Ⅳ．参与组蛋白修饰的蛋白 98
Ⅴ．异染色质形成的控制 98
Ⅵ．丝状真菌中的兼性异染色质 100
Ⅶ．小结 103
Ⅷ．真菌基因组和转录组的网上资源 103
参考文献 103
第6章 脉孢菌中的光生物学及生物钟调控 113
Ⅰ．引言 113
Ⅱ．真菌光生物学 113
A. 真菌为什么要感光？ 113
B. 真菌光受体：生物化学与分布 114
1. 基于黄素的蓝光受体 114
2. 红光敏感的光敏色素 118
3. 视紫红质和视紫蛋白相关蛋白 118
4. 小结 119
C. 粗糙脉孢菌的光生物学 119
1. 脉孢菌的光响应 119
2. 白领复合物信号转导的分子基础 119
3. 白领复合物受蛋白激酶及VVD作用的负调控 120
4．脉孢菌中的其它光受体：仅需要LOV？ 121
D. 曲霉属的光响应 122
1. 构巢曲霉的光响应 122
2. WCC和光敏色素之间在遗传学和物理学上的相互作用 123
3. 构巢曲霉中CryA的功能为CPD光裂合酶和光敏感的隐花色素 123
4. 小结 123
E. 总结 124
Ⅲ．昼夜节律和真菌 124
A. 什么是昼夜节律？ 124
B. 追踪脉孢菌的昼夜节律 125
C. 其它真菌中生物钟的保守性 126
D. 生物钟振荡器的分子机制 126
E. 核心时钟组件 128
1. 负调控组件：FRQ和FRH 128
2. 正调控：白领复合物 131
F. 时钟输入和输出 131
1. 输入 131
2. 输出 132
G. 脉孢菌的分子优势 132
参考文献 133
第7章 子实体发育的基因组学和转录组学研究 139
Ⅰ．引言 139
Ⅱ．从基因组到功能 140
A. 无性真菌的有性发育 140
B. 大规模基因敲除的研究 141
C. 基因组测序发现突变 141
Ⅲ．转录组学：基因组学的应用 142
A. 转录组学确定发育过程中的基因表达图谱 144
1. 不同发育阶段的转录组学 144
2. 比较转录组学鉴别进化上保守基因的表达模式 145
B. 利用转录组学鉴定发育相关基因和突变 147
1．转录组学分析交配型依赖的基因表达 147
2. 光受体突变体的转录组学分析 149
3. 其它发育相关突变体的转录组学分析 150
C. 子实体发育阶段差异表达基因的详细分析 151
Ⅳ．其它组学方法 152
Ⅴ．小结 153
参考文献 153
第3部分 生物技术相关的基因组学 161
第8章 真菌对植物生物质的降解与修饰 162
Ⅰ．前言 162
A. 植物生物质的组成 162
B. 纤维素 162
C. 半纤维素 163
1. 木聚糖 163
2. 木葡聚糖 163
3. 半乳甘露聚糖 165
D. 果胶 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. 木质素 166
Ⅱ．子囊菌产生的植物生物质修饰酶 168
A. 子囊菌基因组研究现状 168
B. 腐生真菌、人类病原真菌、植物病原真菌以及酵母的比较 170
C. 子囊真菌降解植物生物质的转录组与蛋白质组研究 172
D. 植物生物质相关基因的表达调控 174
Ⅲ．担子菌产生的植物生物质修饰酶 174
A. 担子菌基因组研究现状 174
B. 担子菌中参与木质素修饰的酶类 175
1. Ⅱ型血红素过氧化物酶类 175
2. 多铜氧化酶类 178
3. 产H2O2的氧化还原酶类 179
4. P450单加氧酶类 180
5. 纤维素氧化酶类 180
6. 草酸分解酶类 181
C. 白腐真菌和褐腐真菌的比较 182
D. 担子菌降解植物生物质的转录组和蛋白质组分析 182
Ⅳ．小结 184
参考文献 185
第9章 工业丝状真菌的转录组学研究：调控、生理及应用的新视角
197
Ⅰ．引言 197
Ⅱ．转录组学分析的实验设计 198
A. 转录谱平台 198
B. 真菌培养方法 201
Ⅲ．作为产酶细胞工厂的丝状真菌 206
A. 分泌压力 206
B. 蛋白水解 208
C. 菌丝异质性 208
Ⅳ．作为植物生物质降解者的丝状真菌 208
Ⅴ．丝状真菌作为宿主产生代谢物 210
A. 初级代谢物 210
B. 次级代谢物 211
Ⅵ．真菌的形态学与生产能力 212
Ⅶ．未来新进展 213
参考文献 213
第10章 木霉属生防菌种和工业产酶菌种的基因组分析 220
Ⅰ．引言 220
Ⅱ．木霉属基因组及其特征 221
A. 一般特征 221
B. 基因家族 222
Ⅲ．基因组及相关研究的工具 223
Ⅳ．基因表达的环境调控 224
A. 光应答 224
B. 异三聚体G蛋白信号通路 225
C. cAMP途径 226
D. 丝裂原激活蛋白激酶信号通路 227
Ⅴ．酶的合成 227
A. 降解生物大分子的相关基因 227
B. 里氏木霉的CAZyme基因簇 230
C. 酶合成的调控因子 231
D. 纤维素酶高效分泌菌株的发展史 231
E. 全基因组分析酶分子的表达调控 232
Ⅵ．生理学 233
Ⅶ．发育 235
A. 无性生殖 235
B. 有性生殖 236
Ⅷ．木霉与真菌和植物的相互作用 236
A. 重寄生 236
B. 木霉-植物的相互作用 237
Ⅸ．次级代谢 238
Ⅹ．总结与展望 240
参考文献 240
第4部分 致病性 249
第11章 基因组学在镰刀菌致病性及发育研究中的应用 250
Ⅰ．引言 250
Ⅱ．比较基因组学 253
Ⅲ．基因组学在植物病原菌镰刀菌研究中的应用 256
A. 特化的致病策略：基因组上的发现 257
1. 致病真菌毒素 257
2. 宿主环境的脱毒 259
3. 诱导宿主的易感性 260
4. 分泌蛋白在镰刀菌与寄主相互作用中的功能 261
Ⅳ．从病原真菌到腐生真菌：过冬生存 262
Ⅴ．产孢基因组学 262
A. 无性孢子的形成 262
B. 有性发育 264
1. 次级代谢和孢子形成 266
Ⅵ．总结和展望 267
参考文献 270
第12章 植物病原真菌的代谢物组学和蛋白质组学 280
Ⅰ．引言 280
Ⅱ．蛋白质组学 280
A. 蛋白质组方法学 280
B. 信号通路靶标的鉴定 281
C. 对营养和植物激发子的响应 281
D. 感染结构的发育和毒力 283
E. 生物防治 285
F. 辅助基因组注释的蛋白质组学 285
Ⅲ．代谢物组学 287
A. 代谢物组方法学 287
B. 霉菌毒素的发现 287
C. 真菌代谢物组图谱 288
D. 植物病原真菌糖醇代谢的鉴定 289
E. 植物-真菌相互作用的代谢物组学 289
Ⅳ．植物病原真菌代谢物组学和蛋白质组学的展望 290
参考文献 291
第13章 条件致病菌的功能基因组学 297
Ⅰ．引言：功能基因组学和条件致病真菌病 297
Ⅱ．基因组学 298
A. 曲霉的比较基因组学 298
B. 次级代谢产物基因簇的基因组挖掘 300
Ⅲ．产生真菌突变菌株以研究基因功能 301
Ⅳ．转录组 303
A. 微阵列与RNA测序 304
Ⅴ．蛋白质组学 305
A. 基于凝胶的蛋白质组学 305
B. 非凝胶的蛋白质组学 306
C. 条件致病真菌的蛋白质组分析 308
1. 细胞壁蛋白质组学 308
2. 分泌组学 308
3. 适应宿主内环境 309
Ⅵ．功能基因组学和生物信息学 311
Ⅶ．小结 312
参考文献 313
第14章 白色念珠菌的毒力与代谢 321
Ⅰ．引言 321
Ⅱ．白色念珠菌代谢概述 322
Ⅲ．与毒力相关的氨基酸代谢 324
A. 氨基酸饥饿与毒力 324
B. 氨基酸代谢与毒力 326
Ⅳ．与毒力相关的碳代谢 327
Ⅴ．毒力与适应性的共进化 332
Ⅵ．总结与展望 333
参考文献 334
索引 341
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译者前言《真菌基因组学》是由德国波鸿鲁尔大学Karl Esser教授担任主编、施普林格出版社出版的一套关于真菌基础研究与应用研究丛书《真菌》中的第13卷。这套丛书共有15卷，不仅包括对真菌的细胞生物学、遗传学、生物化学以及生物技术的研究，同时还包括了对真菌与微生物、植物、动物和人类的关系，以及真菌在医药、工业和农业的应用的研究。这套丛书自出版后获得了真菌科学界的普遍认可。在刚刚看到此书的第二版时，我们就有了将此书翻译成中文的想法，这是因为，真菌基因组学研究时代已经来临。特别是第二代测序技术的发展，使得利用基因组序列信息和各种组学技术对真菌的生物系统的结构、功能和进化的分子基础进行解析成为可能。基因组学是强大的研究工具，它开启了过去无法想象的对真菌各种生物学问题进行深入的调查研究之门。在本书的翻译过程中，我们本着实事求是的态度、认真负责的精神，反复校对，以求如实地体现作者的意图和科学的本质。由于生物学英文专有名词与中文的差异，以及新的英文专有名词不断出现，个别词汇上的翻译可能会有不当，但我们在适当位置如括弧中将原来的英文名词一并列出，希望读者能够更加容易辨别。为了使本书早日与广大读者见面，化学工业出版社的领导给予了大力支持，相关编辑室和负责出版发行的同志也多方协助，在此表示特别感谢！由于译校者水平有限，译文不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。秦玉琪 王禄山山东大学生命科学学院山东大学国家糖工程技术研究中心2017年10月本卷前言（第二版）自从2005年本丛书第13卷的第一版出版后，真菌基因组技术迅速发展。第二代测序技术的发展不仅应用于基因组测序，而且应用于阐明基因组结构以及基因组范围的基因表达的研究。丝状真菌基因敲除技术的快速进步，使得构建大规模基因敲除库成为可能。对粗糙脉孢菌来说，几乎所有的基因都获得了敲除株。在本卷第一版准备的过程中，酿酒酵母和其它酵母的基因组分析已经进行；丝状真菌的基因组时代已经到来，并应用于基础和应用研究中。本书第二版的内容包括14章，覆盖了子囊菌、担子菌以及其它基础真菌，从致病性的基础理论到工业应用进行了综述。当然，这并不意味着本书能够全面覆盖真菌基因组研究这一快速发展的领域。与第一版相似，本书着重阐明基因组学对真菌研究的影响，以及对生物学问题的影响（我向那些研究领域并不在本书范围内的研究者道歉）。本书分为4个部分。第一部分基因组测序及外延包括4章：阐明了基因组学的信息和技术对模式生物如酵母研究的影响（第1章），以及对研究较少的一些常见真菌的影响（第2章），新的多基因组比较的分析技术（第3章），基因组学对微生物培养的影响（第4章）。第二部分细胞和发育生物学对真菌生物学的重要问题进行了阐述，如真菌染色质的组织（第5章），真菌生理节律（第6章），真菌子实体的发育（第7章）。第三部分生物技术相关的基因组学着重讨论了真菌基因组上编码的植物生物质转化酶（第8章），以及重要的工业真菌（第9章和第10章）。第四部分致病性包含对植物致病真菌的基因组学分析（第11章和第12章），以及动物人致病真菌的基因组学分析（第13章和第14章）。非常感谢对此书第二版的出版作出贡献的所有作者，他们是各自研究领域的专家，他们的工作对所有真菌基因组学研究领域的科学家来说都是非常重要的。本卷主编 Minou Nowrousian德国波鸿 2013年10月 本卷前言（第一版）令真菌学家激动的是，真菌基因组时代已经来临。从一个博士生的整个研究课题就是测序一个基因的时代，到现在可以在数周之内完成对一个真菌基因组的测序，这种进步令人难以置信。在过去的几年中，一系列真菌的基因组序列已经公开，其中包括烟曲霉（Aspergillus fumigatus）、光滑念珠菌（Candida glabrata）、新型隐球菌（Cryptococcus neoformans）、汉逊德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）、乳酸克鲁维酵母（Kluyveromyces lactis）、稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）、粗糙脉孢菌（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、组织胞浆菌、球腔菌、肺孢菌和酵母菌的一些菌株）的基因组序列也即将公开。这些真菌基因组的测序基本可以在60天左右完成。这些基因组序列能够为包括进化、生命周期、细胞生物学和真菌侵袭等在内的人类健康相关的研究提供大量的数据。根据所研究真菌菌株的不同，基因组学技术具有不同的应用。基因组序列对某些真菌来说仅仅是一个开始。对于这些真菌，基因组分析只是研究的早期阶段。对于很多真菌研究来说，基于基因组序列的基因注释完全不够，微阵列或转录组测序分析也不完全。酿酒酵母的基因组序列公开已经超过10年，这是第一个基因组学研究的真核生物。得益于酿酒酵母完善的分子生物学技术，这种模式生物为功能基因组学和系统生物学中许多领域的研究打下了基础。在酿酒酵母中，（几乎）所有的基因都已经获得了敲除株，并进行了基因功能的研究。研究者们可以选择不同的酵母微阵列进行转录组的研究，也可以与基因组范围的染色质免疫沉淀结果相结合。在酿酒酵母中，已经有许多研究小组开始了高通量的蛋白质组研究。酵母中蛋白质-蛋白质间的相互作用的大规模分析在几年之前就已经开始报道。代谢物组也正在应用于酵母生理学的系统分析。因此，对于许多研究小组来说，所面临的问题已经从数据的获得转向如何正确整合并解释这些海量数据。正在开发分析软件以整合基因组、转录组、蛋白质组、相互作用组以及代谢物组的数据。作为结果，基因组研究为真菌细胞生物学研究提供了全局视角。在《真菌基因组学》这卷书中，主要存在两个问题。第一，一本书无法覆盖真菌基因组学研究领域的所有范围；第二，真菌基因组学研究的发展非常快速，使得本书的内容落后于当前的发展。但是，新的发展并不妨碍本书的出版。因此，本书并不期望能够覆盖所有真菌基因组学研究最新的发现（我向那些研究领域并不在本卷范围内的研究者道歉）。事实上，我们有两个目标。第一（如本卷的第13章），阐述基因组对不同真菌研究的现有影响和潜在影响在这些真菌中，有些基因组信息比较完整，有些还不太完整。第二，阐述基因组学如何应用于真菌研究的不同领域；在一些章节中阐明了真菌基因组学通用的基础理论。本书分为三个部分，第一部分为真菌系统生物学和进化，从基因组时代先驱性的模式生物酿酒酵母开始阐述，同时也阐述了其代谢物组学和系统生物学，以提醒读者在基因组测序和转录组测序之外，基因组学研究还有其它重要的应用。这一部分中的其它章节阐释了基因组测序对真菌进化研究的巨大影响，以及新的生物信息学技术在发现真菌毒力相关基因中的作用。第二部分真菌节律和响应，阐述了真菌生物学中的一些热点问题，包括生理节律、压力响应、分泌、极性生长以及细胞形态发生。这些章节覆盖了一系列真菌，包括丝状真菌和酵母。与前面所说的相同，这些内容对基因组学如何推动现有研究做了阐述。最后一部分关注真菌致病性，这一领域与医学相关。这一部分对蛋白质组和转录组方法展开讨论，蛋白质组学和转录组学对人类重要致病真菌的病理学的研究提供了新的研究视角。非常感谢本书所有的作者，这些作者在各自的研究领域具有很高的知名度，感谢他们在百忙中为本卷的完成作出的努力！本卷主编 Alistair J. P. Brown英国阿伯丁2005年7月
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