真菌基因組學

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系統(tǒng)生物學研究 2Ⅰ．引言 2Ⅱ．以酵母菌為模式菌株的系統(tǒng)生物學研究以解析復雜疾病的基本機理與網(wǎng)絡(luò) 4A. 酵母作為研究真核生物和人類疾病的模型 41. 酵母作為研究真核生物和系統(tǒng)生物學的模型 42. 酵母作為研究人類疾病分子系統(tǒng)生物學的模型 5B. 復雜疾病系統(tǒng)的生物學基本機理與網(wǎng)絡(luò)的綜合研究：典型病例和應用——酵母新模型 121. 多因子復雜疾病 122. 目標、實驗系統(tǒng)、設(shè)計、數(shù)據(jù)分析整合策略 133. 酵母系統(tǒng)生物學研究復雜疾病的基本網(wǎng)絡(luò)：典型病例和應用——從酵母到人類的新的疾病模型 14Ⅲ．小結(jié) 18參考文獻 19第2章 真菌基本譜系的基因組學研究：系統(tǒng)發(fā)育基因組學研究顯示具有共同起源 28Ⅰ．引言 28A. 前基因組時代的知識積累：我們知道多少種真菌 28B. 基因組時代的最新狀態(tài)：取得什么成果 29Ⅱ．真菌基本譜系的進化：系統(tǒng)發(fā)育基因組角度的相關(guān)研究 32A. 水生的運動孢子（游動孢子）真菌 331. 芽枝霉門 332. 壺菌門 343. 新美鞭菌門 35B. 陸生的不動孢子真菌 361. 毛霉門 372. 被孢霉門 413. 蟲霉菌門 414. 球囊菌門 42C. 與真菌具有共同祖先的其它微生物 421. 隱真菌門（羅茲壺菌目）：異水霉羅茲壺菌 422. 微孢子蟲 443. 核形蟲目-Fonticula類群：簡單核形蟲和Fonticula alba 444. 中黏菌門（魚孢霉菌科） 45Ⅲ．真菌基本譜系的進化：系統(tǒng)發(fā)育基因組的相關(guān)研究 45Ⅳ．基本真菌的基因組的主要特征 46A. 全基因組復制 46B. 基因復制、串聯(lián)重復 47Ⅴ．小結(jié) 48參考文獻 48第3章 真菌系統(tǒng)發(fā)育基因組學研究 55Ⅰ．引言 55Ⅱ．確定跨越基因組的基因：直系同源和旁系同源 55Ⅲ．系統(tǒng)發(fā)育基因組學方法重構(gòu)物種進化樹 56A. 進化背景下基因組學 56B. 構(gòu)建真菌進化樹 57Ⅳ．關(guān)注基因家族歷史：從基因組到系統(tǒng)發(fā)育組學 60Ⅴ．真菌進化過程的研究 61A. 基因家族的擴增與全基因組復制 61B. 水平基因轉(zhuǎn)移 63C. 真菌砷酸鹽代謝中的水平基因轉(zhuǎn)移 64Ⅵ．比較分析認識真菌生物學 65Ⅶ．基于比較基因組的蛋白質(zhì)功能預測 66Ⅷ．小結(jié) 66參考文獻 67第4章 基因組數(shù)據(jù)驅(qū)動菌種保藏的發(fā)展 72Ⅰ．引言 72Ⅱ．菌種保藏中心 72A. 菌種保藏中心認證 73B. 生物多樣性公約 75Ⅲ．真菌全基因組分析 76A. 參考基因組序列 76B. 同物種多分離菌株的測序 78C. 后基因組時代的菌株等效性 83Ⅳ．基因組技術(shù)對菌種保藏中心的影響 84A. 基因本體論驅(qū)動的菌種保藏中心目錄 84B. 重測序的等位基因目錄 84Ⅴ．小結(jié) 85參考文獻 86第2部分 細胞和發(fā)育生物學 89第5章 真菌染色質(zhì)及其對基因表達的調(diào)控作用 90Ⅰ．引言 90Ⅱ．染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的調(diào)控：并非所有的修飾都是“表觀遺傳”調(diào)控 91Ⅲ．染色質(zhì)結(jié)構(gòu)單元：絲狀真菌中的組蛋白組分 93Ⅳ．參與組蛋白修飾的蛋白 98Ⅴ．異染色質(zhì)形成的控制 98Ⅵ．絲狀真菌中的兼性異染色質(zhì) 100Ⅶ．小結(jié) 103Ⅷ．真菌基因組和轉(zhuǎn)錄組的網(wǎng)上資源 103參考文獻 103第6章 脈孢菌中的光生物學及生物鐘調(diào)控 113Ⅰ．引言 113Ⅱ．真菌光生物學 113A. 真菌為什么要感光 113B. 真菌光受體：生物化學與分布 1141. 基于黃素的藍光受體 1142. 紅光敏感的光敏色素 1183. 視紫紅質(zhì)和視紫蛋白相關(guān)蛋白 1184. 小結(jié) 119C. 粗糙脈孢菌的光生物學 1191. 脈孢菌的光響應 1192. 白領(lǐng)復合物信號轉(zhuǎn)導的分子基礎(chǔ) 1193. 白領(lǐng)復合物受蛋白激酶及VVD作用的負調(diào)控 1204．脈孢菌中的其它光受體：僅需要LOV 121D. 曲霉屬的光響應 1221. 構(gòu)巢曲霉的光響應 1222. WCC和光敏色素之間在遺傳學和物理學上的相互作用 1233. 構(gòu)巢曲霉中CryA的功能為CPD光裂合酶和光敏感的隱花色素 1234. 小結(jié) 123E. 總結(jié) 124Ⅲ．晝夜節(jié)律和真菌 124A. 什么是晝夜節(jié)律 124B. 追蹤脈孢菌的晝夜節(jié)律 125C. 其它真菌中生物鐘的保守性 126D. 生物鐘振蕩器的分子機制 126E. 核心時鐘組件 1281. 負調(diào)控組件：FRQ和FRH 1282. 正調(diào)控：“白領(lǐng)”復合物 131F. 時鐘輸入和輸出 1311. 輸入 1312. 輸出 132G. 脈孢菌的分子優(yōu)勢 132參考文獻 133第7章 子實體發(fā)育的基因組學和轉(zhuǎn)錄組學研究 139Ⅰ．引言 139Ⅱ．從基因組到功能 140A. “無性”真菌的有性發(fā)育 140B. 大規(guī)?；蚯贸难芯?141C. 基因組測序發(fā)現(xiàn)突變 141Ⅲ．轉(zhuǎn)錄組學：基因組學的應用 142A. 轉(zhuǎn)錄組學確定發(fā)育過程中的基因表達圖譜 1441. 不同發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組學 1442. 比較轉(zhuǎn)錄組學鑒別進化上保守基因的表達模式 145B. 利用轉(zhuǎn)錄組學鑒定發(fā)育相關(guān)基因和突變 1471．轉(zhuǎn)錄組學分析交配型依賴的基因表達 1472. 光受體突變體的轉(zhuǎn)錄組學分析 1493. 其它發(fā)育相關(guān)突變體的轉(zhuǎn)錄組學分析 150C. 子實體發(fā)育階段差異表達基因的詳細分析 151Ⅳ．其它“組學”方法 152Ⅴ．小結(jié) 153參考文獻 153第3部分 生物技術(shù)相關(guān)的基因組學 161第8章 真菌對植物生物質(zhì)的降解與修飾 162Ⅰ．前言 162A. 植物生物質(zhì)的組成 162B. 纖維素 162C. 半纖維素 1631. 木聚糖 1632. 木葡聚糖 1633. 半乳甘露聚糖 165D. 果膠 1651. 同聚半乳糖醛酸和木糖基聚半乳糖醛酸 1652. 鼠李糖聚半乳糖醛酸Ⅰ和鼠李糖聚半乳糖醛酸Ⅱ 165E. 木質(zhì)素 166Ⅱ．子囊菌產(chǎn)生的植物生物質(zhì)修飾酶 168A. 子囊菌基因組研究現(xiàn)狀 168B. 腐生真菌、人類病原真菌、植物病原真菌以及酵母的比較 170C. 子囊真菌降解植物生物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組與蛋白質(zhì)組研究 172D. 植物生物質(zhì)相關(guān)基因的表達調(diào)控 174Ⅲ．擔子菌產(chǎn)生的植物生物質(zhì)修飾酶 174A. 擔子菌基因組研究現(xiàn)狀 174B. 擔子菌中參與木質(zhì)素修飾的酶類 1751. Ⅱ型血紅素過氧化物酶類 1752. 多銅氧化酶類 1783. 產(chǎn)H2O2的氧化還原酶類 1794. P450單加氧酶類 1805. 纖維素氧化酶類 1806. 草酸分解酶類 181C. 白腐真菌和褐腐真菌的比較 182D. 擔子菌降解植物生物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組分析 182Ⅳ．小結(jié) 184參考文獻 185第9章 工業(yè)絲狀真菌的轉(zhuǎn)錄組學研究：調(diào)控、生理及應用的新視角 197Ⅰ．引言 197Ⅱ．轉(zhuǎn)錄組學分析的實驗設(shè)計 198A. 轉(zhuǎn)錄譜平臺 198B. 真菌培養(yǎng)方法 201Ⅲ．作為產(chǎn)酶細胞工廠的絲狀真菌 206A. 分泌壓力 206B. 蛋白水解 208C. 菌絲異質(zhì)性 208Ⅳ．作為植物生物質(zhì)降解者的絲狀真菌 208Ⅴ．絲狀真菌作為宿主產(chǎn)生代謝物 210A. 初級代謝物 210B. 次級代謝物 211Ⅵ．真菌的形態(tài)學與生產(chǎn)能力 212Ⅶ．未來新進展 213參考文獻 213第10章 木霉屬生防菌種和工業(yè)產(chǎn)酶菌種的基因組分析 220Ⅰ．引言 220Ⅱ．木霉屬基因組及其特征 221A. 一般特征 221B. 基因家族 222Ⅲ．基因組及相關(guān)研究的工具 223Ⅳ．基因表達的環(huán)境調(diào)控 224A. 光應答 224B. 異三聚體G蛋白信號通路 225C. cAMP途徑 226D. 絲裂原激活蛋白激酶信號通路 227Ⅴ．酶的合成 227A. 降解生物大分子的相關(guān)基因 227B. 里氏木霉的CAZyme基因簇 230C. 酶合成的調(diào)控因子 231D. 纖維素酶高效分泌菌株的發(fā)展史 231E. 全基因組分析酶分子的表達調(diào)控 232Ⅵ．生理學 233Ⅶ．發(fā)育 235A. 無性生殖 235B. 有性生殖 236Ⅷ．木霉與真菌和植物的相互作用 236A. 重寄生 236B. 木霉-植物的相互作用 237Ⅸ．次級代謝 238Ⅹ．總結(jié)與展望 240參考文獻 240第4部分 致病性 249第11章 基因組學在鐮刀菌致病性及發(fā)育研究中的應用 250Ⅰ．引言 250Ⅱ．比較基因組學 253Ⅲ．基因組學在植物病原菌鐮刀菌研究中的應用 256A. 特化的致病策略：基因組上的發(fā)現(xiàn) 2571. 致病真菌毒素 2572. 宿主環(huán)境的脫毒 2593. 誘導宿主的易感性 2604. 分泌蛋白在鐮刀菌與寄主相互作用中的功能 261Ⅳ．從病原真菌到腐生真菌：過冬生存 262Ⅴ．產(chǎn)孢基因組學 262A. 無性孢子的形成 262B. 有性發(fā)育 2641. 次級代謝和孢子形成 266Ⅵ．總結(jié)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(zhì)組學 280Ⅰ．引言 280Ⅱ．蛋白質(zhì)組學 280A. 蛋白質(zhì)組方法學 280B. 信號通路靶標的鑒定 281C. 對營養(yǎng)和植物激發(fā)子的響應 281D. 感染結(jié)構(gòu)的發(fā)育和毒力 283E. 生物防治 285F. 輔助基因組注釋的蛋白質(zhì)組學 285Ⅲ．代謝物組學 287A. 代謝物組方法學 287B. 霉菌毒素的發(fā)現(xiàn) 287C. 真菌代謝物組圖譜 288D. 植物病原真菌糖醇代謝的鑒定 289E. 植物-真菌相互作用的代謝物組學 289Ⅳ．植物病原真菌代謝物組學和蛋白質(zhì)組學的展望 290參考文獻 291第13章 條件致病菌的功能基因組學 297Ⅰ．引言：功能基因組學和條件致病真菌病 297Ⅱ．基因組學 298A. 曲霉的比較基因組學 298B. 次級代謝產(chǎn)物基因簇的基因組挖掘 300Ⅲ．產(chǎn)生真菌突變菌株以研究基因功能 301Ⅳ．轉(zhuǎn)錄組 303A. 微陣列與RNA測序 304Ⅴ．蛋白質(zhì)組學 305A. 基于凝膠的蛋白質(zhì)組學 305B. 非凝膠的蛋白質(zhì)組學 306C. 條件致病真菌的蛋白質(zhì)組分析 3081. 細胞壁蛋白質(zhì)組學 3082. 分泌組學 3083. 適應宿主內(nèi)環(huán)境 309Ⅵ．功能基因組學和生物信息學 311Ⅶ．小結(jié) 312參考文獻 313第14章 白色念珠菌的毒力與代謝 321Ⅰ．引言 321Ⅱ．白色念珠菌代謝概述 322Ⅲ．與毒力相關(guān)的氨基酸代謝 324A. 氨基酸饑餓與毒力 324B. 氨基酸代謝與毒力 326Ⅳ．與毒力相關(guān)的碳代謝 327Ⅴ．毒力與適應性的共進化 332Ⅵ．總結(jié)與展望 333參考文獻 334索引 341