123,123

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書從反向遺傳學(xué)角度關(guān)注昆蟲病原真菌的開發(fā)利用及其作用機(jī)制。第一章主要介紹農(nóng)業(yè)害蟲病原真菌的研究背景和概況。理論上，所有的昆蟲都易受病原真菌感染而致病，故當(dāng)昆蟲病原真菌傳播和擴(kuò)散時(shí)，就會(huì)造成昆蟲群體感染而大面積死亡。當(dāng)前，環(huán)境問(wèn)題日益突出，因施用化學(xué)農(nóng)藥而造成的健康問(wèn)題更是引人注目，于是開發(fā)可替代化學(xué)農(nóng)藥或者補(bǔ)充性的生物農(nóng)藥以保護(hù)環(huán)境，并提供綠色的、健康的食品顯得非常重要。利用昆蟲病原真菌控制農(nóng)業(yè)有害昆蟲，實(shí)施生物控制和病蟲害綜合治理（IPM）是造就綠色環(huán)境的重要途徑。在昆蟲病原真菌的生活史中，首先是孢子遇到昆蟲后通過(guò)分泌的黏液附著到昆蟲體表，同時(shí)孢子膨大，萌發(fā)產(chǎn)生芽管。芽管在昆蟲體表找到合適的位點(diǎn)后開始進(jìn)行穿透。然后芽管的頂端開始膨大產(chǎn)生附著胞，附著胞進(jìn)而產(chǎn)生穿透釘，穿透釘透過(guò)表皮進(jìn)入昆蟲血腔，進(jìn)入血腔后，菌絲由絲狀轉(zhuǎn)變?yōu)榻湍笭畹南x菌體，蟲菌體以血腔中的血液為營(yíng)養(yǎng)基迅速繁殖生長(zhǎng)。昆蟲死亡后，病原真菌從血腔內(nèi)穿透皮層再次產(chǎn)生分散的孢子進(jìn)入下一個(gè)周期。前人對(duì)昆蟲病原真菌侵染機(jī)制的研究主要集中在毒力基因的作用機(jī)制上，而對(duì)其他基因的作用機(jī)制探索甚少。本書第二章針對(duì)基因編輯技術(shù)的詳細(xì)操作和結(jié)果分析做介紹，能夠促使研究者很快進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)基因功能的研究。這些技術(shù)是目前從事基因功能研究的必要手段，是從事該領(lǐng)域的科技工作者必須熟練掌握的技能。第三章的內(nèi)容背景是當(dāng)今生物基因DNA的測(cè)序數(shù)據(jù)總量在以指數(shù)級(jí)速度增長(zhǎng)，如何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中海量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)搜集、管理、挖掘、注釋，已成為基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)研究的熱點(diǎn)。為普及和提高我國(guó)基因功能研究者掌握生物信息學(xué)科知識(shí)，學(xué)習(xí)掌握序列數(shù)據(jù)分析的實(shí)用操作技能，及時(shí)了解該領(lǐng)域的最新進(jìn)展，本章介紹了基因功能研究領(lǐng)域的具體應(yīng)用實(shí)例。主要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)搜索與常用工具的操作應(yīng)用，采用“一步一圖”的方式，邊介紹邊示范，讀者可以備上電腦，跟著本書的說(shuō)明一步步操作，可在較短時(shí)間內(nèi)掌握基本操作程序。為滿足讀者的需要，根據(jù)科學(xué)研究近期發(fā)展，本書新增了一些軟件的操作數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)和基因相關(guān)的結(jié)構(gòu)顯示與分析等內(nèi)容。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)可以初步掌握上述方法，應(yīng)用于自己的課題，可以快節(jié)奏、高效率地開展自己的研究工作。有助于讀者在研究過(guò)程中打開眼界，增長(zhǎng)見識(shí)，產(chǎn)生協(xié)作研究和學(xué)習(xí)的愿望。第四章在基因敲除的基礎(chǔ)上研究基因β-tubulin和MaPpt1在病原真菌的作用機(jī)制。β-tubulin是組成微管的基本單元之一，微管又是構(gòu)成細(xì)胞骨架的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分。β-tubulin參與多種細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程。在本書中探討單一的β-tubulin基因?qū)染G僵菌的細(xì)胞形態(tài)、產(chǎn)孢和毒力的影響。敲除β-tubulin基因后，細(xì)胞核、脂滴和幾丁質(zhì)被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞壁的能力下降。β-tubulin基因的缺失導(dǎo)致菌絲彎曲和菌落密實(shí)聚集的形態(tài)。敲除β-tubulin基因后孢子梗的形成率和產(chǎn)孢量也顯著下降。敲除β-tubulin基因使其侵染蝗蟲的能力顯著下降。侵染結(jié)構(gòu)的形態(tài)分析表明：缺失β-tubulin基因會(huì)產(chǎn)生二叉型芽管，促使附著胞的形成率下降；尼羅紅染色顯示附著胞內(nèi)的脂滴分布下降；PEG 800試驗(yàn)表明附著胞的膨壓下降。在蝗蟲活體內(nèi)和在試管內(nèi)蝗蟲體液培養(yǎng)的β-tubulin基因缺失菌株再生能力都顯著下降。綜上所述，表明β-tubulin相關(guān)的微管運(yùn)輸功能在蝗綠僵菌的細(xì)胞形態(tài)、產(chǎn)孢和毒力方面是必需的。第五章介紹關(guān)于敲除絲狀真菌蝗綠僵菌Ppt1/PP5基因的研究。其產(chǎn)孢進(jìn)程從氣生分生孢子到微循環(huán)產(chǎn)孢發(fā)生改變。雖然總體生長(zhǎng)沒(méi)有明顯變化，但是突變體的菌落形態(tài)發(fā)生顯著性改變。Mappt1突變菌株的熱擊反應(yīng)和毒力沒(méi)有變化，而其抗紫外的能力卻顯著提高。eGFP-MaPpt1蛋白的融合表達(dá)表明它定位在孢子的細(xì)胞質(zhì)中，但是在生長(zhǎng)的菌絲中定位在隔上。MaPpt1（Mappt1 vs野生型）的可能靶標(biāo)通過(guò)磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)被進(jìn)一步證實(shí)。差異化基因（Mappt1 vs野生型）表達(dá)揭示了包括糖異生作用、核酸、脂肪酸和細(xì)胞信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的代謝過(guò)程。這些數(shù)據(jù)為MaPpt1在絲狀真菌生長(zhǎng)和分化方面的獨(dú)特功能提供了科學(xué)依據(jù)。第六章對(duì)本書主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與展望。本人在編寫過(guò)程中，對(duì)全部文字和圖表進(jìn)行認(rèn)真修正和統(tǒng)一處理，以使全書文筆流暢連貫。為便于研究者在計(jì)算機(jī)上操作，還在相應(yīng)的圖表中做注釋和符號(hào)標(biāo)記。但是書中的錯(cuò)誤和缺點(diǎn)仍在所難免，懇請(qǐng)讀者指正。本書的編寫得到周口師范學(xué)院的大力支持、鼓勵(lì)和熱忱推薦！期待本書的出版發(fā)行，能在宣傳基因功能研究、普及生物學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)年輕科學(xué)人才等方面做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

作者簡(jiǎn)介

暫缺《農(nóng)業(yè)害蟲病原真菌基因功能研究》作者簡(jiǎn)介

圖書目錄

第一章導(dǎo)論
11研究背景
12研究現(xiàn)狀
121真菌侵染過(guò)程的研究
122真菌產(chǎn)生代謝物的研究
123侵染后的宿主防御研究
124相互作用的三級(jí)程度研究
125被侵染的昆蟲致死性行為變化研究
126昆蟲病原菌的傳播方式研究
127昆蟲宿主-病原菌模型的遺傳多樣性研究現(xiàn)狀
128昆蟲病原真菌的流行病學(xué)研究
129建模
1210控制潛力
1211毒力基因與非毒力基因
13研究技術(shù)路線
第二章基因功能的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程
21載體結(jié)構(gòu)
22質(zhì)粒的擴(kuò)大培養(yǎng)與提取（以天根質(zhì)粒提取試劑盒為例）
23質(zhì)粒酶切
24回收酶切質(zhì)粒（OMEGA凝膠回收試劑盒）
25目的基因的尋找與電子PCR
26酶切位點(diǎn)分析
27引物設(shè)計(jì)和接頭添加
28PCR擴(kuò)增
29上樣電泳
210PCR產(chǎn)物回收
211酶切質(zhì)?；厥瘴锖蚉CR純化產(chǎn)物的連接
212感受態(tài)大腸桿菌轉(zhuǎn)化
213陽(yáng)性克隆鑒定
214靶基因的下游片段重組
215重組完整的質(zhì)粒電轉(zhuǎn)到農(nóng)桿菌
216農(nóng)桿菌侵染目標(biāo)真菌
217真菌轉(zhuǎn)化子培養(yǎng)與PCR驗(yàn)證
2171真菌轉(zhuǎn)化子培養(yǎng)與PCR驗(yàn)證過(guò)程
2172微量DNA提取試劑配方
218真菌轉(zhuǎn)化子的Southern Blotting雜交驗(yàn)證
2181真菌基因組DNA提取
2182Southern Blotting雜交操作
第三章基因功能的生物信息學(xué)研究
31Motif的分析與再現(xiàn)
311序列下載
312Motif分析
313Motif分析再現(xiàn)
314MEME的應(yīng)用
32Motif的批量分析方法
321文件準(zhǔn)備
322導(dǎo)入數(shù)據(jù)與設(shè)置
323細(xì)節(jié)調(diào)整與文件保存
324空間位置大小調(diào)節(jié)
325文本設(shè)置
326其他
33多基因組比對(duì)和共線性分析Mauve軟件
34蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)（SWISS-MODEL）
35同源性分析—進(jìn)化樹構(gòu)建
351Mega軟件構(gòu)建進(jìn)化樹
352clustalx與Mega聯(lián)合構(gòu)建進(jìn)化樹
353在線比對(duì)與Mega聯(lián)合構(gòu)建進(jìn)化樹
354構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹需要注意的問(wèn)題
355系統(tǒng)發(fā)育樹的美化
36小RNA分析方法
361數(shù)據(jù)下載
362mRNA差異表達(dá)
363lncRNA差異表達(dá)
364miRNA差異表達(dá)
365ceRNA網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
37基因編碼蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
371PSIPRED Workbench在線預(yù)測(cè)
372COILS在線預(yù)測(cè)卷曲結(jié)構(gòu)
373Jpred4在線預(yù)測(cè)
374scratchproteomics在線預(yù)測(cè)
375Predict Protein在線預(yù)測(cè)
376信號(hào)肽的在線預(yù)測(cè)
38蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)
39基因的模體識(shí)別與解析
310蛋白結(jié)構(gòu)的可視化
311基因的富集信號(hào)通路分析
312分子對(duì)接分析
3121分子對(duì)接的基礎(chǔ)
3122Chimera軟件分子對(duì)接過(guò)程
3123分子對(duì)接細(xì)節(jié)展示
3124分子對(duì)接結(jié)果平面化
313蛋白活性口袋的預(yù)測(cè)
314antiSMASH數(shù)據(jù)庫(kù)—微生物次生代謝物合成基因簇查詢和
預(yù)測(cè)
315蛋白的多級(jí)構(gòu)比對(duì)分析
316Circos在線繪圖
第四章蝗綠僵菌微管蛋白（β-tubulin）基因的功能
41研究背景
42研究的內(nèi)容
43實(shí)驗(yàn)材料
431主要儀器設(shè)備
432主要試劑和培養(yǎng)基
44實(shí)驗(yàn)方法
441菌株和培養(yǎng)條件
442生物信息學(xué)分析
443真菌基因組DNA和RNA提取
444熒光染色及觀察
445Southern blotting
446載體構(gòu)建及轉(zhuǎn)化子的獲得
447孢子和蟲菌體的計(jì)數(shù)
448產(chǎn)孢量的測(cè)定
449昆蟲生測(cè)
4410PCR擴(kuò)增程序和條件
4411數(shù)據(jù)處理
45結(jié)果分析
451蝗綠僵菌β-tubulin基因的生物信息學(xué)分析
452蝗綠僵菌目標(biāo)基因β-tubulin基因敲除和回復(fù)轉(zhuǎn)化子的
驗(yàn)證
453蝗綠僵菌β-tubulin基因?qū)湫螒B(tài)和菌絲形態(tài)的
影響
454蝗綠僵菌β-tubulin基因?qū)Χ玖Φ挠绊?br />455蝗綠僵菌β-tubulin基因?qū)Ξa(chǎn)孢的影響
456蝗綠僵菌β-tubulin基因?qū)η秩窘Y(jié)構(gòu)附著胞的影響
457蝗綠僵菌β-tubulin基因在細(xì)胞核事件中的功能
46討論
第五章蝗綠僵菌MaPpt1負(fù)調(diào)控微循環(huán)產(chǎn)孢和紫外抗性
51研究背景
52研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
521研究?jī)?nèi)容
522研究技術(shù)路線
53實(shí)驗(yàn)材料
531主要儀器設(shè)備
532主要試劑和培養(yǎng)基
54實(shí)驗(yàn)方法
541菌株和培養(yǎng)條件
542生物信息學(xué)分析
543真菌基因組DNA和RNA提取
544熒光染色及觀察
545Southern blotting
546載體構(gòu)建及轉(zhuǎn)化子的獲得
547孢子和蟲菌體的計(jì)數(shù)
548產(chǎn)孢量的測(cè)定
549昆蟲生測(cè)
5410RNA的提取和定量分析
5411磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)分析
5412數(shù)據(jù)處理
55結(jié)果分析
551蝗綠僵菌MaPpt1基因的生物信息學(xué)分析
552蝗綠僵菌MaPpt1目標(biāo)基因的敲除和回復(fù)菌株的
構(gòu)建
553蝗綠僵菌MaPpt1對(duì)菌落表型的影響
554蝗綠僵菌MaPpt1對(duì)產(chǎn)孢量的影響
555蝗綠僵菌MaPpt1對(duì)紫外逆境抗性的影響
556蝗綠僵菌中MaPpt1在濕熱逆境中的作用和表達(dá)模式的
分析
557MaPpt1在紫外和濕熱逆境中的作用
558蝗綠僵菌MaPpt1在不同培養(yǎng)基上對(duì)產(chǎn)孢的影響
559蝗綠僵菌MaPpt1對(duì)毒力的影響
5510蝗綠僵菌MaPpt1調(diào)控的信號(hào)途徑材料的選擇及RNA
質(zhì)量評(píng)估
5511蝗綠僵菌MaPpt1 基因的敲除改變了產(chǎn)孢的信號(hào)
途徑
5512蛋白質(zhì)組學(xué)分析MaPpt1在產(chǎn)孢和UV抗性的作用
機(jī)制
5513MaPpt1調(diào)控的基因網(wǎng)絡(luò)
56討論
第六章主要結(jié)論與展望
附錄
AqRT-PCR數(shù)字表達(dá)譜驗(yàn)證結(jié)果
B蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果
C蛋白質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜圖
D縮略詞
E常用色素配制及使用方法
F常用抗生素配制及使用方法
G常用培養(yǎng)基
H常用試劑配制方法
I常用酸堿指示劑及變化范圍
J常用生物鑒定引物