真菌基因组学

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 2Ⅰ．引言 2Ⅱ．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 4A. 酵母作为研究真核生物和人类疾病的模型 41. 酵母作为研究真核生物和系统生物学的模型 42. 酵母作为研究人类疾病分子系统生物学的模型 5B. 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 121. 多因子复杂疾病 122. 目标、实验系统、设计、数据分析整合策略 133. 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 14Ⅲ．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 28Ⅰ．引言 28A. 前基因组时代的知识积累：我们知道多少种真菌 28B. 基因组时代的最新状态：取得什么成果 29Ⅱ．真菌基本谱系的进化：系统发育基因组角度的相关研究 32A. 水生的运动孢子（游动孢子）真菌 331. 芽枝霉门 332. 壶菌门 343. 新美鞭菌门 35B. 陆生的不动孢子真菌 361. 毛霉门 372. 被孢霉门 413. 虫霉菌门 414. 球囊菌门 42C. 与真菌具有共同祖先的其它微生物 421. 隐真菌门（罗兹壶菌目）：异水霉罗兹壶菌 422. 微孢子虫 443. 核形虫目-Fonticula类群：简单核形虫和Fonticula alba 444. 中黏菌门（鱼孢霉菌科） 45Ⅲ．真菌基本谱系的进化：系统发育基因组的相关研究 45Ⅳ．基本真菌的基因组的主要特征 46A. 全基因组复制 46B. 基因复制、串联重复 47Ⅴ．小结 48参考文献 48第3章 真菌系统发育基因组学研究 55Ⅰ．引言 55Ⅱ．确定跨越基因组的基因：直系同源和旁系同源 55Ⅲ．系统发育基因组学方法重构物种进化树 56A. 进化背景下基因组学 56B. 构建真菌进化树 57Ⅳ．关注基因家族历史：从基因组到系统发育组学 60Ⅴ．真菌进化过程的研究 61A. 基因家族的扩增与全基因组复制 61B. 水平基因转移 63C. 真菌砷酸盐代谢中的水平基因转移 64Ⅵ．比较分析认识真菌生物学 65Ⅶ．基于比较基因组的蛋白质功能预测 66Ⅷ．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 72Ⅰ．引言 72Ⅱ．菌种保藏中心 72A. 菌种保藏中心认证 73B. 生物多样性公约 75Ⅲ．真菌全基因组分析 76A. 参考基因组序列 76B. 同物种多分离菌株的测序 78C. 后基因组时代的菌株等效性 83Ⅳ．基因组技术对菌种保藏中心的影响 84A. 基因本体论驱动的菌种保藏中心目录 84B. 重测序的等位基因目录 84Ⅴ．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 90Ⅰ．引言 90Ⅱ．染色质结构的调控：并非所有的修饰都是“表观遗传”调控 91Ⅲ．染色质结构单元：丝状真菌中的组蛋白组分 93Ⅳ．参与组蛋白修饰的蛋白 98Ⅴ．异染色质形成的控制 98Ⅵ．丝状真菌中的兼性异染色质 100Ⅶ．小结 103Ⅷ．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 113Ⅰ．引言 113Ⅱ．真菌光生物学 113A. 真菌为什么要感光 113B. 真菌光受体：生物化学与分布 1141. 基于黄素的蓝光受体 1142. 红光敏感的光敏色素 1183. 视紫红质和视紫蛋白相关蛋白 1184. 小结 119C. 粗糙脉孢菌的光生物学 1191. 脉孢菌的光响应 1192. 白领复合物信号转导的分子基础 1193. 白领复合物受蛋白激酶及VVD作用的负调控 1204．脉孢菌中的其它光受体：仅需要LOV 121D. 曲霉属的光响应 1221. 构巢曲霉的光响应 1222. WCC和光敏色素之间在遗传学和物理学上的相互作用 1233. 构巢曲霉中CryA的功能为CPD光裂合酶和光敏感的隐花色素 1234. 小结 123E. 总结 124Ⅲ．昼夜节律和真菌 124A. 什么是昼夜节律 124B. 追踪脉孢菌的昼夜节律 125C. 其它真菌中生物钟的保守性 126D. 生物钟振荡器的分子机制 126E. 核心时钟组件 1281. 负调控组件：FRQ和FRH 1282. 正调控：“白领”复合物 131F. 时钟输入和输出 1311. 输入 1312. 输出 132G. 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 139Ⅰ．引言 139Ⅱ．从基因组到功能 140A. “无性”真菌的有性发育 140B. 大规模基因敲除的研究 141C. 基因组测序发现突变 141Ⅲ．转录组学：基因组学的应用 142A. 转录组学确定发育过程中的基因表达图谱 1441. 不同发育阶段的转录组学 1442. 比较转录组学鉴别进化上保守基因的表达模式 145B. 利用转录组学鉴定发育相关基因和突变 1471．转录组学分析交配型依赖的基因表达 1472. 光受体突变体的转录组学分析 1493. 其它发育相关突变体的转录组学分析 150C. 子实体发育阶段差异表达基因的详细分析 151Ⅳ．其它“组学”方法 152Ⅴ．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 162Ⅰ．前言 162A. 植物生物质的组成 162B. 纤维素 162C. 半纤维素 1631. 木聚糖 1632. 木葡聚糖 1633. 半乳甘露聚糖 165D. 果胶 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. 木质素 166Ⅱ．子囊菌产生的植物生物质修饰酶 168A. 子囊菌基因组研究现状 168B. 腐生真菌、人类病原真菌、植物病原真菌以及酵母的比较 170C. 子囊真菌降解植物生物质的转录组与蛋白质组研究 172D. 植物生物质相关基因的表达调控 174Ⅲ．担子菌产生的植物生物质修饰酶 174A. 担子菌基因组研究现状 174B. 担子菌中参与木质素修饰的酶类 1751. Ⅱ型血红素过氧化物酶类 1752. 多铜氧化酶类 1783. 产H2O2的氧化还原酶类 1794. P450单加氧酶类 1805. 纤维素氧化酶类 1806. 草酸分解酶类 181C. 白腐真菌和褐腐真菌的比较 182D. 担子菌降解植物生物质的转录组和蛋白质组分析 182Ⅳ．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 197Ⅰ．引言 197Ⅱ．转录组学分析的实验设计 198A. 转录谱平台 198B. 真菌培养方法 201Ⅲ．作为产酶细胞工厂的丝状真菌 206A. 分泌压力 206B. 蛋白水解 208C. 菌丝异质性 208Ⅳ．作为植物生物质降解者的丝状真菌 208Ⅴ．丝状真菌作为宿主产生代谢物 210A. 初级代谢物 210B. 次级代谢物 211Ⅵ．真菌的形态学与生产能力 212Ⅶ．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 220Ⅰ．引言 220Ⅱ．木霉属基因组及其特征 221A. 一般特征 221B. 基因家族 222Ⅲ．基因组及相关研究的工具 223Ⅳ．基因表达的环境调控 224A. 光应答 224B. 异三聚体G蛋白信号通路 225C. cAMP途径 226D. 丝裂原激活蛋白激酶信号通路 227Ⅴ．酶的合成 227A. 降解生物大分子的相关基因 227B. 里氏木霉的CAZyme基因簇 230C. 酶合成的调控因子 231D. 纤维素酶高效分泌菌株的发展史 231E. 全基因组分析酶分子的表达调控 232Ⅵ．生理学 233Ⅶ．发育 235A. 无性生殖 235B. 有性生殖 236Ⅷ．木霉与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．次级代谢 238Ⅹ．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 250Ⅰ．引言 250Ⅱ．比较基因组学 253Ⅲ．基因组学在植物病原菌镰刀菌研究中的应用 256A. 特化的致病策略：基因组上的发现 2571. 致病真菌毒素 2572. 宿主环境的脱毒 2593. 诱导宿主的易感性 2604. 分泌蛋白在镰刀菌与寄主相互作用中的功能 261Ⅳ．从病原真菌到腐生真菌：过冬生存 262Ⅴ．产孢基因组学 262A. 无性孢子的形成 262B. 有性发育 2641. 次级代谢和孢子形成 266Ⅵ．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 280Ⅰ．引言 280Ⅱ．蛋白质组学 280A. 蛋白质组方法学 280B. 信号通路靶标的鉴定 281C. 对营养和植物激发子的响应 281D. 感染结构的发育和毒力 283E. 生物防治 285F. 辅助基因组注释的蛋白质组学 285Ⅲ．代谢物组学 287A. 代谢物组方法学 287B. 霉菌毒素的发现 287C. 真菌代谢物组图谱 288D. 植物病原真菌糖醇代谢的鉴定 289E. 植物-真菌相互作用的代谢物组学 289Ⅳ．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 297Ⅰ．引言：功能基因组学和条件致病真菌病 297Ⅱ．基因组学 298A. 曲霉的比较基因组学 298B. 次级代谢产物基因簇的基因组挖掘 300Ⅲ．产生真菌突变菌株以研究基因功能 301Ⅳ．转录组 303A. 微阵列与RNA测序 304Ⅴ．蛋白质组学 305A. 基于凝胶的蛋白质组学 305B. 非凝胶的蛋白质组学 306C. 条件致病真菌的蛋白质组分析 3081. 细胞壁蛋白质组学 3082. 分泌组学 3083. 适应宿主内环境 309Ⅵ．功能基因组学和生物信息学 311Ⅶ．小结 312参考文献 313第14章 白色念珠菌的毒力与代谢 321Ⅰ．引言 321Ⅱ．白色念珠菌代谢概述 322Ⅲ．与毒力相关的氨基酸代谢 324A. 氨基酸饥饿与毒力 324B. 氨基酸代谢与毒力 326Ⅳ．与毒力相关的碳代谢 327Ⅴ．毒力与适应性的共进化 332Ⅵ．总结与展望 333参考文献 334索引 341