海洋是人類生存和發展的重要空間,海洋生物中蘊藏的基因資源是海洋生物資源可持續利用的核心和根本。《海洋生物功能基因開發與利用》系統介紹了基因資源的特征,我國近年來在海洋生物功能基因發掘與利用技術方面取得的重要成就,包括海洋生物功能基因發掘與驗證及開發利用技術;相繼完成的牡蠣、半滑舌鰨、海帶等20余種海洋生物的全基因組測序及病原微生物、極地和其他海洋來源微生物功能基因的發掘與利用研究;建設中的基因資源共享平臺及數據庫,預測了今后的發展趨勢。
《海洋生物功能基因開發與利用》旨在為從事海洋生物資源尤其是基因資源開發利用的科技人員、高等院校相關專業的師生及科技管理人員提供參考。
進入21世紀,隨著人類基因組計劃的完成和后基因組時代的到來,以基因技術為核心的生命科學與生物技術已成為自然科學和高新技術研究中最富有生命力的領域之一。生命科學的快速發展和關鍵技術的突破,啟動了生物產業又一次新的革命,并進入了全球擴張階段,其影響力遠遠超過前三次科技革命。現代生物技術正改變著人類的生活,成為解決人類糧食、健康和環境三大基本問題的關鍵技術,生物產業也將成為21世紀世界經濟的支柱產業。生物資源是所有生命科學研究及生物技術產業的物質基礎,隨著對生物資源的進一步發掘和利用,基因資源的重要地位日益凸顯,并必將繼其他傳統資源之后成為世界各國爭奪的焦點。
海洋是人類生存和發展的重要空間,對世界各國經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。21世紀以來,海洋科技已進入世界科技競爭的前沿,并成為各國綜合實力競爭的焦點之一。其中,發展海洋生物技術已成為新一輪生物科技革命的重要內容,海洋生物產業作為新世紀高新技術產業之一,正成為未來全球經濟和社會發展的又一重要推動力。我國在“十二五”科技發展規劃中將“發展海洋經濟”列為優先主題,并在中國共產黨第十八次全國代表大會上的報告中提出了“建設海洋強國”的戰略方針,將發展海洋經濟和海洋科技提升到前所未有的戰略高度,也將海洋圈定為國家戰略性新興產業的主戰場。我國海洋生物資源豐富,已鑒定的海洋生物有2萬余種,海洋生物中蘊藏的基因資源是海洋生物資源可持續利用的核心和根本。面對數量巨大的海洋生物及其豐富的基因資源,發掘篩選出具有應用前景的功能基因,開發具有我國自主知識產權的海洋功能基因新產品,將催生以功能基因為源頭的新興生物工程產業。大力發掘和合理利用海洋生物基因資源,不僅能從更深層次探究海洋生命的奧秘,更是我國海洋資源可持續發展的必然趨勢。面向國家戰略需求和學科前沿,建立和發展功能基因發掘及開發利用技術是提高海洋生物資源發掘利用水平,提升藍色經濟核心科技創新力和國際競爭力,推動我國建設海洋強國步伐的必然之路。
叢書序
序言
前言
第一章 概述
第一節 基因與基因資源
一、基因的基本概念
二、基因資源的特性
三、功能基因的發掘利用
第二節 海洋生物功能基因與基因資源
一、海洋生物基因資源的特點
二、海洋生物基因資源研究現狀
三、海洋生物功能基因開發利用
主要參考文獻
第二章 海洋生物功能基因發掘與驗證技術
第一節 基因組學技術
一、基因組調查
二、普通基因組圖譜
三、復雜基因組圖譜
第二節 轉錄組學技術
一、轉錄組技術平臺
二、基于高通量測序的轉錄組學技術
三、轉錄組研究其他技術
四、單細胞轉錄組技術
五、非編碼RNA研究技術
第三節 蛋白質組學技術
一、簡介
二、研究進展及應用實例
三、展望及發展趨勢
第四節 宏基因組學技術
一、宏基因組學起源
二、宏基因組學在海洋微生物研究中的應用
第五節 海洋生物功能基因驗證技術
一、功能基因的結構特征分析與功能預測
二、基因表達規律分析技術
三、基于基因功能獲得與失活策略的研究技術
四、基于基因編碼產物與蛋白質或核酸相互作用的研究技術
主要參考文獻
第三章 海洋生物功能基因開發利用技術
第一節 海洋生物基因功能產品——天然產物
一、簡介
二、研究進展及應用實例
三、展望及趨勢
第二節 海洋生物藥用功能基因開發
一、概述
二、國內外研發現狀與趨勢
三、發展前景
第三節 海洋生物抗菌肽的研究與利用
一、簡介
二、研究進展及應用實例
三、展望及趨勢等
第四節 海洋生物基因功能產品——工業用品
一、概念、原理和技術
二、海洋生物基因工業產品的研究進展
三、展望
第五節 系統發育學及DNA條形碼
一、系統發育學
二、DNA條形碼
第六節 海洋環境污染監測技術及病原檢測技術
一、海洋環境污染監測技術及病原檢測技術簡介
二、研究進展及應用實例
三、展望及趨勢
主要參考文獻
第四章 海洋動物功能基因的發掘和利用
第一節 海洋生物基因組進展
一、海洋魚類
二、海洋鳥類
三、海洋爬行動物
四、海洋哺乳動物
五、其他海洋生物
六、總結與展望
第二節 半滑舌鰨
一、簡介
二、半滑舌鰨基因組研究進展
三、半滑舌鰨重要性狀相關功能基因發掘研究進展
第三節 牙鲆
一、簡介
二、全基因組測序及精細圖譜繪制研究進展
三、功能基因發掘利用研究進展及展望
第四節 石斑魚
一、石斑魚簡介
二、斜帶石斑魚基因組研究進展
三、石斑魚功能基因挖掘與利用研究進展
四、展望
第五節 彈涂魚
一、彈涂魚簡介
二、彈涂魚的兩棲習性
三、彈涂魚基因組學研究進展
四、彈涂魚呼吸和體內離子平衡研究
五、彈涂魚附肢的特化
六、總結與展望
第六節 大黃魚
一、大黃魚免疫系統特征
二、大黃魚免疫相關基因研究
第七節 海馬
一、海馬簡介
二、海馬基因組及功能基因研究進展
三、海馬功能基因研究展望
第八節 菊黃東方純
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、功能基因發掘利用
第九節 中國明對蝦
一、簡介
二、中國明對蝦功能基因及基因組研究進展
三、中國明對蝦功能基因研究的應用前景
第十節 凡納濱對蝦
一、簡介
二、凡納濱對蝦功能基因及基因組研究進展
三、凡納濱對蝦功能基因和基因組研究在生產中的應用
第十一節 牡蠣
一、牡蠣全基因組測序
二、生長發育基因與應用展望
三、貝殼形成相關功能基因與應用展望
四、牡蠣抗逆相關基因的篩選及應用前景
第十二節 扇貝
一、扇貝全基因組序列圖譜組裝及質量評估
二、扇貝基因組注釋及結構特征分析
三、扇貝基因家族分析及比較基因組分析
四、扇貝胚胎發育基因表達模式
五、扇貝特殊適應性性狀的遺傳基礎、調控機制及進化途徑分析
第十三節 馬氏珠母貝
一、簡介
二、馬氏珠母貝基因組的研究
三、以基因組為基礎的功能基因研究
第十四節 鮑
一、物種簡介
二、鮑功能基因研究進展
三、鮑轉基因技術的初步研究
四、展望
第十五節 芋螺
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、芋螺毒素功能基因發掘利用
第十六節 芋螺轉錄組與芋螺毒素基因庫建設
一、芋螺基因組調查測序分析
二、多種芋螺轉錄組測序分析
主要參考文獻
第五章 海洋植物功能基因的發掘和利用
第一節 海洋植物基因組及功能基因研究進展
一、我國紅藻栽培及分子生物學研究現狀
二、我國綠潮原因種——滸苔及功能基因研究現狀
三、我國褐藻栽培及分子生物學研究狀況
四、海洋微藻的研究與利用
五、總結與展望
第二節 褐藻
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、功能基因發掘利用
第三節 紫菜
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、紫菜功能基因相關研究及發掘利用
第四節 江蘺
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、功能基因發掘利用
第五節 微藻
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、微藻功能基因的利用
主要參考文獻
第六章 海洋微生物功能基因的發掘和利用
第一節 對蝦白斑綜合征病毒
一、WSSV基因組研究
二、WSSV結構蛋白研究
三、WSSV極早期基因研究
第二節 遲緩愛德華菌
一、遲緩愛德華菌簡介
二、遲緩愛德華菌基因組
三、遲緩愛德華菌基因功能研究
四、基于遲緩愛德華菌毒力功能基因的相關疫苗設計
第三節 其他海洋微生物
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、功能基因發掘利用
第四節 極端環境微生物
一、簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、功能基因發掘利用
主要參考文獻
第七章 其他海洋生物功能基因的發掘和利用
第一節 單環刺蜢
一、種類概況簡介
二、基因組及功能基因研究進展
三、功能基因應用研究
第二節 綠海龜
一、綠海龜和中華鱉簡介
二、綠海龜和中華鱉基因組的測序及組裝
三、結果與分析
四、總結
第三節 小須鯨
一、物種簡介
二、基因組工作
三、重要功能基因
主要參考文獻
第八章 海洋生物基因資源共享及數據庫建設
第一節 海洋生物基因資源共享辦法
一、總則
二、共享海洋生物基因數據資源的保存原則及方式
三、海洋生物基因資源共享原則及方式
四、海洋生物基因資源保存及共享各方責權
五、管理機構及職能
第二節 千種魚類轉錄組計劃
第三節 國際水生哺乳動物基因組計劃
第四節 深圳國家基因庫的數據庫建設與應用
一、簡介
二、國家基因庫數據庫建設
三、國家基因庫數據庫應用實例
四、生物信息數據庫建設的探討
主要參考文獻