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1 分子生态学的发展史1

引言1

分子生态学的进化观2

系统分类学、系统发育和物种概念2

物种内的变异4

现代遗传学的起源5

现代综合理论（学说）6

分子进化的中性理论7

行为生态学8

生态学中的遗传学9

生态遗传学9

基因型、表型与表型可塑性11

什么是分子标记13

分子生态学中的里程碑14

早期的分子生态学15

等位酶电泳15

限制性片段长度多态性16

小卫星DNA指纹18

聚合酶链式反应19

基于PCR的分子标记21

DNA测序23

今日的分子生态学24

小结25

2 生态学家的分子生物学课程26

引言26

核酸与生命的共同起源27

DNA和RNA的结构28

核酸的一级结构28

核酸的二级结构30

DNA的复制32

蛋白质的结构33

基础免疫学35

遗传密码与基因表达37

基因组结构：概述39

非编码DNA41

功能（编码）DNA44

核糖体DNA44

细胞核中的结构（编码蛋白质）基因45

线粒体DNA45

叶绿体DNA47

分子生态学中的质粒和遗传操作48

突变50

体细胞的突变50

生殖系突变50

DNA点突变51

其他类型的突变53

进化与突变率53

小结54

3 物种、个体和性别的分子鉴定56

引言56

物种问题57

定义的特殊性57

杂种60

个体鉴别相关案例63

基本鉴定63

蟾蜍间的竞争63

森林的演替64

捕食者消化道中食物的鉴别65

疾病载体的鉴定65

法医学研究66

性别67

个体碎片鉴别69

分子鉴定方法：概评71

蛋白质分析72

DNA分析72

小结73

4 行为生态学75

引言75

从单配性到多配性76

动物的交配系统76

未知交配系统的确定78

雄性的繁殖成效79

两性异形79

集群择偶81

雌性的繁殖成效81

精子竞争82

为什么雌性是混杂交配适应性的83

交配选择与主要组织相容复合体（MHC）85

两性冲突87

后代的性比偏向（偏性比）88

协同行为89

鸟类的协同孵养89

社会性昆虫91

欺骗策略92

种间巢寄生92

种内巢寄生93

觅食与扩散94

觅食94

扩散95

由行为引起的物种形成96

小结100

5 种群遗传学102

引言102

自然种群中的遗传多样性103

一些基本概念103

种群大小与遗传多样性103

哺乳类种群大小与遗传多样性估算的例子106

种群结构108

评估哪里会出现亚种群108

种群亚结构的统计检验108

种群分化研究的标记选择109

联种群（集合种群）的遗传学112

联种群112

联种群是否存在的检验113

不同联种群类型的区分114

基因流与迁移率116

基因流和迁移率的遗传估算116

距离隔离118

估算迁移率的最大似然法120

迁入者（移民）的辨别121

有效种群大小122

有效种群大小的遗传估算方法122

采用不同世代间等位基因频率变化来确定有效种群大小123

确定Ne的其他方法124

种群瓶颈（效应）125

种群瓶颈的意义125

种群瓶颈的遗传检测126

种群遗传学中的分子标记：概述128

选择的原则128

基本的检验129

小结130

6 分子及适应变异132

引言132

中性标记并非真的中性135

等位酶135

核DNA标记137

线粒体DNA138

杂合性与适合度139

概况139

等位酶研究139

DNA标记141

用于研究适应变化的分子方法143

中性和适应变异的比较143

特殊位点上的变异145

基因作图146

数量性状与适应性变异147

基因组学与适应性变异的研究149

小结150

7 亲缘地理学151

引言151

亲缘地理学中的分子标记152

早期的亲缘地理学152

mtDNA可作为亲缘地理学研究的标准手段153

mtDNA的替代物154

系谱与溯祖方法（过程）154

空间上的遗传变化156

单个种群的地理模式156

地理分隔与扩散158

种群间的分化：遗传漂变与基因流159

物种间的基因流160

更新世冰期的遗传推论161

亲缘地理学与共进化164

巢式进化枝分析164

时间上的遗传变化166

地质事件与分子分化速率166

世系分化的实时估量167

应用亲缘地理学169

分类学鉴定169

确定一个物种的自然分布区171

寻找引进物种的起源种群（种源）175

亲缘地理学与适应特征178

小结179

8 保护遗传学181

引言181

生物圈的状态182

保护生物学中的分子遗传学183

遗传多样性保育问题184

近交与遗传负荷186

近交效应的基础186

野生状态中的近交衰退与遗传负荷188

清洗遗传负荷189

远交衰退190

遗传恢复191

竭力挽救的措施（绝点拯救）192

植物保护193

动物保护195

野生动植物法医学197

保护生物学中的遗传学——更广的作用198

系统分类学和保护遗传学198

亲缘地理学和保护遗传学199

全球遗传多样性重要区域200

保护遗传学中的分子标记202

小结202

9 微生物生态学204

引言204

微生物生态学中的重要议题206

自然界中微生物群落的作用206

分子微生物学中的困难问题208

微生物生态学中的免疫学方法210

免疫学方法210

微生物生态学中抗体鉴别的应用211

核糖体基因与微生物生态学214

核糖体基因的结构和应用价值214

鉴定：特异寡核苷酸序列探针在微生物生态学中的应用215

新的进展、问题及其他探针方法217

核糖体基因测序和群落研究219

微生物群落的遗传构建221

替代核糖体基因的分析方法224

基因组分析与微生物生态学226

序列复杂性与微生物多样性226

微阵列与微生物生态学227

微生物生态学中其他的基因组方法228

全基因组分离与病毒多样性229

微生物分子生态学概观231

微生物生态学中的分子标记：概述231

蛋白质方法231

核酸方法231

小结232

10 分子生态学与遗传修饰生物234

引言234

GMO的环境风险236

分子生态学在GMO研究中的作用237

自然界中的水平基因转移238

接合239

转导240

转化241

GMO对自然群落的影响242

基因从GMO到其他生物的转移244

垂直基因转移244

水平基因转移245

转基因对其他物种的影响247

将来的GMO研究与分子标记250

小结251

附录1 分子生态学实践252

采样和样品的处理252

采样252

蛋白质和DNA提取253

基于蛋白质的方法253

等位酶分析和蛋白质多态性253

蛋白谱（指纹）255

免疫学方法255

基于DNA的方法257

用寡核苷酸鉴别细胞257

聚合酶链式反应257

限制性片段长度多态性（RFLP）258

多位点小卫星DNA指纹260

RAPD和AFLP分析260

微卫星分析261

DNA测序262

变性梯度凝胶电泳（DGGE）、温度梯度凝胶电泳（TGGE）和单链构象多态性（SSCP）263

基于PCR分析的引物264

特殊情况：标本馆材料与无损伤取样265

DNA微阵列267

附录2 分子生态学中的分析方法269

个体鉴别与家族（亲缘）关系269

多位点指纹的应用269

单位点模式（带形）的应用270

确定个体的种群归类272

种群的多样性和结构273

分子标记的性质273

多样性的估算274

种群结构275

种群的规模（大小）与历史277

亲缘地理学278

亲缘地理进化树278

地理相关性279

微生物生态学280

术语表281

参考文献286