《系统基因组学》
Phylogenomics
作者：Rob DeSalle
出版社：CRC Press
索书号：Q111.4/D441(2)/2021Y
ISBN：9780367028497
在达尔文提出进化论后的150多年间，生命科学经历了一次又一次的变革，其中一个重要原因就是物理学、化学、数学、工程学等很多学科的方法逐渐应用于生物学研究，使我们研究生命科学的视野不断扩大，研究的问题也越来越深入，我们开始有能力来处理比达尔文时代更复杂的生命科学问题。特别值得一提的是，1953年，DNA双螺旋结构的发现为我们打开了一扇崭新的窗口，开启了分子生物学的新时代。分子生物学已成为现代生物学的主旋律，我们可以从分子水平来重新审视原来公认的生物学理论。
如今，越来越多的分子生物学家开始从进化途径来解决生命科学的前沿问题。其中，利用同源基因来预测未知的基因功能，已经成为基因组分析中的一项常规工作。这一工作通过构建进化树来确定不同生物的种间同源基因和种内同源基因以及基冈家族成员。由于种间同源基因往往具有相似的生物学功能，因而可用于未知的基因功能预测。例如，原始血红蛋白基因经过基因复制和长期的进化过程，形成了血红蛋白仅链和血红蛋白B链两个基因（家族），分别行使不同的功能。如果我们从一个物种中测定了新的血红蛋白基因序列，就可以通过生物信息学及分子进化分析，确定它属于哪个基因家族，从而推测它的功能，为今后进一步进行实验验证奠定基础。
目前，分子进化分析技术仍在不断发展之中，它的应用范围也在逐步拓展。由于分子生物学越来越趋向于大规模实验，分子进化模型预测将为研究人员节省大量的时间和经费。
进入后基因组时代，生物进化理论正面临前所未有的机遇与挑战。机遇是大规模测序计划（如人类基因组计划）及各种组学（基因组学、蛋白质组学等）手段不断完善，人们可以通过这些工作所获得的大量分子数据来验证已有的进化理论，从而发展和深化传统进化思想和分子进化分析方法。对现有进化理论的挑战也来自于解释海量分子数据及探寻复杂生物学领域的巨大需求。例如，人们发现某些病毒的进化历史可能不是一种树状结构（如人畜共患病病毒位于不同的“树枝”上），而是一种网状结构，如同飞舞在进化树枝间的蝴蝶，因而用进化树来重建病毒进化历史时存在许多缺陷。如何构建更为全面的进化网络则是摆在我们面前的一项崭新的课题。机遇也罢，挑战也罢，它们都为生物进化论在分子生物学时代的进步展现了光明的前景。
本书第1章和第2章介绍了分子生物学的基本原理，并描述了用于分析分子序列的经典技术，包括几种被称为“下一代”方法的高通量技术。第3章探讨了种群水平上的进化，并介绍了系统发育树的构建。为了方便起见，作者对专注于种群的进化研究(微观进化)和更高层次系统关系的物种关系的进化研究(宏观进化)进行了简单的划分。第4章到第9章讨论了基因组级数据的存储和操作，以生成用于系统发育学的数据集。这些过程包括访问数据库和Web程序，如PubMed、GenBank和BLAST，以下载DNA和蛋白质序列，比对。
这本书的目的是作为一个介绍快速发展的比较生物学领域称为系统发育学。大约20年前，就在对活生物体的全基因组进行快速高效测序的同时，乔纳森·艾森创造了“系统基因组学”这个术语，系统发育是指进化树生成的过程，基因组学是指从生物体中获取基因组水平数据的努力。在过去的二十年里，系统发育学已经发展成为一个重要的和令人信服的学科。作者开发了这本书，以回应学生：我们遇到了在过去几年谁感兴趣的应用基因组学比较生物学，特别是系统发育，进化和群体遗传学问题。
《系统基因组学》一书于2020年由CRC Press出版，作者是Rob DeSalle。
本书适用于学习分子生物学、比较生物学、进化、基因组学和生物多样性的高等生物学本科生和研究生。在进化或系统发育学方面没有很强背景的学生会发现，讨论进化原理和系统发育学水平数据处理的章节特别有用。相反，擅长生态学、分类学和生物多样性的学生将有机会在系统基因组水平上了解基因和种群的进化，并熟悉在他们的研究中应用系统基因组学。本书解释了基因组水平数据的存储和操作、系统发育树的构建、种群遗传学、自然选择、生命之树、DNA 条形码和宏基因组学的基本概念。每章都包含解决问题的练习，使学生能够牢牢掌握现代生物学家面临的重要分子和进化问题以及回答这些问题所需的工具。
本书作为讲述系统基因组学的书籍，内容专业详实，语言浅显易懂，具有以下特点：
1、 语言精练，深入浅出。
2、每章都包含解决问题的练习，帮助读者进一步加深理解。
3、罗列专业词汇，大大方便了大家在阅读过程中对书中专业术语的认知。
4、 文章最后罗列参考文献，读者可进一步了解系统基因组学前沿进展
本书目录
第一部分 系统基因组学基础
1.
什么是系统基因组学
2.
遗传信息的生物学和测序：DNA 、RNA、和蛋白质
3.
进化原理：种群和树木
第二部分 数据
4.
数据存储：基础
5.
序列比对和序列搜索数据库
6.
多重比对
7.
基因组测序与注释
8.
基因组数据库：基因组和转录组
9.
Amplicon 数据库：BolD 和细菌16S rDNA数据库
第三部分 系统遗传/系统基因组学分析
10.
建树概论
11.
距离和聚类
12.
极大似然
13.
搜索策略和稳健性
14.
比率异质性，长分支吸引和似然模型
15.
系统发育学中的贝叶斯方法
16.
基因树的异质性
17.
系统发育程序和网站
第四部分 群体基因组学
18.
群体遗传学与基因组
19.
群体基因组学方法
20.
探索自然选择：基础
21.
在分子水平上完善系统基因组学方法
第五部分 系统基因组学行动
22.
构建系统基因组学矩阵
23.
系统发育学与生命之树
24.
比较基因组学
25.
环境DNA
26.
理解基因功能和进化的系统基因组学方法
王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生