本書從反向遺傳學角度關注昆蟲病原真菌的開發(fā)利用及其作用機制。第一章主要介紹農業(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，故當昆蟲病原真菌傳播和擴散時，就會造成昆蟲群體感染而大面積死亡。當前，環(huán)境問題日益突出，因施用化學農藥而造成的健康問題更是引人注目，于是開發(fā)可替代化學農藥或者補充性的生物農藥以保護環(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業(yè)有害昆蟲，實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分泌的黏液附著到昆蟲體表，同時孢子膨大，萌發(fā)產生芽管。芽管在昆蟲體表找到合適的位點后開始進行穿透。然后芽管的頂端開始膨大產生附著胞，附著胞進而產生穿透釘，穿透釘透過表皮進入昆蟲血腔，進入血腔后，菌絲由絲狀轉變?yōu)榻湍笭畹南x菌體，蟲菌體以血腔中的血液為營養(yǎng)基迅速繁殖生長。昆蟲死亡后，病原真菌從血腔內穿透皮層再次產生分散的孢子進入下一個周期。前人對昆蟲病原真菌侵染機制的研究主要集中在毒力基因的作用機制上，而對其他基因的作用機制探索甚少。本書第二章針對基因編輯技術的詳細操作和結果分析做介紹，能夠促使研究者很快進入實驗室，實現基因功能的研究。這些技術是目前從事基因功能研究的必要手段，是從事該領域的科技工作者必須熟練掌握的技能。第三章的內容背景是當今生物基因DNA的測序數據總量在以指數級速度增長，如何對數據庫中海量數據進行科學搜集、管理、挖掘、注釋，已成為基因組學與蛋白質組學研究的熱點。為普及和提高我國基因功能研究者掌握生物信息學科知識，學習掌握序列數據分析的實用操作技能，及時了解該領域的最新進展，本章介紹了基因功能研究領域的具體應用實例。主要學習數據庫搜索與常用工具的操作應用，采用“一步一圖”的方式，邊介紹邊示范，讀者可以備上電腦，跟著本書的說明一步步操作，可在較短時間內掌握基本操作程序。為滿足讀者的需要，根據科學研究近期發(fā)展，本書新增了一些軟件的操作數據、蛋白質數據和基因相關的結構顯示與分析等內容。經過學習可以初步掌握上述方法，應用于自己的課題，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程中打開眼界，增長見識，產生協(xié)作研究和學習的愿望。第四章在基因敲除的基礎上研究基因β-tubulin和MaPpt1在病原真菌的作用機制。β-tubulin是組成微管的基本單元之一，微管又是構成細胞骨架的亞細胞結構成分。β-tubulin參與多種細胞生物學過程。在本書中探討單一的β-tubulin基因對蝗綠僵菌的細胞形態(tài)、產孢和毒力的影響。敲除β-tubulin基因后，細胞核、脂滴和幾丁質被運輸到細胞壁的能力下降。β-tubulin基因的缺失導致菌絲彎曲和菌落密實聚集的形態(tài)。敲除β-tubulin基因后孢子梗的形成率和產孢量也顯著下降。敲除β-tubulin基因使其侵染蝗蟲的能力顯著下降。侵染結構的形態(tài)分析表明：缺失β-tubulin基因會產生二叉型芽管，促使附著胞的形成率下降；尼羅紅染色顯示附著胞內的脂滴分布下降；PEG 800試驗表明附著胞的膨壓下降。在蝗蟲活體內和在試管內蝗蟲體液培養(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相關的微管運輸功能在蝗綠僵菌的細胞形態(tài)、產孢和毒力方面是必需的。第五章介紹關于敲除絲狀真菌蝗綠僵菌Ppt1/PP5基因的研究。其產孢進程從氣生分生孢子到微循環(huán)產孢發(fā)生改變。雖然總體生長沒有明顯變化，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和毒力沒有變化，而其抗紫外的能力卻顯著提高。eGFP-MaPpt1蛋白的融合表達表明它定位在孢子的細胞質中，但是在生長的菌絲中定位在隔上。MaPpt1（Mappt1 vs野生型）的可能靶標通過磷酸化蛋白質組學被進一步證實。差異化基因（Mappt1 vs野生型）表達揭示了包括糖異生作用、核酸、脂肪酸和細胞信號網絡的代謝過程。這些數據為MaPpt1在絲狀真菌生長和分化方面的獨特功能提供了科學依據。第六章對本書主要內容進行總結與展望。本人在編寫過程中，對全部文字和圖表進行認真修正和統(tǒng)一處理，以使全書文筆流暢連貫。為便于研究者在計算機上操作，還在相應的圖表中做注釋和符號標記。但是書中的錯誤和缺點仍在所難免，懇請讀者指正。本書的編寫得到周口師范學院的大力支持、鼓勵和熱忱推薦！期待本書的出版發(fā)行，能在宣傳基因功能研究、普及生物學知識、培養(yǎng)年輕科學人才等方面做出應有的貢獻。
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