生态代谢组学：代谢通量与环境化学计量Ecometabolomics:
metabolic Fluxes versus Environment Stoichiometry
作者：Sumira Jan, Parvaiz Ahmad
出版社：APPLE ACADEMIC PRESS
索书号：Q948.1/J33 /2019/Y
ISBN：9780128148723
藏书地点：武大外教中心
代谢组学广义上指的是某一生物系统中产生的或已存在的代谢物组的研究，以质谱和核磁共振技术为分析平台，以信息建模与系统整合为目标。随着代谢组学中的研究方法与技术成为生态学研究的有力工具，生态代谢组学概念应运而生，即研究某一个生物体对环境变化的代谢物组水平的响应。
1935年，Arthur Tansley提出生态系统概念。随着分子生物学技术用于生物群落结构和丰度分析，以及高通量生物信息技术孕育的一系列系统生物学研究手段的迅猛发展，人们得以更加整体地了解生态系统的过程和功能。基因组学和转录组学考察遗传多样性和基因表达情况，蛋白质组学能够发现新基因,并监测代谢途径及重要蛋白对环境变化的响应。但是，这些基于分子生物学原理的实验技术往往受到分子标记和检测技术的局限，难以在研究对象的基因型和表型、数量和功能间建立直接关联。
代谢组学的研究范畴是某一个生物体系中代谢物组水平的变化。 在此基础，2011年Sardans 等人从生态学角度提出生态代谢组学概念，即研究某一个生物体对环境变化的代谢物组水平的响应。如果研究要阐释的是生物体在某一个代谢路径上对环境变化的代谢物水平响应，则应称为局部生态代谢组研究。随着代谢组学与生态学分支学科交叉融合的日益深入，生态代谢组学研究已不局限于单一生物体代谢物组或某一代谢路径的生态学响应，而是外延到生态系统中各种生物及非生物因子的生态学过程与功能及复杂相互作用，包括生物对非生物因子如气候、营养匮乏、盐胁迫、低氧的生态代谢响应，两个或多个生物类群如植物与真菌、植物共生细菌与植物病毒、植物与动物间的相互作用等等。生态代谢组学的建立与发展，有助于深入认识物种间的相互作用机制与协同进化机制，加深对生物进化和生态系统的运作规律的理解。
生态系统大部分的变异，包括它们的生物学结构、化学组成、能量和物质通量、种群过程和物种多样性等，都依赖于有机体的代谢特征。有机体大部分的变异，包括它们的生活史性状和生态学角色，则受到它们的个体大小、温度和化学组成的制约。基于所有生命都具有的共同特征，代谢速率可以从物理学的基本原理中推导出来。代谢理论可以解释个体生长、发育、种群动态、分子进化，环境中化学元素的通量，以及物种多样性模式等。或者说，通过代谢速率这个桥梁，人们可以在个体生物学和种群、群落以及生态系统生态学之间建立起有机的联系。
代谢速率除受个体大小的影响之外，还受温度的强烈影响。体温每升高5度，代谢速率增加约150 %。在原始的代谢速率与体重关系的方程中，可以引进一个Boltzmann factor，它表示的是两个分子碰在一起后产生化学反应的概率。温度越高，这个概率就越大，因而化学反应速率就快。纳入温度之后可以解释大部分个体大小不能解释的代谢速率变异。但现在人们还不知道活化能量参数到底代表着什么样的生物学意义；也许它只不过是代谢中数以百计化学反应某种形式的一个平均，或者它也许是代谢途径中必须跨过某个门槛所需要的能量？排在个体大小和温度之后，第三重要的影响代谢速率的因素可能就是资源（营养元素）。即使考虑了个体大小、温度和可供应资源量三个因素之后，代谢速率仍然存在一些尽管很低但无法解释的变异。没有任何一个理论能够完全与数据相吻合；但数据与模型预测之间的不吻合往往促使人们提出更加合理的模型，促进理论的进一步成熟。从这个角度来说，代谢理论可以看成是关于有机体如何工作的一个零假设。
生态代谢组学概念的提出，表明人们已不局限于关注个别基因和蛋白质的分子生物学、个别物质的代谢路径，而是希望从更为宏观的视角，了解生态系统中物种之间、物种与环境之间各组分动态的结构、数量与功能。如何利用代谢组学技术实现这一愿景，生态学家仍面临诸多挑战。第一，代谢物组分数量庞大，难于在生物生态学功能与代谢响应改变之间建立关联。自然界的生命形式十分复杂，植物代谢物 10万到 20万种，即便是单细胞微生物,我们也无法准确给出代谢物种类的准确数目。此外，性别、年龄、健康状况、所处环境等因素变化都会导致生物体的代谢变异。已有科学家尝试将生物个体的代谢物变化及转化数据叠加分析，建立代谢物组响应的动态模型。
《生态代谢组学：代谢通量与环境化学计量》一书于2019年由AAP出版社出版，作者是Sumira Jan与 Parvaiz Ahmad。本书作为研究生态代谢组学的专业书记，全面系统地介绍了生态代谢组学的概念以及研究方法，为相关从业人员提供了详实的理论支撑。
除此之外本书还有以下特点：
1、本书不仅介绍了生态代谢组学的基础知识，还详细介绍了研究方法和技术，并结合具体实例的应用，使读者能够更加全面的了解代谢组学的应用领域。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，大大方便了大家在阅读过程中对生态代谢组学的专业术语的认知。
4、本书最鲜明的特点就是语言浅显易懂，对于初学者有很大的帮助。
本书目录
1.
生态代谢组学介绍
2.
植物生物学综合方法
3.
植物胁迫的代谢组学研究
4.
气候变化和代谢组通量
5.
应用于代谢组学分析的仪器
6.
生态代谢组学：挑战与前景
兰天 武汉大学生命科学学院 博士研究生