Advances in insect physiology
Genomics, physiology and behaviour of social
insects
作者：Amro Zayed; Clement F Kent
出版：Academic Press
索书号：Q96/G335/2015/Y
ISBN: 978-0-12-802157-6
藏书地点：武大外教中心
长期以来，群居昆虫一直被认为是生理学、行为学和进化生物学中极具价值的模范生物。它们极其复杂而有效的交流、行为和社会组织系统都是由微小的大脑产生的，是地球上已知的一些最极端的自我牺牲形式的结果，这些系统启发了20世纪关于社会生活机制和进化的几个更重要的发现。
本期特刊着重介绍了过去10年在社会昆虫社会基因组学方面取得的许多进展。该卷的特点是研究生物体和主题的广度令人印象深刻，由世界上一些最好的社会昆虫研究人员撰写的章节。从这些章节所涵盖的发现来看，这是社会昆虫研究取得重大进展的十年。
在一些章节中，基因组信息和工具被用来对长期存在的问题产生新的见解，如种姓决定和信息素交流。在其他章节中，采用了全新的分析方法，现在由于基因组学的出现而成为可能。这包括使用DNA甲基化来研究环境信息如何在皮肤下影响社会昆虫生物学的各个方面，并将基因组作为历史书籍来开始理解哪些基因和哪些生物过程被进化雕刻出来，从而产生了我们所了解和喜爱的社会昆虫。基因组学还可以帮助促进理论的发展，在间接遗传效应、包容性适合度和奖励系统的进化方面的几章中都很好地说明了这一点。社会基因组学仍然是一门年轻的科学，还有很多工作要做。更多的基因组测序——更多的物种和物种内的更多个体——将增强我们利用群居昆虫作为模型来解决生物组织各个层面的重要问题的能力。需要改进的工具来操纵基因和基因组，以加深我们对基因型和表型之间因果关系的理解。马丁·贝耶实验室的转基因蜜蜂的早期试验，以及最近开发的基因组编辑工具，为我们乐观地认为我们正处于强大的社会昆虫功能基因组学的前沿提供了强有力的理由。这些新技术进步的前景，加上本特刊编辑们专业汇集的丰富知识和见解，很容易得出结论，社会昆虫研究的未来是非常光明的。
昆虫的群居性进化了多次，群居昆虫主宰着许多陆地生态系统。群居昆虫表现出一些动物世界中最具魅力的行为和特征——从农业倾向到跳舞的蜜蜂。对群居昆虫生物学的研究就像群居昆虫本身一样丰富、多样和精彩。研究的问题看起来很简单——社会性是如何以及为什么进化的。但是回答这些问题需要综合和跨学科的研究，这在生物学领域可以说是无与伦比的。不像其他学科，减少是发现的途径，社会昆虫研究者拥抱复杂性和多样性-你会发现通过阅读这本书。我们很高兴呈现这一特别卷的昆虫生理学进展，回顾和综合了过去十年中对社会昆虫进行的一些最好的综合研究。不到十年前，第一个社会昆虫基因组被测序。从那时起见证了社会昆虫基因组项目的爆炸式增长，更重要的是，利用基因组工具重新审视该领域长期存在的问题的深刻研究的爆炸式增长。这一卷的动力是广泛地总结和综合基因组学——由该领域的专家撰写的关于社会昆虫的生理学、行为和进化的研究。
我们从幼年激素和蜜蜂的种姓发展开始我们的卷，但是第一章旧线织新锦-信号通路的线路在蜜蜂种姓表型可塑性的基础上。哈特菲尔德和他的同事们所写的书远远不是对一个经典故事的复述。作者编织了大量的生理和进化洞察力，向我们展示了“旧的线索”，如保守的营养感应通路和激素，如何被重新连接，为我们提供了蜜蜂种姓特异性表型的新织毯。
第二章“大黄蜂社会行为的生理和基因组基础”由Amsalem和他的同事提供了基因、生理和行为在原始社会大黄蜂之间的关系的全面回顾。对于对大黄蜂社会生物学感兴趣的学生和研究人员来说，这一章是知识的大部头，也是一个很好的起点
在第三章“黄蜂社会组织的生理和基因组机制”中，Jandt和Toth讨论了黄蜂科中的黄蜂如何为研究社会性进化提供了一个很好的平台。他们巧妙地回顾了这一群体中种姓决定背后的生理和基因组机制，并介绍了种姓差异如何产生的关键机制明确假设。
白蚁是群居昆虫，在许多有趣的方面与蚂蚁、蜜蜂和黄蜂不同。在第四章“幼年激素:白蚁种姓多酚的中心R调节因子”中，Korb对低等白蚁的社会生物学进行了精彩的介绍，并总结了环境、遗传和幼年激素是如何影响白蚁的劳动分工的。
对非膜翅目群居昆虫的研究肯定会增加许多关于群居性如何进化的有趣见解。在第五章《蚜虫社会转型的生理学和基因组学》中，Abbot对社会蚜虫的生物学进行了引人入胜和令人兴奋的回顾，并介绍了最近豌豆蚜虫基因组的可用性如何为研究士兵种姓的遗传学和进化提供了新的机会。
在第六章昆虫奖励系统:从社会等级决定的生理学和基因，到奖励系统的神经生物学，其中包括一种模型社会性昆虫，蜜蜂和一种模型独居昆虫，果蝇。除了全面回顾蜜蜂和苍蝇奖励系统的异同之外，作者还对奖励系统的修改如何促进社会性的进化进行了有趣的讨论。
越来越明显的是，表观遗传学在影响社会昆虫显着的表型可塑性水平方面起着重要作用。在《社会性昆虫的表观遗传学》第七章中，Glastad及其同事对社会性昆虫中发现的主要表观遗传机制以及这些表观遗传机制如何影响社会性状进行了权威综述。
林克斯瓦耶的《真正社会性昆虫的分子和进化遗传学意义》一文为“在间接遗传效应的框架内研究社会性昆虫的遗传学”发出了重要的号召。群居昆虫明显地与近亲相互作用，为具有间接影响的基因进化创造了成熟的条件——个体的表型由社会伙伴的基因型控制。简要回顾了间接遗传效应如何影响殖民地内个体的行为和生理，并讨论了研究具有间接遗传效应的基因如何促进社会进化的前景。
在第九章《群居昆虫生理和行为进化的种群和系统基因组学见解》中，讨论了在基因组尺度上使用分子进化研究的重要性——作为一种进化上“注释群居昆虫基因组”的方法。我们回顾了通过比较基因组学和群体基因组学揭示的非社会性昆虫的基因进化和调节序列的研究，并说明如何使用这些数据来联系社会性进化的机制和最终假设。
社会生物学领域理论丰富，但从基因组研究揭示的数百个有趣的候选基因中识别利他主义基因并不那么明显。在第十章《理解工蜂自我牺牲:一个概念-经验框架》中，马伦和汤普森综合了控制工蜂自我牺牲的基因的特性，并提供了一套遗传、基因组和分子预测，以指导在社会基因组学时代发现这些利他主义基因。
编辑希望这一卷将提供该领域的状态以及未来社会昆虫研究的路线图的一个很好的总结。
本书目录：
贡献者
前言
昆虫生理学进展导论:基因组学、生理和群居昆虫行为
一、旧线织新锦——信号通路的重新连接是蜜蜂种姓表型可塑性的基础
1.简介
2.蜜蜂Lаrvае的不同喂养
3.蜂王浆的秘密
4.JH在蜜蜂种姓发展中的作用
5.蜜蜂种姓发育中的IIS、TOR和Egfr通路活性
6.工蜂幼虫内源性缺氧——营养信号与氧化代谢的趋同
7.表观遗传学和种姓发展
8.在幼虫等级发育和成虫等级功能的环境依赖信号通路之间是否存在共性?
9.结论
致谢
参考文献
二、大黄蜂社会行为的生理和基因组基础
1.简介
2.大黄蜂性别比例的亲缘冲突
3.与独处期相关的行为、生理和遗传特征
4.与社会性阶段相关的行为、生理和遗传特征
5.工人与工人之间的繁殖冲突
6.幼虫发育及其等级决定机制
7.结论与未来方向
参考文献
三、黄蜂社会组织的生理和基因组机制(科:黄蜂科)
1.简介
2.幼虫发育与成虫繁殖状况
3.成人生殖状况和种姓
4.劳动部成年工人部
5.走向综合:从
机械的角度
6.我们的认识差距和未来方向
7.结论
致谢
参考文献
四、幼年激素:白蚁种姓多酚性的中心调节因子
1. 简介
2. 白蚁胚胎后幼虫发育的主要调节因子
3.两种突触型白蚁的JH和种姓分化
种姓:士兵和新生生殖
4. JH，繁殖力和生殖分工
5. 结论
致谢
参考文献
五、蚜虫社会转变的生理学和基因组学
1.简介
2.社会性蚜虫的背景
3.蚜虫基因组
4.蚜虫社会转变的两个轴
5.结论
致谢
参考文献
六、昆虫奖励系统:苍蝇和蜜蜂的比较
1.简介
2.奖励是什么意思?
3.蜜蜂和苍蝇的奖励系统
4.奖励系统与社会进化
5.结束语
致谢
参考文献
七、社会性昆虫的表观遗传学
1.社会性昆虫与发育可塑性
2.表观遗传
3.DNA甲基化
4.组蛋白修饰和变异
5.非编码rna
6.未来的发展方向
参考文献
八、对于群居昆虫来说，真正群居的分子和进化遗传意义
1.IGEs简介
2.群居昆虫IGEs研究概况
3.IGEs有望在群居昆虫中普遍存在
4.社会昆虫性状表达分子遗传学基础的意义
5.为什么社会昆虫研究者应该考虑ige框架?
6.结论
参考文献
九、群居昆虫生理和行为进化的群体基因组学和系统基因组学研究
1.简介
2.利用序列数据进行选择试验导论
3.社会昆虫分子群体遗传学、系统基因组学和群体基因组学研究综述
4.未来与新一代合成
致谢
参考文献
十、理解工蜂自我牺牲:一个概念-经验的框架
1.简介
2.蜜蜂是昆虫社会的典范
3.基因理论与基因的差距
4.对工人自我牺牲的分子理解
5.预测1:利他主义基因应该满足汉密尔顿法则
6.预测2:利他主义基因应该对环境敏感
7.预测3:利他主义基因的数量和复杂性会随着社会行为的复杂化而增加
8.预测4:利他主义基因应该与亲缘关系识别基因的先前进化共同进化，或者依赖于此
9.预测5:利他主义基因存在于低重组区域，表现出共表达并显示模块化遗传结构
10.预测б:利他主义基因至少部分具有添加剂的影响
11.预测7:利他基因应该表现出强烈的多效性
12.总结
参考文献
邹娟 武大生科院 博士研究生