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第1章 绪论1

1.1 遗传学的发展史与昆虫遗传学研究1

1.2 摩尔根与遗传学的三大基本规律9

1.2.1 分离规律9

1.2.2 自由组合规律10

1.2.3 连锁和互换规律11

1.2.3.1 性连锁11

1.2.3.2 基因在染色体上的连锁和互换13

1.3 昆虫遗传学的发展历程15

1.3.1 朴素遗传育种阶段16

1.3.2 细胞遗传学阶段18

1.3.3 分子遗传学阶段19

1.3.3.1 同工酶和异构酶分析19

8.3.1.1 距离矩阵法21

1.3.3.2 分子细胞学21

1.3.3.3 DNA-DNA杂交22

1.3.3.4 限制性酶切片段长度多态性分析24

1.3.3.5 DNA测序25

1.3.3.6 基因组DNA的RAPD-PCR分析27

1.3.3.7 tDNA-PCR27

第2章 昆虫的染色体和超染色体及其基因29

2.1 染色体29

2.1.1 细胞结构29

2.1.1.1 细胞膜30

2.1.1.2 细胞质30

2.1.2 染色体结构31

2.1.2.1 一般形态31

2.1.1.3 细胞核31

2.1.2.2 染色体带型及显带技术38

2.1.2.3 异常形态42

2.1.3 染色体数目48

2.2 染色体行为49

2.2.1 有丝分裂时的染色体49

2.2.1.1 间期49

2.2.1.2 有丝分裂的准备52

2.2.1.3 前期52

2.2.1.4 前中期53

2.2.1.7 末期55

2.2.1.6 后期55

2.2.1.5 中期55

2.2.2 减数分裂时的染色体56

2.2.2.1 减数分裂前间期56

2.2.2.2 前期Ⅰ57

2.2.2.3 中期Ⅰ61

2.2.2.4 后期Ⅰ61

2.2.2.5 末期Ⅰ62

2.2.2.6 减数分裂Ⅱ62

2.2.3 有性生殖时的染色体62

2.2.3.1 精子发生和精子形成62

2.2.3.2 卵子发生和配子配合65

3.1 性染色体类型及两性遗传67

第3章 昆虫的性别决定及其遗传67

3.1.1 基因平衡理论68

3.1.2 Goldschmidt学说70

3.1.3 性别与环境71

3.1.4 性反转和性畸形71

3.1.5 Y染色体72

3.1.6 从性遗传与伴性遗传72

3.2 性别分化的基因调节74

3.2.1 控制性别的调节等级74

3.2.2 剂量补偿75

3.2.3 胚层系的性别决定75

3.3.3 雌雄同体系统77

3.3.2 雄性单倍体系统77

3.3.1 XX-XO系统77

3.3 蚧壳虫的染色体系统及性别决定的多样性77

3.3.4 2N-2N系统78

3.3.5 Laecanoid系统78

3.3.6 Comstockiella系统79

3.3.7 二倍体产雄单性生殖系统80

3.3.10 产两性孤雌生殖81

3.3.9 单性生殖系统81

3.3.8 Diaspidid系统81

3.3.11 Agonoid系统82

3.4.1 周期性的孤雌生殖83

3.4 蚜虫孤雌生殖83

3.4.2 有性时期的局部消失84

3.4.3 永久性的产雌单性生殖86

第4章 昆虫的发育与遗传调控87

4.1 果蝇的发育88

4.1.１ 卵母细胞的形成88

4.1.2 果蝇的胚胎发生90

4.1.3 后胚胎发育92

4.1.4 突变体的分解发育93

4.2.1 母体基因94

4.2 胚胎发育中的基因调控94

4.2.2 分节基因98

4.2.2.1 间隙基因98

4.2.2.2 成对基因99

4.2.2.3 体节极性基因100

4.2.3 同源异形基因101

4.2.4 发育中的相互影响102

4.3 果蝇复眼的形成及基因调控103

4.3.1 复眼的细胞生物学103

4.3.2.2 通过已知调控蛋白的同源物来分离基因107

4.3.2.1 突变体分析107

4.3.2 复眼的发育过程中与细胞图式形成的有关基因107

4.3.2.3 通过调节基因区域的增强子活性来分离基因108

4.3.3 调节复眼发育的图式形成的基因鉴别108

4.3.3.1 编码DNA结合蛋白的基因——rough基因109

4.3.3.2 结合酪氨酸基酶的基因——sev基因111

4.3.3.3 bride of seuenless基因(boss基因)112

4.3.3.4 基因的EGF受体一一椭圆基因112

4.3.3.5 类固醇接受体类基因——Seven-up基因(SVP)113

4.3.3.6 其他基因114

4.4 其他昆虫有关基因的相似与不同115

第5章 昆虫的免疫及遗传119

5.1 迅速反应：蛋白水解盒119

5.2 诱导产生的分子：抗细菌蛋白和多肽120

5.3 靶标和活动机制122

5.5 昆虫免疫反应的有关组织125

5.4 昆虫感病后的其他反应125

5.6 免疫蛋白基因的诱导126

5.7 识别分子128

5.8 昆虫的免疫遗传129

5.8.1 鳞翅目130

5.8.2　双翅目131

5.8.3 膜翅目和鞘翅目133

5.9 与脊椎动物天然免疫作用的关系134

第6章 昆虫的行为与遗传135

6.1 分析昆虫行为遗传的传统方法136

6.1.1 杂交试验136

6.1.1.1 蜜蜂(Apis mellifera)对美洲腐烂病的易感性反应行为136

6.1.1.2 蚊子的入室行为137

6.1.2 选择试验137

6.1.3 原基分布图138

6.2 单基因或少数基因影响的一些行为139

6.3.1 果蝇的周期节律及其基因140

6.3 果蝇的周期基因及其分子遗传学分析140

6.3.2 被周期基因影响的其他行为和表型142

6.3.2.1 求偶鸣声周期142

6.3.2.2 发育时间145

6.3.2.3 学习145

6.3.2.4 其他表型146

6.3.3 周期(Per)基因的分子结构146

6.3.3.1 Per基因的克隆146

6.3.3.2 Per基因的DNA序列148

6.3.3.3 Per基因蛋白149

6.3.3.4 Per基因作用的模式150

6.3.3.5 Per突变体的分子分析152

6.3.3.6 其他时钟突变153

6.3.3.7 时钟的位置154

6.3.3.8 热振荡启动子与Per基因融合156

6.4 进化研究157

6.5 结论159

第7章 昆虫种群遗传学和生态遗传学160

7.1 种群遗传学161

7.1.1 平衡定律161

7.1.1.1 基因频率161

7.1.1.2 哈迪-万因伯格(Hardy-Weinberg)定律162

7.1.2 复等位基因的平衡比例163

7.1.3 伴性基因164

7.1.3.1 平衡的建立164

7.1.3.2 推论和应用166

7.1.4 同源多倍体166

7.1.5 近亲繁殖系统168

7.1.5.1 自体受精169

7.1.5.2 同胞交配169

7.1.5.3 亲裔交配171

7.1.5.4 半同胞交配172

7.1.5.5 双亲表兄妹间的交配173

7.2 分子生态遗传学174

7.2.1.1 等位基因酶175

7.2.1 分子数据的分析175

7.2.1.2 DNA指纹177

7.2.1.3 DNA序列177

7.2.1.4 RAPD-PCR177

7.2.1.5 RFLPs178

7.2.2 分子生态遗传学研究实例178

7.2.2.1 “新世界”中的“非洲化蜜蜂”178

7.2.2.2 秋黏虫的遗传变异性185

7.2.2.3 尖音库蚊中杀虫剂抗性的起源和迁移186

7.2.2.4 群体变异性和对麦二叉蚜抗性的产生187

7.2.2.5 17龄蝉中群体分离和基因渗透188

7.2.2.6 膜翅目昆虫种群结构和血缘关系190

第8章 昆虫的遗传与进化192

8.1 物种与进化192

8.1.1 系统原理及分析方法进展194

8.1.3 分子系统学与进化的争议197

8.1.3.1 分子特征与形态特征197

8.1.2 分子进化197

8.1.3.2 分子钟198

8.1.3.3 进化的中性理论200

8.1.3.4 同源性和相似性201

8.2 细胞及分子分析的主要內容202

8.2.1 染色体系统202

8.2.2 线粒体DNA203

8.2.3 核糖体RNA205

8.2.4 卫星DNA和同向重复序列可变数VNIRS208

8.3 细胞与分子系统方法208

8.3.1 组建细胞及分子系统发育210

8.3.1.3 最大可能性方法211

8.3.1.2 最大节俭法211

8.3.2 昆虫的系统发育212

8.3.3 形态学方法和分子方法的全等性213

8.4 几个昆虫进化与细胞分子遗传研究的实例214

8.4.1 蚧壳虫染色体的进化214

8.4.1.1 染色体数目215

8.4.1.2 蚧壳虫染色体系统215

8.4.1.3 染色体系统的适应性意义215

8.4.2 以染色体倒置为依据的进化219

8.4.2.1 原始基因序列220

8.4.2.2 进化系统222

8.4.3 以卫星DNA为依据的进化系统226

8.4.4 DNA杂交和洞穴蟋蟀的进化231

8.4.5 Adh DNA序列和果蝇进化232

8.4.6 16S rDNA序列和膜翅目的系统发育234

8.4.7 16S rDNA 序列和三角头状叶蝉234

8.4.8 RFLP分析伊蚊属和按蚊屑的mtDNA235

8.4.9 凤蝶种群的mtDNA系统发育236

8.5 物种形成和进化中分子遗传学的一些问题讨论236

第9章 昆虫中有用的基因和转基因昆虫238

9.1 昆虫中可利用的基因及其产物238

9.1.1 丝蛋白基因238

9.1.2 昆虫的神经肽种类及其作用241

9.1.2.1 AKH/PRCH家族241

9.1.2.2 促肌激素243

9.1.2.3 利尿和抗利尿激素244

9.1.2.4 羽化激素245

9.1.2.5 促甾激素245

9.1.2.6 促咽侧神经肽246

9.1.2.7 信息素合成活化神经肽246

9.1.2.8 与FMRF-NH2有关的神经肽247

9.1.2.9 昆虫神经肽在害虫防治方面的应用探索247

9.1.3.1 重组质粒的构建与转化248

9.1.3 蜜蜂毒素一一蜂毒溶血肽(melittin)基因的克隆及应用探索248

9.1.3.2 重组菌落的筛选鉴定249

9.1.3.3 酶切鉴定249

9.1.3.4 PCR扩增检测250

9.1.3.5 DNA测序250

9.1.4 昆虫的抗药性基因及其利用251

9.1.5 昆虫的免疫基因及其利用253

9.1.6 昆虫的不育基因及其利用253

9.2 其他节肢动物中可利用的基因254

9.2.1 蝎毒素基因的利用254

9.2.2 蜈蚣毒素基因的利用254

9.3 昆虫转基因的方法254

9.3.1 P-转座因子载体255

9.3.2 其他转座因子255

9.3.4 直接注射DNA256

9.3.3 微量注射256

9.3.5 母体微注射257

9.3.6 将去壳的卵浸入DNA液中进行转化257

9.3.7 精于作为DNA载体257

9.3.8 高速微弹法257

9.3.9 电激穿孔法258

9.3.10 工程染色体法258

9.3.11 核和细胞移植259

9.3.12 昆虫共生物的转化259

9.3.13 外源基因转入培养的昆虫细胞259

9.3.14 杆状病毒载体259

9.3.15 酵母中介重组260

9.4 鉴定已转化的昆虫260

9.5 释放转基因昆虫可能会带来的风险分析261

9.6 转基因昆虫释放时的布局264

参考文献267