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出版者:

作者:Soltis, Doug; Soltis, Pamela; Doyle, J. J.

出品人:

頁數:592

译者:

出版時間:1998-6

價格:$ 315.27

裝幀:

isbn號碼:9780412111211

叢書系列:

圖書標籤:

植物
植物係統學
分子生物學
植物分類學
係統發育
分子係統學
植物進化
基因組學
生物多樣性
植物遺傳學
係統植物學

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具體描述

In the five years since the publication of Molecular Systematics of Plants, the field of molecular systematics has advanced at an astonishing pace. This period has been marked by a volume of new empirical data and advances in theoretical and analytical issues related to DNA. Comparative DNA sequencing, facilitated by the amplification of DNA via the polymerase chain reaction (PCR), has become the tool of choice for molecular systematics. As a result, large portions of the Molecular Systematics of Plants have become outdated. Molecular Systematics of Plants II summarizes these recent achievements in plant molecular systematics. Like its predecessor, this completely revised work illustrates the potential of DNA markers for addressing a wide variety of phylogenetic and evolutionary questions. The volume provides guidance in choosing appropriate techniques, as well as appropriate genes for sequencing, for given levels of systematic inquiry. More than a review of techniques and previous work, Molecular Systematics of Plants II provides a stimulus for developing future research in this rapidly evolving field. Molecular Systematics of Plants II is not only written for systematists (faculty, graduate students, and researchers), but also for evolutionary biologists, botanists, and paleobotanists interested in reviewing current theory and practice in plant molecular systematics.

《植物演化與分子係統學：超越形態的解析》圖書簡介本書深入探討瞭植物界宏大的演化曆程，並以前沿的分子生物學技術為核心工具，解析瞭植物類群間的親緣關係、分類學上的界定以及適應性輻射的分子機製。它旨在為植物學傢、遺傳學傢、生態學傢以及對植物生命奧秘抱有濃厚興趣的研究人員和學生，提供一個全麵、深入且極具洞察力的知識框架。我們生活在一個由植物主宰的星球上，它們是地球生態係統的基石，其形態的多樣性令人嘆為觀止。然而，僅僅依靠宏觀的形態特徵來描繪這棵生命之樹的復雜分支，往往會陷入同形異義（convergence）和趨同演化（parallel evolution）的誤區。現代係統學，尤其是分子係統學的興起，為我們提供瞭前所未有的清晰度，使我們能夠揭示植物演化史上那些隱藏在錶象之下的真實聯係。第一部分：係統學的基石與演化背景本書首先迴顧瞭植物係統學的發展脈絡，從林奈的經典分類法到現代基於係統發育學（Phylogenetics）的重構。我們詳細闡述瞭構建可靠的係統發育樹所必需的理論基礎，包括譜係（lineage）、分歧事件（divergence events）和共同祖先（common ancestor）的概念。核心主題：時間尺度的校準係統發育分析的價值不僅僅在於確定“誰和誰更接近”，更在於確定“何時”發生瞭這些分歧。本書將大量篇幅用於介紹“分子鍾”（Molecular Clocks）的原理、校準方法（利用化石記錄或生物地理學事件進行校準），以及在分子數據中估計分歧時間所麵臨的挑戰。我們將探討如何利用基因組學數據而非單一基因數據來建立更穩健的時間框架，從而將植物演化史置於地質時間軸上進行準確的定位。第二部分：分子數據的采集與分析的範式轉變植物係統學對分子數據的依賴性日益增強。本書係統地梳理瞭可用於植物係統發育研究的主要分子標記類型及其適用性： 1. 核基因與葉綠體基因的整閤應用：探討瞭經典的有性和無性遺傳標記（如ITS、rbcL、matK）的優缺點，以及它們如何幫助解析不同時間尺度的演化問題。 2. 新一代測序（NGS）技術的革命：重點介紹瞭從低拷貝核基因（LCNs）到數韆個靶嚮基因（如基於雜交捕獲技術）的係統發育組學（Phylogenomics）方法。我們詳細分析瞭如何處理和整閤大規模的基因組數據，以解決過去因數據量不足而懸而未決的係統發育難題，特彆是針對快速輻射的類群。 3. 基因組的結構變異與係統發育：探討瞭如何利用核基因組內的結構變異（如基因組重排、反轉）作為獨立的係統發育信號，並評估其在區分近期分歧種群中的潛力。第三部分：深入解析植物演化中的關鍵議題分子係統學的工具箱不僅用於構建樹狀圖，更用於檢驗具體的演化假說。本書將這些技術應用於解釋植物演化中的幾個核心生物學現象： A. 雜交、多倍化與基因組加倍事件 (Polyploidy and Hybridization) 植物演化史上，基因組加倍事件是驅動物種形成和適應性飛躍的關鍵引擎。本書詳細闡述瞭如何利用基因組測序數據識彆同源多倍體（allopolyploids）和自多倍體（autopolyploids）。通過分析核型分析（Karyotype Analysis）與分子標記的結閤，我們揭示瞭近期的多倍化事件如何影響物種的地理分布和生態位特化。同時，對基因傢族的演化分析，如轉座子（Transposable Elements）在基因組加倍後的動態變化，提供瞭對植物適應性“快速通道”的深入理解。 B. 植物與微生物的協同演化 (Co-evolution with Microbiomes) 植物的成功離不開其根際微生物群落。本書探討瞭如何使用宏基因組學和係統發育學方法，追蹤植物譜係與其特定根瘤菌（對於豆科植物）或叢枝菌根真菌（AMF）的共同演化路徑。通過比較植物宿主基因組與微生物群落基因組的演化速率，我們可以識彆齣在特定的植物演化支中，哪些與共生相關的基因（如Nod因子基因）經曆瞭加速的選擇性清除或正嚮選擇。 C. 植物的生物地理學與擴散曆史 (Biogeography and Dispersal History) 植物的地理分布模式是演化曆史的直接遺跡。我們介紹瞭如何結閤係統發育信息與地理信息係統（GIS）數據，應用“分散-演化-分化”（DEC）模型來推斷物種在不同大陸或山脈之間的遷移事件和曆史隔離。特彆關注瞭南半球植物群（如南方的山毛櫸屬 Nothofagus）的古地理學重建，利用分子數據校準古氣候事件，以區分基因流中斷是由於構造運動還是氣候變遷。 D. 適應性輻射與性狀演化 (Adaptive Radiation and Trait Evolution) 是什麼驅動瞭某些植物類群在短時間內産生巨大多樣性？本書利用係統發育學將性狀演化置於時間背景中。通過對關鍵經濟性狀（如開花時間、次生代謝産物閤成路徑、抗逆性基因）的係統發育信號分析，我們可以識彆哪些性狀的演化具有顯著的“趨同演化”或“係統發育約束”。例如，對特定次生代謝産物基因傢族的演化速率分析，可以揭示在特定生態壓力下，植物如何快速地發展齣新的化學防禦機製。結論：展望未來的植物係統學本書最後展望瞭植物係統學研究的前沿領域，包括單細胞基因組學在解析復雜組織發育中的應用，以及人工智能和機器學習在處理復雜係統發育數據和預測未來演化趨勢中的潛力。我們強調，未來的植物科學將更加依賴跨學科的閤作，將形態學、生態學和前沿組學數據無縫集成到統一的演化框架中，以期繪製齣最完整、最精確的植物生命之樹。本書的每一章都配有詳盡的案例研究，取材於從藻類到被子植物的廣泛類群，確保讀者不僅掌握分析技術，更能理解這些技術如何迴答生命科學中最根本的問題。