[科普中国]-基因生态学

基因生态学是指研究一个单独“种”在一个或多个局部地域群落中，遗传因子决定对其抵抗环境能力之间的关系的科学。1

生态学作为生物发展科学，按照生物的组织层次，在微观方面，发展了基因生态学、分子生态学、细胞生态学。

基因生态学为进化生态学、分子生态学、行为生态学、生殖生态学、系统发育学、进化论等开辟了一条研究途径，也为育种学、营林学、园艺学、保护生物学、环境生物学、生物多样性的保护和利用提供了重要信息。

概念基因生态学又称比较生理生态学，是指研究一个单独“种”在一个或多个局部地域群落中，遗传因子决定对其抵抗环境能力之间关系的一门学科。2

研究内容基因生态学的主要研究内容有：研究各种基因或“基因群落”之间相互依赖、相互作用的“食物链”关系，把握各种基因（包括所谓疾病基因）在整个生命体中的地位和功能，乃至整个生命体中基因之间的质、能、信息的相互转换和循环关系等。3

特点基因生态学是这几年新发展起来的一个领域。这一门新的学科将生态学和分子生物学结合起来研究基因和环境适应性之间的关系。加拿大的G.Bell 以衣滴虫为材料，在这一领域中连续发表论文。他分别研究了纯系衣滴虫中基因型与不同环境的关系，不同种衣滴虫中基因型与不同环境的关系，还研究了不同种衣滴虫的不同的基因型及其环境适应性的关系，提出了许多有益的见解。4

一个生物体内的基因组成以及各基因之间的相互制约关系是经过了长时间生物演变而形成的与环境相适应的相对稳定体系。这种研究生物体内基因的结构、基因的组成以及基因相互之间、基因与外界环境之间相互制约、相互影响规律所形成的学科可以用基因生态学来概括，它与基因组学、分子生态学既有联系又有区别。基因生态学这一概念在文献中还很少出现，能否被学术界所公认还待于实践的检验，但是，如果它能健康发展，那么，它能为转基因食品的安全性评价提供依据。5

研究与运用①16S rRNA（Small subunit ribosomal RNA）基因是对原核微生物进行系统进化分类研究时最常用的分子标志物（Biomarker），广泛应用于微生物生态学研究中。近些年来随着高通量测序技术及数据分析方法等的不断进步，大量基于16S rRNA基因的研究使得微生物生态学得到了快速发展，然而使用16S rRNA基因作为分子标志物时也存在诸多问题，比如水平基因转移、多拷贝的异质性、基因扩增效率的差异、数据分析方法的选择等，这些问题影响了微生物群落组成和多样性分析时的准确性。对当前使用16S rRNA基因分析微生物群落组成和多样性的进展情况做一总结，重点讨论当前存在的主要问题以及各种分析方法的发展，尤其是与高通量测序技术有关的实验和数据处理问题。6

②学科间的交叉渗透已成为现代生态学向前发展的巨大推动力。等位酶技术的应用极大地推动了遗传生态学的发展，PCR技术、DNA指纹法、RAPD技术和RFLP技术的应用，使基因生态学的研究进入DNA水平，并促成分子生态学的发展。不断吸收其他学科成熟的理论、观点和方法，不断扩充新技术、新手段，必将促进基因生态学向前发展和完善，从而更好地解释适应的机制、种群多态性的作用、物种起源和种群分化的机制、生物抗药性进化以及对环境污染的反应、协同进化的本质、经济物种引种过程中的生态学问题、生态多样性的保护和持续利用等重要问题。7

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学