甲殼動物晝夜節(jié)律研究與應(yīng)用

本書從時間生物學(xué)與晝夜節(jié)律的基礎(chǔ)概念出發(fā)，由淺入深地探討了甲殼動物晝夜節(jié)律的特征和分子機制，以及它對甲殼動物行為、代謝、免疫等方面的影響。通過對甲殼動物晝夜節(jié)律的系統(tǒng)解析，讀者能夠全面了解此類生物晝夜節(jié)律的基本原理，并能深入探討其在生物學(xué)、養(yǎng)殖等領(lǐng)域的重要影響。本書適合作為水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)和水生生物學(xué)等專業(yè)師生學(xué)習(xí)用書，也可供從事水產(chǎn)養(yǎng)殖和動物生產(chǎn)的科技工作者和養(yǎng)殖戶參考。

本書從時間生物學(xué)與晝夜節(jié)律的基礎(chǔ)概念出發(fā)，由淺入深的探討了甲殼動物晝夜節(jié)律的特征和分子機制，以及它對甲殼動物行為、代謝、免疫等方面的影響。本書適合水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)和水生生物學(xué)等專業(yè)師生，以及從事水產(chǎn)養(yǎng)殖和動物生產(chǎn)的科技工作者和養(yǎng)殖戶參考。

探索生物的晝夜節(jié)律是一項充滿魅力和激動人心的課題。這一領(lǐng)域涵蓋了生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、生態(tài)學(xué)以及行為學(xué)等多個學(xué)科的交叉領(lǐng)域，引人入勝，令人著迷。許多研究已經(jīng)致力于研究這些生物體表現(xiàn)出的不同類型的節(jié)律。盡管關(guān)于這個主題已有大量文獻(xiàn)，但很少有關(guān)于水生生物的文獻(xiàn)。
本書系統(tǒng)總結(jié)了甲殼動物晝夜節(jié)律研究的現(xiàn)狀和進(jìn)展，梳理甲殼動物晝夜節(jié)律的特征、分子機制以及其對行為、代謝、免疫等方面的影響的同時，探索其在生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)應(yīng)用中的重要性，并將現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)引入研究，旨在為研究人員和養(yǎng)殖業(yè)者提供關(guān)于甲殼動物晝夜節(jié)律研究的全面解讀，并為晝夜節(jié)律管理在蝦蟹養(yǎng)殖業(yè)中的實際應(yīng)用提供前沿技術(shù)支持和指導(dǎo)。
本書共分為八章，第一章重點介紹了時間生物學(xué)與晝夜節(jié)律的基礎(chǔ)知識。第二至第五章主要圍繞甲殼動物的晝夜節(jié)律特征展開，包括晝夜節(jié)律對甲殼動物行為、代謝和免疫等方面的影響。第六章則重點探討了晝夜節(jié)律與腸道微生物的關(guān)系，揭示了其對甲殼動物腸道微生物群落結(jié)構(gòu)、功能以及生態(tài)意義的影響。第七章介紹了現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)在甲殼動物晝夜節(jié)律研究中的應(yīng)用，包括基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和微生物組學(xué)等方面，以及如何有效設(shè)計晝夜節(jié)律實驗和未來發(fā)展趨勢。第八章著重探討了晝夜節(jié)律在蝦蟹養(yǎng)殖中的應(yīng)用，涵蓋了其在生長管理、成本管理、自動化智能化以及捕撈方面的多重應(yīng)用及潛在益處，并展望了未來的研究和應(yīng)用方向。
在本書的撰寫過程中，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生韓志斌、佘秋新、于暢越、張寶莉、徐英凱，以及大連海洋大學(xué)研究生張恒參與了甲殼動物的晝夜節(jié)律研究，他們的辛勤工作積累了大量寶貴的數(shù)據(jù)，為本書提供了堅實的基礎(chǔ)。在此，衷心感謝他們對甲殼動物晝夜節(jié)律研究所做出的重要貢獻(xiàn)。此外，作者研究團(tuán)隊的博士研究生胡男、碩士研究生梁書東、徐偉彬、李馨、趙鑫淼、金佳馨、李力松、張芷源、王斯邈、魏廷育、黃紫薇、胡雪晴、柴裕喬、曲多加、付春燕、張明超、張芷閣、王美璋等也為本書的完成做出了重要貢獻(xiàn)，在此一并感謝。
由于作者水平有限，書中如有錯誤和疏漏之處，敬請各位專家和讀者同仁批評指正！

李應(yīng)東
2024年4月于沈陽

第一章 時間生物學(xué)與晝夜節(jié)律1
第一節(jié) 時間生物學(xué)的研究歷史1
一、人類早期文化中對時間和生物節(jié)律的觀察 1
二、時間生物學(xué)研究的啟蒙 2
第二節(jié) 時間生物學(xué)和生物節(jié)律研究的擴(kuò)展與深化 3
一、早期階段（1900-1940 年） 3
二、中期階段（1950-1970 年） 4
三、后期階段（1980-2000 年） 5
第三節(jié) 時間生物學(xué)和節(jié)律的基礎(chǔ)概念 6
一、時間生物學(xué) 6
二、生物節(jié)律 6
三、晝夜節(jié)律 6
四、季節(jié)節(jié)律 7
五、生物鐘 7
六、時間失調(diào) 7
七、晝夜節(jié)律同步化 7
第四節(jié) 晝夜節(jié)律的基本特征及對生物的影響 8
一、晝夜節(jié)律的基本特征 8
二、晝夜節(jié)律對生物的影響 10
第五節(jié) 晝夜節(jié)律的分子機制 11
一、基因和蛋白質(zhì)的周期性表達(dá) 12
二、正、負(fù)反饋回路 13
三、生物鐘的組織和細(xì)胞分布 13

第二章 甲殼動物的晝夜節(jié)律特征15
第一節(jié) 甲殼動物的地位與重要性15
一、甲殼動物的起源 15
二、甲殼動物的多樣性 16
三、甲殼動物分類學(xué)的研究現(xiàn)狀 17
四、甲殼動物的生態(tài)意義 18
五、甲殼動物的經(jīng)濟(jì)意義 19
第二節(jié) 甲殼動物的晝夜節(jié)律現(xiàn)象 20
一、晝夜節(jié)律對體內(nèi)激素的影響 21
二、晝夜節(jié)律對運動模式的影響 22
三、晝夜節(jié)律對體色變化的影響 23
第三節(jié) 甲殼動物晝夜節(jié)律的細(xì)胞基礎(chǔ) 23
一、激素的調(diào)節(jié)作用 24
二、感光細(xì)胞和視覺系統(tǒng) 27
第四節(jié) 甲殼動物晝夜節(jié)律的分子基礎(chǔ) 28
一、時鐘基因的起源 28
二、甲殼動物時鐘基因的種類 30
第五節(jié) 研究展望 32

第三章 甲殼動物晝夜節(jié)律與行為34
第一節(jié) 晝夜節(jié)律與攝食行為34
一、內(nèi)陸湖泊及河流 35
二、潮間帶環(huán)境 35
三、深海環(huán)境 37
四、養(yǎng)殖環(huán)境 39
五、其他環(huán)境因素 40
第二節(jié) 晝夜節(jié)律與運動行為 41
一、潮汐 42
二、外源光照 42
三、發(fā)育階段 43
第三節(jié) 晝夜節(jié)律與繁殖行為 43
一、地理緯度和溫度對繁殖節(jié)律的影響 44
二、水體深度對繁殖節(jié)律的影響 44
三、繁殖節(jié)律與生殖遷徙 45
四、產(chǎn)卵（排幼）節(jié)律 46

第四章 甲殼動物晝夜節(jié)律與代謝48
第一節(jié) 晝夜節(jié)律與碳水化合物代謝49
一、碳水化合物活性酶 49
二、碳水化合物代謝激素 51
第二節(jié) 晝夜節(jié)律與蛋白質(zhì)代謝 53
一、晝夜節(jié)律對甲殼動物蛋白質(zhì)合成的影響 54
二、晝夜節(jié)律對甲殼動物蛋白質(zhì)代謝的影響 55
第三節(jié) 晝夜節(jié)律與脂類代謝 56
一、晝夜節(jié)律對甲殼動物膽固醇水平的影響 56
二、晝夜節(jié)律對甲殼動物脂質(zhì)代謝和運輸?shù)挠绊?57
三、晝夜節(jié)律對甲殼動物脂質(zhì)合成的影響 58

第五章 甲殼動物晝夜節(jié)律與免疫60
第一節(jié) 晝夜節(jié)律與甲殼動物病原的關(guān)系62
第二節(jié) 晝夜節(jié)律對甲殼動物細(xì)胞免疫的影響 64
一、血細(xì)胞 64
二、造血組織 66
第三節(jié) 晝夜節(jié)律對甲殼動物體液免疫的影響 66
第四節(jié) 晝夜節(jié)律對甲殼動物免疫系統(tǒng)的分子調(diào)控機制 74
一、時鐘基因的間接調(diào)控作用 74
二、褪黑激素的直接免疫作用 75
三、晝夜節(jié)律與環(huán)境因素相互作用對免疫的影響 77

第六章 甲殼動物晝夜節(jié)律與腸道微生物78
第一節(jié) 甲殼動物腸道微生物群落的特征78
一、甲殼動物腸道微生物群落的組成 78
二、甲殼動物腸道微生物的功能 80
三、甲殼動物腸道微生物群落的動態(tài)變化 80
第二節(jié) 晝夜節(jié)律對甲殼動物腸道微生物的影響 81
一、晝夜節(jié)律對腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的影響 81
二、晝夜節(jié)律對腸道微生物代謝活動的影響 86
三、晝夜節(jié)律對腸道免疫的影響 88
第三節(jié) 晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)下的腸道微生物功能 90
第四節(jié) 晝夜節(jié)律與腸道微生物相互作用的生態(tài)意義 94
一、晝夜節(jié)律、腸道微生物與宿主適應(yīng)性 95
二、晝夜節(jié)律、腸道微生物與生態(tài)系統(tǒng)功能 96

第七章 現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)在甲殼動物晝夜節(jié)律研究中的應(yīng)用98
第一節(jié) 現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)概述98
一、基因組學(xué) 98
二、轉(zhuǎn)錄組學(xué) 99
三、蛋白質(zhì)組學(xué) 100
四、代謝組學(xué) 100
五、微生物組學(xué) 101
第二節(jié) 現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)對晝夜節(jié)律研究的影響 101
第三節(jié) 組學(xué)技術(shù)在甲殼動物晝夜節(jié)律研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀 102
一、轉(zhuǎn)錄組學(xué)在甲殼動物晝夜節(jié)律研究中的應(yīng)用 103
二、蛋白質(zhì)組學(xué)在甲殼動物晝夜節(jié)律研究中的應(yīng)用 118
三、代謝組學(xué)在甲殼動物晝夜節(jié)律研究中的應(yīng)用 118
四、微生物組學(xué)在甲殼動物晝夜節(jié)律研究中的應(yīng)用 122
第四節(jié) 如何有效應(yīng)用現(xiàn)代組學(xué)技術(shù)設(shè)計晝夜節(jié)律實驗 122
一、實驗設(shè)計 122
二、數(shù)據(jù)統(tǒng)計 126
三、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法 127
四、合成數(shù)據(jù)用于基準(zhǔn)測試 130
五、組學(xué)數(shù)據(jù)的分享 131
第五節(jié) 晝夜節(jié)律研究的未來發(fā)展 131
一、跨學(xué)科研究的重要性 131
二、潛在的臨床和應(yīng)用價值 135
三、技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展 135

第八章 晝夜節(jié)律在蝦蟹養(yǎng)殖中的應(yīng)用137
第一節(jié) 晝夜節(jié)律在蝦蟹生長管理中的應(yīng)用138
一、養(yǎng)殖蝦蟹類對晝夜節(jié)律的自然生理需求 138
二、晝夜節(jié)律研究對養(yǎng)殖蝦蟹生長的調(diào)控 138
三、晝夜節(jié)律研究對養(yǎng)殖蝦蟹繁殖和幼體發(fā)育調(diào)控 139
四、晝夜節(jié)律研究對養(yǎng)殖蝦蟹疫病防控的影響 141
第二節(jié) 晝夜節(jié)律在蝦蟹養(yǎng)殖成本管理中的應(yīng)用 143
第三節(jié) 晝夜節(jié)律在蝦蟹養(yǎng)殖自動化和智能化中的應(yīng)用 144
第四節(jié) 晝夜節(jié)律研究對蝦蟹養(yǎng)殖捕撈的應(yīng)用 147
一、晝夜節(jié)律對捕撈的影響 147
二、晝夜節(jié)律對捕撈策略優(yōu)化 147
第五節(jié) 晝夜節(jié)律在蝦蟹養(yǎng)殖中應(yīng)用前景 148
一、晝夜節(jié)律在蝦蟹養(yǎng)殖中的多重應(yīng)用 148
二、晝夜節(jié)律管理對蝦蟹養(yǎng)殖業(yè)的潛在益處 148
三、未來研究和應(yīng)用的方向 149

參考文獻(xiàn)150