浅析生物信息学在动物遗传育种中的应用

黄晶

近年来，生物科学发展迅速，主要体现在生物科学中核酸和蛋白质这两种大分子在结构和序列方面的研究更是硕果累累，我们知道不同的结构的核酸序列或者氨基酸序列会产生数以万计的遗传信息，那么这个庞大的信息就要通过生物信息学的理论来科学的处理分析。

1.生物信息学

1.1 生物信息学的概念

生物信息学是近年来新兴起来的一门学科技术，它主要是通过应用计算机对生物科学研究中的生物信息进行分析，储存以及检索的一门科学；也就是应用计算机对生物信息数据库进行分析，来解决生物学问题。

1.2生物信息学的特点

生物信息学发展迅速，蛋白质和核酸的序列和结构信息一直在不断更新，一时间数据庞大，这就需要运用计算机信息系统来进行整理储存，但生物信息学的发展还不够成熟，只是继续停留在量的储存上，还处于基础发展阶段，没有一套理论性的概念来总结这些庞大的数据。所以很多机构都致力于生物信息学软件结构的开发，同时也促进了经济的发展。

1.3生物信息学的研究领域

生物信息学在动物遗传中的运用，主要是研究蛋白质和核酸的结构和序列的不同组成的遗传信息对动物遗传性状的控制；从基因组学来说：基因组主要就是针对一个遗传信息的全部内容的分析研究，再將遗传信息全部提取之后进行分析整理，计算存储。举个例子，比如说对一种可以使人致癌的基因组进行测试，对其中的全部基因信息进行数据分析，可以评估出这种基因组致癌的几率以及治疗方法。在蛋白组学中，主要研究不同蛋白质的结构表现出的性质，研究方法主要是双向凝胶电泳图谱，研究不同时期蛋白质的不同功能。例如可以通过研究一个生物体的所有蛋白质特征来推测出在蛋白质水平上的生物疾病以及细胞代谢的过程。基因组学与蛋白质组学是相辅相成的，需要通过它们的共同研究来解决基因活性以及生物疾病等问题。

2生物信息学与动物遗传育种

2.1生物信息学与动物遗传育种两者之间的关系

生命的本质就是通过基因将遗传信息传递给下一代在自然选择的过程中，将优良的基因留存下来。生物信息学就是研究动物遗传过程中的基因信息是如何控制遗传性状的，当分析清楚基因排序和性状表达之间的关系后，我们就可以根据生物信息学的技术来改良基因，运用到培育优良的动物品种中来，培育优良性状的动物品种和提高动物育种的速度。

2.2生物信息学对动物遗传育种的作用

在基因组学和蛋白组学的研究过程中，建立起动物良种基因育种数据库，可以利用物种基因的同源性和相似性，以及根据进化过程中距离较近的物种，找到想要找到的基因类型。例如奶牛，可以通过基因同源性和进化进程，选择优良品种的奶牛基因进行培育，从而培育出高产优质牛奶的奶牛，提高经济效益；同时还加快了育种的速度。同样，我们可以通过对禽类的控制优良的产蛋性能的主效基因进行标记，利用基因序列的对比，建立起主效基因数据库，在此基础上改良禽类的品种。

2.3存在的问题

生物信息学在发展的过程中有它自身的复杂性、多样性和不确定性，基因蛋白质种类繁多，也没有具体的分类细则，所以会阻碍生育种物种的速度，而生物信息学研究基因序列的方法多种多样，于是造成一部分基因组成不能被及时发现是问题之一；其次是不确定性，根据基因序列来说判断基因的性能是不够准确的，在基因序列所编码的蛋白质表达其性能的过程中可能还受到其他一些因素，比如维生素或者矿物质离子的影响；所以通过基因序列结构作为唯一标准来判断也是不准确的，这种不确定性就阻碍了动物的育种进程。

综上所述，生物信息学是随着生物科学的快速发展而兴起的，目前不仅仅在动物育种领域广泛运用，同时还应用在医学、植物育种学等多方面。生物信息学运用到动物育种方面，为优良品种的培育做出了巨大贡献；目前，随着生物科学的发展，生物信息学也得到了长足的发展，对于目前存在的问题，我们要深入研究，积累学习，相信生物信息学的未来会为人类提供更大的福利。

（作者单位：812100 青海畜牧兽医职业技术学院）