生物信息学在动物遗传育种中的应用

王啸林

生物信息学在动物遗传育种中的应用

王啸林

（沈阳师范大学辽宁沈阳110000）

目前，生命科学发展比较迅速，尤其是分子生物学模块，其知识、技术的更新更为迅速。经由人类基因组计划的落实，相关人员在蛋白质、DNA等方面取得了一定成就。同时，网络以及计算机技术蓬勃发展，为生命科学带来了新的发展动力，并由此形成了新的学科，即生物信息学。文章探讨了生物信息学在动物遗传育种中的应用。

生物信息学；动物；遗传；育种；应用

如今，生物信息学发展态势良好，其所涉及的数据库结构、种类也越来越多。但是在实际应用过程中，亟需各种科学技术的使用，以便完好储存序列信息，并为农业、以及生物工程的发展带来新活力。关于生物，其拥有的遗传信息，通过对应特征表现出来，在这一过程中，还会发生基因进化等操作。因此，在动物遗传育种方面，生物信息学的使用是尤为重要的。

1 生物信息学概述

关于生物信息学，其主要操作途径是分析蛋白质、DNA的序列、以及结构，进而了解生命进化、起源，以及发育、遗传的内涵，最终破解DNA序列存在的信息。针对生物学专家而言，其研究的内容涉及以下几点。第一，蛋白组、基因组学。对于蛋白组学，其是在专门的条件下，研究基因组蛋白质类型、以及数量。通常而言，其研究所涉及的内容包括以下几点，比如蛋白组研究方法、研究技术、以及变化分析等。同时，对于不同动物而言，其蛋白质存在一定的相同点，主要表现在功能、结构两方面，对此，可以通过已经了解的蛋白质结构，预测未知同源基因情况[1]。对于基因组学，其研究对象是动物的整体遗传构成，在这一过程中，采用系统性研究手段，其涉及的内容有基因组数据计算、管理、收集、解释等，即破译遗传密码。第二，生物数据库应用程序、新算法。随着生物研究的不断拓展，生物数据库种类日益增多，其结构也越来越复杂。因而，使用自动化操作程序、创建科学的数据库，是如今比较急迫的任务。具体而言，在分析基因图谱、以及组装基因序列时，都需要使用适宜的实验技术，通过该类操作，可以更快的发现新的基因，并更准确地预测基因作用。第三，研究疾病及药物。在生物信息学领域，通过比对序列数据，可以完成生物模型分析任务，只要是基因序列方面，从而确定疾病基因。同时，利用生物学、遗传学等方面的知识，可以找到对应药物，该技术的应用，促进了制药行业的发展。

2 生物信息学在动物遗传育种中的应用

2.1 创建基因组数据库，促进良种繁育

通过生物信息学的利用，可以发现不同物种间的基因差距，并了解其功能基因同源性。在经过一系列的分析、比较后，可以探究到经济动物基因，标记对应DNA基因，之后采用分子育种形式，可以大幅度提高育种效率、以及育种品质。与此同时，相关研究人员要注意以下几点内容。首先，对于动物经济性状而言，其由微效多基因控制。其次，在微效多基因中，存有主效基因，对此，可以采用同源性分析、以及序列对比等方式，在已有的基因库中，找到其同源基因[2]。最后，基于上述研究基础，创建对应基因组数据库，为动物品种优化、以及改良做好准备。

2.2 分析动物基因序列，研究其功能组

随着生物技术的发展，基因组测序技术的使用愈发频繁。在这一过程中，也产生了许多序列数据，针对这些数据，对其结构、序列、功能进行分析，加速了基因序列分析的进展，并促进了功能研究的进步，特别是关于异种动物基因组序，进行同源识别、以及同序列联配操作，可以检测基因组特征片段，从而发现其对应功能[3]。例如，在对牛的基因进行测定时，可以全面检测PRNP基因，并将其投入多态性分析，最终发现，该基因的存在与BSE性状没有关系。

2.3 测序基因组数据，调节动物生长发育

对于基因表达数量而言，其在不同组织内，会呈现出不同的状态；此外，当其处于同一组织下，由于生长发育阶段不同、以及处于不同个体内部，其基因种类、以及数量也是不一样的。为此，在分化、发育、生长等不同的情况下，对于不同器官、组织而言，其所包含的基因关系呈现复杂状态，此时，借助基因组图谱分析、同源比较等手段，相关研究人员可以完成基因探究任务，尤其是处于不同阶段以及呈现不同生理状态的基因。此外，借助测序基因组数据，可以改善动物生长发育情况，并调节其生长发育途径。

2.4 比较基因组学，研究生物分子进化

在生物学领域，依据DNA序列的不同，可以测定不同动物间的亲缘关系。对此，相关研究人员通过比对完整基因组，可以得出一些参考数据，该类数据为杂交组合筛选、以及动物性状选择奠定了基础。此外，借助比对不同物种基因，可以了解生物分子进化，进而探究动物基因起源，发现动物基因演变、进化等，最终完成动物品种优化任务[4]。经由多数人的研究，如今得出了一定实验结果，比如，通过比对牛、人的基因图谱，发现内部拥有些许保守部分。

2.5 设置种质资源数据库，促进种群稳定

如今，随着人为因素的影响、以及自然环境的恶化，有许多动物都处于濒危状态，因此，保种已成为比较重要的工作。关于该项工作，其开展的目的是保存资源基因库，进而稳定种群。但是就实际情况而言，保种工作的进行，急需对应的完整基因组，只有这样，专家才可以借助生物信息技术的使用，落实种群基因组检测工作，并发现新的基因，进一步扩建基因库，保证保种工作的合理性、以及科学性。

3 小结

在现今的动物发展过程中，离不开生物信息学技术的使用。其不仅影响基因组数据库的建立，还影响动物功能组的研究情况，通过该技术的应用，可以适当调节生物生长发育途径，促进其良好发育。同时，借助完整基因组的比对，有利于实现杂交组合筛选工作，并促进动物性状的选择。此外，种群保种工作的进行，也需要生物信息技术的利用。

[1]黄晶.浅析生物信息学在动物遗传育种中的应用[J].农民致富之友,2018(13):123.

[2]朱淼.论生物信息学在动物遗传育种中的应用[J].南方农机,2018(23):84-85.

[3]叶琳,宗渊,曹东,等. Pinb基因启动子生物信息学分析及载体构建[J].青海师范大学学报(自然科学版),2017(4):34-39.

[4]苑洪霞,冯文武,孙振梅,等. PID1基因在白洗猪不同组织器官中的表达研究及生物信息学分析[J].黑龙江畜牧兽医,2018(7):83-87.

王啸林(1998- )，男，汉族，山东潍坊人，本科，生物技术专业。

S813

C

2095-1205(2019)07-44-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.07.26