生物信息学在动物遗传育种中的运用

陈永佳

(深圳市华大农业应用研究院，广东 深圳 518124)

1 生物信息学概述

生物信息学通过分析生物科学中有关生物信息方面的研究成果，并对这些信息进行存储和检索，利用计算机等相关技术搭建生物信息数据库并进行分析研究，促进生物学具体问题的解决。其研究领域主要有基因组学和蛋白质、生物数据库、疾病及药物。

2 生物信息学在动物遗传育种中的运用

2.1 利用基因组学研究分析生物进化论

动物物种之间的亲缘程度可以通过对其基因序列的研究，从不同动物DNA序列的差异性来判断，也就是说，可以对比不同物种其DNA序列的同源基因来分析不同物种完整的基因组数据，从而具体地研究和分析生物分子的进化历史。在动物基因改良中利用这种研究方式能够探索动物基因的起源、进化以及结构演变。基因杂交和动物性状的研究能够利用完整的基因组来提供依据。

2.2 测定基因组数据调节动物发育

不同的生物体基因性状表达的方式以及表达数量和种类都不尽相同，同一物种的不同个体，同一组织在同样的生长发育阶段，其基因性状表达也存在着一定的差异，也就是说，不同生物体的基因组成都是具有差异性的复杂结构，对这种基因结构的研究可以通过基因组图谱分析和同源比较相结合的方式深入探索，从而深入研究动物生长中的基因表达在不同生长阶段、生理环境的信息，测定其基因组的DNA序列数据，作为之后对动物体生长发育探索的理论依据，从而实现对动物发育的调节。

2.3 动物功能组研究的应用

基因组测序的深入研究为研究者提供了大量的序列数据，基因组功能研究和多序列的分析在基因组序列、功能和结构等研究的基础上不断深入，取得了一定的成果。对不同种类生物体基因组序列的同源识别和同序联配还可以有效的检测生物体基因组特征片段，实现对基因组功能的揭示。比如，研究人员通过全面测定牛的PRNP基因序列并经过多动态分析，最后发现牛的BSE性状不受基因序列的影响，也就是说该功能并不是由这一段基因序列所控制的。基因组测序技术在不断地发展中其运用也逐渐广泛，对基因组序列的研究也从同一物种的研究拓展到对不同物种基因组的同源识别和同序列联配，为我们探索物种的进化历史奠定了基础，有助于促进物种的研究，通过探寻同源基因，优化和改良动物品种。

2.4 创建基因组数据库促进良性育种

利用生物信息学的研究成果，收集和掌握不同物种之间的基因同源性和进化距离，并比较和分析不同物种的同源基因，通过基因标记对其中的经济型动物的基因做出DNA标记，利用标记的经济型动物的基因进行良性育种。这种育种方式是在创立了基因数据库的基础上实现的，育种的速度和效率有了明显的提升。在动物体内，通常由微效多基因控制着动物的经济性状，这种基因中的主效基因增加了筛选生物基因育种的难度，对此，就需要利用已构建的生物数据库构建基因组数据库，以此来实现良性育种[1]。

2.5 建立种群优质资源数据库

随着人类社会的不断发展，地球环境日益恶化，很多物种濒临灭绝，地球上物种的延续受到了严重的威胁，这种情况下，保证地球上各物种的可持续发展意义重大。建立种群优质资源数据库对于促进种群稳定有重要的意义，也是当前大环境下非常紧急的一项必要工作，从某种意义上来说也被称为“保种”。这项工作主要利用生物信息学的知识，检测种群基因组序列，寻找最为优质、特点鲜明和最新的基因，不断完善基因库数据资源，留存下目前可知的完善的优质基因数据库。

3 生物信息学在动物遗传育种运用中存在的问题

随着生物学在动物遗传育种中的不断应用，动物遗传育种有了更多的理论支持，但同时，还存在着基因发现的不确定性和不可控性的问题。目前，人类对生命的探索尚处于初级阶段，而生命的发展经历了漫长的历程，是及其复杂的。决定生命遗传的蛋白质和基因因物种的多样性和不确定也形成了繁多的种类，也就使得人们探索中出现了多种多样的基因序列研究方法，由此可见，利用基因序列对物种的性能进行判断具有一定的不确定性。除了基因序列外，矿物质或维生素同样会对基因组编码蛋白质表现的性能造成一定的影响，而这种影响也在一定程度上阻碍着动物遗传育种的研究。针对这一问题，相关领域的研究人员还需要对生物信息学进行深入和全面的研究，不断拓展研究的范围，减少这些不确定性对动物遗传育种带来的阻碍作用[2]。

4 结语

生物信息学和动物遗传育种之间有着密切的联系，在运用生物信息学进行动物遗传育种时，还需要充分利用基因组学，测定基因组数据，进行生物功能组的相关分析，创建基因组数据库和优质种群资源数据库等方面入手，从而研究生物分子的进化，实现良性育种，调节动物发育，促进动物品种的优化和改良，维护种群的稳定。