生物信息學在動物遺傳育種中的應用

王嘯林

生物信息學在動物遺傳育種中的應用

王嘯林

（沈陽師范大學遼寧沈陽110000）

目前，生命科學發展比較迅速，尤其是分子生物學模塊，其知識、技術的更新更為迅速。經由人類基因組計劃的落實，相關人員在蛋白質、DNA等方面取得了一定成就。同時，網絡以及計算機技術蓬勃發展，為生命科學帶來了新的發展動力，并由此形成了新的學科，即生物信息學。文章探討了生物信息學在動物遺傳育種中的應用。

生物信息學；動物；遺傳；育種；應用

如今，生物信息學發展態勢良好，其所涉及的數據庫結構、種類也越來越多。但是在實際應用過程中，亟需各種科學技術的使用，以便完好儲存序列信息，并為農業、以及生物工程的發展帶來新活力。關于生物，其擁有的遺傳信息，通過對應特征表現出來，在這一過程中，還會發生基因進化等操作。因此，在動物遺傳育種方面，生物信息學的使用是尤為重要的。

1 生物信息學概述

關于生物信息學，其主要操作途徑是分析蛋白質、DNA的序列、以及結構，進而了解生命進化、起源，以及發育、遺傳的內涵，最終破解DNA序列存在的信息。針對生物學專家而言，其研究的內容涉及以下幾點。第一，蛋白組、基因組學。對于蛋白組學，其是在專門的條件下，研究基因組蛋白質類型、以及數量。通常而言，其研究所涉及的內容包括以下幾點，比如蛋白組研究方法、研究技術、以及變化分析等。同時，對于不同動物而言，其蛋白質存在一定的相同點，主要表現在功能、結構兩方面，對此，可以通過已經了解的蛋白質結構，預測未知同源基因情況[1]。對于基因組學，其研究對象是動物的整體遺傳構成，在這一過程中，采用系統性研究手段，其涉及的內容有基因組數據計算、管理、收集、解釋等，即破譯遺傳密碼。第二，生物數據庫應用程序、新算法。隨著生物研究的不斷拓展，生物數據庫種類日益增多，其結構也越來越復雜。因而，使用自動化操作程序、創建科學的數據庫，是如今比較急迫的任務。具體而言，在分析基因圖譜、以及組裝基因序列時，都需要使用適宜的實驗技術，通過該類操作，可以更快的發現新的基因，并更準確地預測基因作用。第三，研究疾病及藥物。在生物信息學領域，通過比對序列數據，可以完成生物模型分析任務，只要是基因序列方面，從而確定疾病基因。同時，利用生物學、遺傳學等方面的知識，可以找到對應藥物，該技術的應用，促進了制藥行業的發展。

2 生物信息學在動物遺傳育種中的應用

2.1 創建基因組數據庫，促進良種繁育

通過生物信息學的利用，可以發現不同物種間的基因差距，并了解其功能基因同源性。在經過一系列的分析、比較后，可以探究到經濟動物基因，標記對應DNA基因，之后采用分子育種形式，可以大幅度提高育種效率、以及育種品質。與此同時，相關研究人員要注意以下幾點內容。首先，對于動物經濟性狀而言，其由微效多基因控制。其次，在微效多基因中，存有主效基因，對此，可以采用同源性分析、以及序列對比等方式，在已有的基因庫中，找到其同源基因[2]。最后，基于上述研究基礎，創建對應基因組數據庫，為動物品種優化、以及改良做好準備。

2.2 分析動物基因序列，研究其功能組

隨著生物技術的發展，基因組測序技術的使用愈發頻繁。在這一過程中，也產生了許多序列數據，針對這些數據，對其結構、序列、功能進行分析，加速了基因序列分析的進展，并促進了功能研究的進步，特別是關于異種動物基因組序，進行同源識別、以及同序列聯配操作，可以檢測基因組特征片段，從而發現其對應功能[3]。例如，在對牛的基因進行測定時，可以全面檢測PRNP基因，并將其投入多態性分析，最終發現，該基因的存在與BSE性狀沒有關系。

2.3 測序基因組數據，調節動物生長發育

對于基因表達數量而言，其在不同組織內，會呈現出不同的狀態；此外，當其處于同一組織下，由于生長發育階段不同、以及處于不同個體內部，其基因種類、以及數量也是不一樣的。為此，在分化、發育、生長等不同的情況下，對于不同器官、組織而言，其所包含的基因關系呈現復雜狀態，此時，借助基因組圖譜分析、同源比較等手段，相關研究人員可以完成基因探究任務，尤其是處于不同階段以及呈現不同生理狀態的基因。此外，借助測序基因組數據，可以改善動物生長發育情況，并調節其生長發育途徑。

2.4 比較基因組學，研究生物分子進化

在生物學領域，依據DNA序列的不同，可以測定不同動物間的親緣關系。對此，相關研究人員通過比對完整基因組，可以得出一些參考數據，該類數據為雜交組合篩選、以及動物性狀選擇奠定了基礎。此外，借助比對不同物種基因，可以了解生物分子進化，進而探究動物基因起源，發現動物基因演變、進化等，最終完成動物品種優化任務[4]。經由多數人的研究，如今得出了一定實驗結果，比如，通過比對牛、人的基因圖譜，發現內部擁有些許保守部分。

2.5 設置種質資源數據庫，促進種群穩定

如今，隨著人為因素的影響、以及自然環境的惡化，有許多動物都處于瀕危狀態，因此，保種已成為比較重要的工作。關于該項工作，其開展的目的是保存資源基因庫，進而穩定種群。但是就實際情況而言，保種工作的進行，急需對應的完整基因組，只有這樣，專家才可以借助生物信息技術的使用，落實種群基因組檢測工作，并發現新的基因，進一步擴建基因庫，保證保種工作的合理性、以及科學性。

3 小結

在現今的動物發展過程中，離不開生物信息學技術的使用。其不僅影響基因組數據庫的建立，還影響動物功能組的研究情況，通過該技術的應用，可以適當調節生物生長發育途徑，促進其良好發育。同時，借助完整基因組的比對，有利于實現雜交組合篩選工作，并促進動物性狀的選擇。此外，種群保種工作的進行，也需要生物信息技術的利用。

[1]黃晶.淺析生物信息學在動物遺傳育種中的應用[J].農民致富之友,2018(13):123.

[2]朱淼.論生物信息學在動物遺傳育種中的應用[J].南方農機,2018(23):84-85.

[3]葉琳,宗淵,曹東,等. Pinb基因啟動子生物信息學分析及載體構建[J].青海師范大學學報(自然科學版),2017(4):34-39.

[4]苑洪霞,馮文武,孫振梅,等. PID1基因在白洗豬不同組織器官中的表達研究及生物信息學分析[J].黑龍江畜牧獸醫,2018(7):83-87.

王嘯林(1998- )，男，漢族，山東濰坊人，本科，生物技術專業。

S813

C

2095-1205(2019)07-44-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.07.26