王洪程，梅楚剛，昝林森,2，成 功,2，李安寧,2，王洪寶,2

(1 西北農(nóng)林科技大學(xué) 動物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2 國家肉牛改良中心，陜西 楊凌 712100)

牛全基因組測序研究進展

王洪程1，梅楚剛1，昝林森1,2，成 功1,2，李安寧1,2，王洪寶1,2

(1 西北農(nóng)林科技大學(xué) 動物科技學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2 國家肉牛改良中心，陜西 楊凌 712100)

牛作為反芻動物的代表，具有獨特的生物學(xué)特征和重要的哺乳動物進化地位，是人類生產(chǎn)活動的重要工具和肉、奶等物質(zhì)需求的主要來源。近10年來，牛全基因組研究取得了很多重要的進展，為解釋牛的生物學(xué)特征和加快品種的分子育種進程發(fā)揮了重要作用，文章重點介紹了牛全基因組測序的相關(guān)研究成果，以及測序工作完成后的研究進展，討論了牛全基因組測序工作的機遇、研究重點，以及今后面臨的挑戰(zhàn)。

牛；全基因組；測序

反芻動物具有獨特的消化能力，可將不適于人類食用的粗纖維植物轉(zhuǎn)化為肉和奶。據(jù)統(tǒng)計，全世界現(xiàn)存大約有36億頭家牛、水牛、綿羊和山羊等反芻家畜，為全球66億人提供主要的蛋白質(zhì)營養(yǎng)來源，全世界大約有3/4的農(nóng)業(yè)用地生產(chǎn)的飼草被用于反芻動物的飼養(yǎng)。牛作為反芻動物的代表是最早被人類馴化利用的動物之一，在公元前8 000-10 000 年前，從農(nóng)業(yè)生活方式開始，人類就開始了牛的馴化，除了能獲取大量的食物和皮毛，而且還將牛用于耕作、運輸?shù)然顒印Ｈ缃?，全世界大約有15億頭牛，根據(jù)不同的經(jīng)濟、社會和宗教需要，人類共選育出800多個牛品種(種群)，成為重要的世界遺傳資源[1-4]。我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，幾千年的農(nóng)耕文明歷史過程中，人們在不同的自然環(huán)境中育成了不同的地方黃牛品種。

1977年，Sanger等[5]發(fā)明了雙脫氧鏈終止法(Chain Termination Method)，這標志著基因組學(xué)研究的開端，此后科學(xué)家們相繼完成了人類[6]、水稻[7]等物種的基因組測序。經(jīng)過持續(xù)的技術(shù)改良和革新，各類測序手段和平臺不斷提升基因組測序的速度和精確性。2005年，Roche 公司發(fā)明的454測序平臺標志著基因組測序進入了新時代，熊貓[8]成為第一次利用新一代測序技術(shù)完成基因組從頭測序的大型動物。牛作為反芻動物的代表，具有獨特的生物學(xué)特性，其進化地位異于人和嚙齒動物[9]，這是其成為最早進行測序的幾個哺乳動物之一的重要原因。本文將介紹牛全基因組測序的發(fā)展歷程，概述牛全基因組測序的后續(xù)研究，討論牛全基因組測序工作的研究重點，以及今后面臨的挑戰(zhàn)。

1 牛全基因組de novo測序

denovo來源于拉丁文，意為“重新、開始”。全基因組denovo測序，顧名思義為從頭測序，是直接對某個物種進行測序，利用生物信息學(xué)將短片段序列拼接和組裝成一個完整的基因組序列，其全過程不參考本物種現(xiàn)有序列資料或者其他物種的基因組。全基因組從頭測序?qū)ρ芯课锓N的基因組結(jié)構(gòu)和功能基因信息，闡明和解釋物種的進化及其生物學(xué)特性具有重要的意義[10]。

2003年12月，由美國、加拿大、澳大利亞和新西蘭等國家參與的“?；蚪M測序工程”正式啟動，經(jīng)過6年的努力，于2009年完成了世界上第一頭牛的全基因組序列[11]?！芭；蚪M測序工程”選擇的品種是海福特牛(Hereford，普通家牛，Bostaurus)，測序采用的是BAC克隆測序和全基因組鳥槍法(Whole-genome shotgun，WGS)測序策略，構(gòu)建WGS插入片段文庫的DNA樣品來自一頭海福特母牛(編號L1 Dominette 01449)，而BAC文庫的DNA樣品則為該牛的父親(編號L1 Domino 99375)，序列組裝方法與之前完成的小鼠[12]和海膽[13]的序列組裝方法類似。測序深度為7×，BAC末端序列用在了基因組scaffold組裝中，總序列長度為2.98 Gb，其中contig的N50長度(N50長度，將contig或scaffold從大到小排序，并對其長度進行累加，當累加長度達到基因組序列長度一半時，最后一個contig或scaffold長度即為N50長度，是評估基因組組裝質(zhì)量的重要標志，該數(shù)值越大，表明基因組組裝質(zhì)量越好)是82.96 kb，scaffold的N50長度為2.59 Mb，104萬個表達序列標簽(EST)中有95%包含在組裝的序列中，估算基因組大小為2.87 Gb。研究小組對組裝結(jié)果不斷更新優(yōu)化，并先后在NCBI數(shù)據(jù)庫公布了6個版本的基因組序列，最新的為Btau 4.6.1，包括29條常染色體及2條性染色體。研究發(fā)現(xiàn)，?；蚪M至少包含22 000個編碼蛋白基因，從中鑒定出的496個microRNA有135個為新發(fā)現(xiàn)。?；蚪M的測序成功揭示出了反芻動物很多的生物學(xué)特性，例如研究者發(fā)現(xiàn)，人類的5個與脂肪酸、甲戊二羥酸、解毒、嘧啶代謝途徑相關(guān)的基因在?；蚪M中缺失或者變異，在?；蚪M中有10種C型溶菌酶基因，且EST文庫內(nèi)6/7的C型溶菌酶基因都在瘤胃和腸中表達。

2009年，由美國馬里蘭大學(xué)牽頭組織的?；蚪M研究團隊也發(fā)表了關(guān)于牛基因組測序的研究成果[14]。該團隊利用“牛基因組測序工程”測序數(shù)據(jù)，通過改進組裝方法，拼接出了新的牛基因組序列。該團隊優(yōu)化組裝的最新?；蚪M版本為UMD_3.1.1，其總序列長度為2.67 Gb，contig的N50長度為96.95 kb,scaffold的N50長度為6.38 Mb，估算基因組大小為2.86 Gb。UMD版本覆蓋率、完整性和注釋效果等都比Btau版本更優(yōu)，并且其單核苷酸差異性錯誤率更低。由于DNA來源問題，當時公布的Btau 4.0版本的基因組序列不包含Y染色體，而UMD基因組通過鑒定篩選出了更多Y染色體的contig，并完成了Y染色體序列的較為完整的組裝。該研究團隊還構(gòu)建了新的人-?；蚪M線性圖譜，并在該圖譜中發(fā)現(xiàn)了268個同源線性區(qū)域。

家牛分為普通家牛(Bostaurus)和瘤牛(Bosindicus)，瘤牛頸肩隆起的峰瘤是其區(qū)別于普通家牛最明顯的特征[15]，瘤牛主要分布于印度、巴西、美國南部、澳洲北部和中國的南部，具有耐熱和抗蟲性。2012年，巴西熱那亞生物公司聯(lián)合巴西和加拿大高校[16]利用ABI SOLiD測序平臺對一頭巴西內(nèi)洛爾公牛(Nellore)進行了52×的測序研究，建立了0.11～2 kb片段長度不同的6個文庫，得到4.0×109個reads，比對Btau 4.0和UMD 2.0基因組后分別得到319 222、372 804個contigs，相應(yīng)覆蓋參考基因組的93%和99.1%，比較普通家牛和瘤?；蚪M的編碼蛋白基因發(fā)現(xiàn)，瘤牛缺失存在于普通家牛中的抵抗素(beta-defensin)及另一假想蛋白，研究表明，如果親緣物種基因組存在的話，利用DNA小片段建庫(0.11～2 kb)對某一物種測序，也能得到非常好的組裝效果，這對今后的測序工作有重要的借鑒意義。

牦牛(yak，Bosgrunniens)是青藏高原等高海拔地區(qū)特有的物種，具有很多適應(yīng)高原生活的生理結(jié)構(gòu)和習(xí)性，大約有1 400萬頭牦牛為生活在這些地區(qū)的居民提供著基本的生活資源，被稱作“高原之舟”。2012年，蘭州大學(xué)聯(lián)合華大基因公司等科研單位對牦牛進行測序并成功組裝基因組[17]?？蒲腥藛T從一頭母牦牛上采集DNA樣品，并采用全基因組鳥槍法策略，利用Illumina HiSeq 2000測序平臺進行雙末端測序，構(gòu)建出牦牛全基因組序列圖譜，測序深度為65×。牦?；蚪M的contig和scaffold N50 長度分別為20.4 kb和1.4 Mb，基因組大小約為2.66 Gb，該項目組還利用Sanger測序技術(shù)對牦牛6個線粒體基因進行了測序，并對5個組織樣品進行了轉(zhuǎn)錄組測序?；谵D(zhuǎn)錄組測序以及同源性、全基因組預(yù)測，共檢測到22 282個編碼蛋白基因、 220萬個雜合單核苷酸變異。同時，研究人員還利用人基因組為外圍序列，構(gòu)建出了207個牦牛祖先共線性同源區(qū)域，大約覆蓋整個基因組的94%。研究人員通過分析牦牛、普通牛、人和狗等4個物種的13 810 個同源基因家族發(fā)現(xiàn)，牦牛和普通牛共有362個基因家族，還發(fā)現(xiàn)100個與嗅覺、防御、免疫有關(guān)的基因家族為牦牛所特有。通過檢測正向選擇的基因發(fā)現(xiàn)，3個正向選擇基因包含的2個調(diào)控子和1個目標基因，均與血管生成、擴張和能量代謝有重要關(guān)系，5個調(diào)控牦牛營養(yǎng)通路的關(guān)鍵基因也受到正向選擇，有助于牦牛適應(yīng)高原以及飼草缺乏的惡劣環(huán)境。牦?；蚪M的破譯不僅揭示了牦牛對高原適應(yīng)性的遺傳機理，也促進了人類對高原反應(yīng)及缺氧相關(guān)疾病的認識、預(yù)防和治療。研究結(jié)果對加快奶用、肉用牦牛育種進程，提高當?shù)厝罕娊?jīng)濟收入有重要意義。

最近，孟加拉Lal Teer畜牧科技公司與華大基因公司聯(lián)合宣布水牛(Bosbubalus)基因組圖譜繪制完成[18]，其基因組大小約為2.77 Gb，略小于人類基因組，共有21 550個編碼基因。該項科研成果將有利于從基因組水平和遺傳學(xué)角度認識水牛的物種起源、馴化過程和生物學(xué)特性，推進水牛品種的選育工作。

隨著測序技術(shù)和生物信息學(xué)的飛速發(fā)展，普通家牛(Bostaurus)、瘤牛(Bosindicus)、牦牛(Bosgrunniens)、水牛(Bosbubalus)的基因組序列均被組裝成功，但各個基因組序列還在不斷完善過程中，例如普通?；蚪M就由不同研究團隊組裝得到兩個版本，基因組序列的覆蓋度也不斷得到提高。一個物種基因組計劃的完成，意味著這一物種學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新開端，不同種屬?；蚪M的破譯對于人們進一步研究牛不同的生理結(jié)構(gòu)、性狀特點和生物學(xué)特性奠定了基礎(chǔ)，有利于根據(jù)不同的需求和特點，加快牛品種選育，使其更好地服務(wù)于人類。

2 牛全基因組重測序

全基因組重測序是指對已有參考基因組的物種進行不同個體的基因組測序，通過生物信息學(xué)的比對方法，可以檢測到大量與性狀關(guān)聯(lián)的遺傳變異信息(包括單核苷酸多態(tài)性位點、插入缺失位點、結(jié)構(gòu)變異位點和拷貝數(shù)變異等)。通過變異信息注釋、系統(tǒng)進化和群體遺傳結(jié)構(gòu)分析等方法，能夠揭示物種的進化歷史、環(huán)境適應(yīng)性、自然選擇等特征，有利于縮短分子育種周期。

隨著牛全基因組序列的公布，牛全基因組重測序研究取得了較大進展。2009年，?；蚪M圖譜研究團隊利用6個品種牛的序列文庫與海福特牛參考基因組比對得到的探針，檢測到19個不同品種497頭牛的37 470個SNPs[19]；發(fā)現(xiàn)普通家牛品種的平均最小等位基因頻率(Minor allele frequencies，MAFs)比瘤牛高。研究發(fā)現(xiàn)，基于個體間的系譜和共享基因位點來比較個體祖先時，即使在系譜未知的情況下也能準確預(yù)測出祖先群體大小，這是很好的保護瀕危滅絕牛群體的方法。研究者還分析了牛品種間的親緣關(guān)系和連鎖不平衡(LD)模型，發(fā)現(xiàn)非洲的N’Dama牛和Sheko牛均起源于歐洲牛，非洲的N’Dama牛的歷史群體規(guī)模很小，說明該群體沒有受到強烈的馴化瓶頸。普通家牛的歷史群體要比瘤牛大得多，都經(jīng)歷了由遠古時代的大群體到當代群體迅速下降的一個過程。

2009年，德國一研究小組利用新一代測序平臺Illumina Genome Analyzer Ⅱ，對一頭弗萊維赫公牛(Fleckvieh)進行了深度為7.4×的重測序，得到24 G的測序數(shù)據(jù)，檢測到了2.44×106個SNPs(其中82%是未知SNPs)以及1.15×105個indels，為評估測序數(shù)據(jù)的準確性，該研究利用50 K基因芯片對同一頭牛進行了基因型比較，發(fā)現(xiàn)純合子和雜合子的檢測率分別為74%和30%，比較隨機選擇的196個基因型得到的假陽性率(False positive rate)為1.1%，利用48頭弗萊維赫牛和48頭瑞士褐牛(Braunvieh)檢測這196個SNPs的等位基因頻率發(fā)現(xiàn)，95%的SNPs呈多態(tài)性，平均最小等位基因頻率(Minor allele frequency)是24.5%，83%的SNPs的最小等位基因頻率大于5%，可用于關(guān)聯(lián)分析研究[20]。這是第一次利用二代測序技術(shù)開展牛基因組測序研究，利用中低深度的重測序技術(shù)得到200多萬的新SNPs，進一步豐富了現(xiàn)在的SNPs數(shù)據(jù)庫，為構(gòu)建高密SNP芯片，開展全基因組關(guān)聯(lián)研究提供了有價值的資源。

2011年，日本科學(xué)家對一頭日本當?shù)嘏?Kuchinoshima-Ushi)進行了重測序研究，評估了這個牛品種的SNPs等遺傳特性，研究人員利用Illumina GAⅡ測序平臺共得到64.2 G的測序數(shù)據(jù)，測序深度達到15.8×，其中86%的reads比對到參考基因組序列上(Btau 4.0)，可以覆蓋93%的基因組，共檢測到630萬個SNPs(其中550萬個為新發(fā)現(xiàn))以及約69萬個插入缺失信息，除已經(jīng)在?；蚪M注釋過的SNPs外，該研究在蛋白編碼區(qū)還發(fā)現(xiàn)了20 432個SNPs，包括分布在4 643個基因中的11 713 個非同義SNPs，該研究通過基因聚類發(fā)現(xiàn)，含有非同義SNP數(shù)量最多的100個基因大多與蛋白錨定、活性催化、代謝通路等有關(guān)[21]。而已有相關(guān)報道證明，在Kuchinoshima-Ushi牛發(fā)現(xiàn)的SNP與其他品種牛的表型性狀有關(guān)聯(lián)[22-25]。另外，該研究通過對10個基因序列進行系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現(xiàn)Kuchinoshima-Ushi牛明顯不同于歐洲家養(yǎng)牛品種。這為進一步開展Kuchinoshima-Ushi牛群體遺傳研究和含有SNP位點基因功能的研究提供了框架，有助于探究重要經(jīng)濟性狀表型變異的分子機制，改善牛的內(nèi)在缺陷。

Stothard等[26]采用SOLiD system測序平臺對一頭黑安格斯牛和一頭美國荷斯坦牛進行了深度為22×和19×的全基因組重測序，通過比對分別得到320萬和370萬個SNPs，其中81%和75%為新發(fā)現(xiàn)，24%為共有。另外，該研究檢測出790個拷貝數(shù)變異(Copy number variations, CNVs)，注釋發(fā)現(xiàn)，黑安格斯?；蚪M中含有更多的與運動相關(guān)的CNVs，荷斯坦奶牛中含有更多與哺乳、激活酶等繁殖功能相關(guān)的CNVs，注釋結(jié)果與動物各自的優(yōu)秀性狀保持一致。一些CNVs與牛肉和乳制品(如產(chǎn)奶、健康或者肉品質(zhì))相關(guān)基因重疊，且荷斯坦牛的CNVs更豐富，推測可能與選擇強度有關(guān)。

CNVs是某個物種2個個體基因組序列中50 bp以上片段的增加或者減少[27]，盡管SNPs在全基因組水平中很常見，但是CNVs對序列長度的影響比較大，對改變基因結(jié)構(gòu)、數(shù)量及基因調(diào)控和暴露隱性等位基因等有著更重要的潛在影響[28]。Bickhart等[29]用Illumina GA Ⅱx第二代測序技術(shù)檢測了5頭普通家牛(3頭安格斯、1頭荷斯坦牛、1頭海福特牛)和1頭瘤牛(Nelore)全基因組CNVs的差異，在比對序列中共檢測到了1 265個CNV區(qū)域，其中有476個(38%)是首次發(fā)現(xiàn)，研究者檢測了變異最多的25個基因，發(fā)現(xiàn)瘤牛個體中13個基因拷貝數(shù)較低，而如CATHL4、ULBP17等抗病基因則在瘤牛中高度復(fù)制，而在普通家牛中與脂質(zhì)運輸和代謝相關(guān)的基因(APOL3和FABP2)高度復(fù)制，這些結(jié)果表明CNVs與牛品種的適應(yīng)性、健康、生產(chǎn)性狀之間的差異有關(guān)聯(lián)，這與Stothard等[26]的研究結(jié)果一致。Bickhart等[29]還構(gòu)建了第一張牛個體CNV、重復(fù)片段圖譜和估算全基因組CNVs，為將來在全基因組高重復(fù)片段中進一步研究CNV奠定了基礎(chǔ)。

通過全基因組群體水平重測序可以尋找到大部分的有效突變。盡管近幾年二代測序費用大幅度下降，但是大規(guī)模重測序費用依然難以承受。人類千人基因組計劃對179個樣本進行了平均深度為3.6×的測序，也得到了絕大多數(shù)的突變信息[30]?；诖?，Jansen等[31]選擇可代表群體69%的遺傳多樣性的43頭弗萊維赫牛進行重測序研究，測序平臺為Illumina GA Ⅱx和HiSeq2000，測序深度從4.17×到24.98×，平均深度為7.46×,通過與參考基因組(UMD3.1)進行比對，共檢測到約1.7×107個遺傳突變，其中67.95%為新發(fā)現(xiàn)，新發(fā)現(xiàn)的突變中有90%為等位基因的SNPs，10%為indels，該研究發(fā)現(xiàn)在18 444個基因的編碼區(qū)存在91 733個突變，其中46%為非同義突變，在這些非同義突變中有575個突變預(yù)測為提前終止密碼子，該研究表明，基于高密度基因芯片分型的測序的敏感度和特異性分別為92%和81%，如果填補數(shù)據(jù)過程的話，兩者能達到97%和93%，基因型填補在動物低覆蓋度的重測序中能夠顯著提高基因型質(zhì)量，也為群體重測序提供了新的策略。

韓牛(Hanwoo)是韓國的牛品種，具有普通家牛和瘤牛血統(tǒng)，由中國北方遷徙到朝鮮半島，有5 000 多年的使役歷史[32-33]。韓國研究團隊用ABI SOLiD平臺對一頭韓牛公牛進行了深度為45.6×的測序，通過與Btau 4.0基因組比對得到4.7×106個SNPs，其中58%為新發(fā)現(xiàn)，4.0×105個indels中87%為新發(fā)現(xiàn)，通過?；蛐酒?BovineSNP50)分型結(jié)果評估發(fā)現(xiàn)，SNPs檢測結(jié)果一致性達96.2%[9]。該研究同時對文獻[26]中黑安格斯和荷斯坦牛的測序數(shù)據(jù)進行了比較分析，利用NCBI數(shù)據(jù)庫中的20 955個基因注釋，在韓牛8 360個基因中得到25 000個非同義SNPs、剪貼變異體、編碼indels(non-synonymous SNPs,splice-site variants,and coding indels，NS/SS/Is)，多于黑安格斯牛和荷斯坦牛，說明韓牛遺傳距離要遠于后兩者[34]。在研究的3個品種中，10 906個基因有NS/SS/Is，737個基因有10個以上的NS/SS/Is，研究表明，含有多個NS/SS/Is的基因是為了適應(yīng)環(huán)境而進化成的多拷貝基因，或者是由于錯誤的參考基因組而形成的。檢測純合子區(qū)域(Regions of homozygosity，ROH)發(fā)現(xiàn)，韓牛ROHs的長度和數(shù)量都不及黑安格斯牛和荷斯坦牛，推測是由于黑安格斯牛和荷斯坦牛經(jīng)歷了更長的選育時間而致。在韓牛、黑安格斯牛和荷斯坦牛的ROHs中分別檢測到753、1 320和 2 482 個基因，通過聚類發(fā)現(xiàn)，在ROHs中的基因與牛的生物特性和外貌(抗病性、肉質(zhì)、黑白毛色)有相關(guān)性[35-38]， ROHs的利用為開展牛遺傳改良工作提供了一個很好的全基因組選擇策略。

3 牛全基因組測序研究面臨的機遇和挑戰(zhàn)

近10年來，第二代高通量測序技術(shù)發(fā)展迅猛，國際上主要的幾家測序公司454 LifeScience、Illumina、Life Technologies、Pacific Biosciences在不斷地進行技術(shù)變革，使檢測成本不斷降低，而測序通量和讀長都得到明顯改善。如Illumina公司發(fā)布的HiSeq X Ten測序系統(tǒng)，能夠以千元成本測序完整的人類基因組，每天最多可以對6×1011bp進行測序，產(chǎn)量增加的同時，成本直線下降；而Pacific Biosciences公司的PacBio測序讀長已經(jīng)達到8.5 kb，極大地方便了后續(xù)的序列拼接、組裝以及注釋等生物信息學(xué)分析。此外，采用單分子讀取技術(shù)的第三代測序技術(shù)已經(jīng)發(fā)展起來[39]，增加了測序讀長和通量，并且無DNA擴增環(huán)節(jié)，極大地降低了測序成本，在全基因組測序[40]和重測序[41]方面都得到了很好的應(yīng)用。新一代測序技術(shù)以其高通量、低成本、高效率的特點，已然成為科學(xué)家探究各類生物基因組奧秘的重要工具，也必將為牛全基因組測序研究帶來更廣闊的發(fā)展空間和新的機遇。

牛是最具代表性的反芻動物之一，其遺傳資源非常豐富，世界上有800多個牛品種，僅中國就擁有52個地方黃牛品種，牛全基因組測序工作未來將主要集中在以下幾點：(1)在從頭測序方面，家牛、牦牛和水?；蚪M序列已經(jīng)破譯，而野牛、大額牛等特殊牛品種的全基因組信息還屬未知，其基因組信息的解析對全面研究牛的物種起源進化和探究相關(guān)物種特異性具有重要作用。(2)在全基因組重測序方面，研究人員已經(jīng)開展了大量工作，在群體水平上研究了牛的進化歷史、環(huán)境適應(yīng)性和生物特異性等，并且在不同群體發(fā)現(xiàn)了高密度的SNPs、indels和SVs(Structural variations)等變異信息，但對很多牛品種核心種質(zhì)的重測序工作還未開展。世界不同地區(qū)分布的很多地方牛品種保存了牛物種的很多重要遺傳多樣性，開展核心種質(zhì)資源重測序?qū)ε＿z傳資源保護及特殊種質(zhì)資源的利用具有重要科學(xué)意義。(3)開展全基因關(guān)聯(lián)分析(Genome-wide association study,GWAS)，隨著測序技術(shù)的發(fā)展，基于全基因組測序的GWAS研究得到普及和廣泛應(yīng)用，可以篩選、鑒定與牛重要經(jīng)濟性狀的相關(guān)基因和位點，開展全基因組選擇，縮短分子育種的試驗周期。

高通量測序技術(shù)為基因組學(xué)研究提供了一個高效的新平臺和巨大的發(fā)展機遇，先進的測序技術(shù)不斷產(chǎn)生海量的測序數(shù)據(jù)，如何充分挖掘隱藏在原始數(shù)據(jù)中的生物學(xué)信息[42]，并據(jù)此解釋許多復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象和生理機制，以及應(yīng)用已知基因組信息促進牛品種保護和選育工作，是今后全基因組研究的難點和最重要的挑戰(zhàn)。

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Progress on whole genome sequencing of bovine

WANG Hong-cheng1,MEI Chu-gang1,ZAN Lin-sen1,2,CHENG Gong1,2,LI An-ning1,2,WANG Hong-bao1,2

(1CollegeofAnimalScienceandTechnology,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China;2NationalBeefCattleImprovementCenterinChina,Yangling,Shaanxi712100,China)

As a representative of ruminants,cattle have unique biological characteristics and important evolutionary position compared to other mammals,acting as an important tool and sources of meat and milk to human.During last decade,great progresses have been made in cattle genome research,which plays an important role in understanding the biology and promoting the molecular breeding process.This article introduces the cattle genome sequencing and researches after sequencing,and discussed the opportunities,emphasis and challenges of future bovine genome sequencing research.

bovine;whole genome;sequencing

時間:2015-10-13 08:46

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.11.003

2014-03-26

“十二五”國家“863”計劃項目(2013AA102505，2011AA100307-02)；國家自然科學(xué)基金項目(31272411)；“十二五”國家科技支撐計劃項目(2011BAD28B04-03)；“十二五”國家轉(zhuǎn)基因育種重大專項(2013ZX08007-002)；國家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARS-38)

王洪程(1985-)，男，山東臨沂人，在讀博士，主要從事基因組學(xué)研究。E-mail:besthongcheng@163.com

昝林森(1963-)，男，陜西扶風(fēng)人，教授，博士，主要從事動物遺傳育種與繁殖研究。E-mail:zanlinsen@163.com

S823;Q78

A

1671-9387(2015)11-0017-07

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20151013.0846.006.html