全基因组SNP分型技术在畜禽遗传育种研究中的应用

随着畜禽资源分子鉴定、物种进化、全基因组育种等热点领域的逐渐兴起,准确的全基因组SNP分型成为了畜禽基因组研究的关键。基因芯片、重测序、简化基因组测序及靶向捕获测序等全基因组SNP分型技术已广泛应用于畜禽基因组研究中。本文概述了全基因组SNP分型技术的原理及其在全基因组关联分析、选择信号分析和畜禽遗传资源背景分析等方面的应用,以期为畜禽基因组研究和育种应用提供借鉴和参考。     

全基因组测序在畜禽中应用的研究进展

在基因组研究方面,目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术,全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低,全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在畜禽起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序,能够发现拷贝数变异（copy number variation,CNV）及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异,丰富现有的CNV和SNP数据库,为抗病、生长、食欲、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。作者针对全基因组测序技术在主要畜禽上的研究进展,综述了全基因组测序在畜禽的品种遗传多样性、群体演变机制、功能基因挖掘等研究中的应用,并探讨了全基因组测序存在的问题,旨在为畜禽种质资源保护和分子育种实践提供参考。     

基因组水平的选择信号及其检测方法研究进展

在进化过程中,自然或人工选择在基因组上留下了各种选择信号的印迹。探究不同物种或同一物种不同种群之间的选择信号有助于我们研究物种的进化历史,筛选优势等位基因并应用于遗传育种之中。本文详细介绍了各种经典的选择信号检测方法及其适用场景,并讨论了各自的优缺点和未来的发展方向。     

基因组选择模型及其在家禽育种中的应用

基因组选择是当前畜禽育种领域一项热门的分子育种方法,已经在实际育种中得到应用并取得良好的效果。基因组选择使用数学模型计算出覆盖全基因组范围内的高密度标记的效应值,从而得到个体基因组估计育种值,再进行高效的选种选配工作。该方法可以提高传统育种值估计的准确性,实现畜禽育种早期选择,缩短世代间隔,从而加快遗传进展。同时,随着第二代测序平台和基因芯片技术不断成熟,单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）标记已成为普遍且重要的动植物研究手段,SNP芯片检测成本也不再高昂。文章综述了常见的基因组选择模型及其在家禽育种中的应用,讨论了其面临的挑战,并且展望了其应用前景,为我国地方家禽保护、评价和利用提供参考。     

芯片技术在畜禽育种中的应用研究进展

中国畜禽品种资源丰富,且有许多优良性状基因,但这些优良性状基因并没有被充分利用,因此,在基因水平上开展遗传资源的开发和利用是畜禽经济性状改良的重要方向。目前,虽然传统系谱选择方法在育种工作中发挥了重要作用,但存在准确率低、育种周期长等缺点。随着分子生物学技术的快速发展,近年来先进的基因组测序和基因分型技术大大促进了畜禽育种方法的革新。从低通量、耗时的限制性片段多态标记（RFLP）到如今高通量、高密度的单核苷酸多态性（SNP）标记,基因检测效率有了大幅度提高。基因芯片技术在分子标记辅助选择和全基因组选择育种研究中逐渐得到广泛应用,成为畜禽育种的新技术手段和新热点。主要介绍了高、低密度SNP芯片技术在畜禽育种中的研究及应用,并简述了其技术优势、存在问题及挑战、应用展望,旨在表明基因芯片技术必将会成为畜禽分子育种工作中一项重要的基础技术,在畜禽种业快速发展过程中起到重要的推动作用,以期为基因芯片技术在畜禽育种中得到进一步应用提供理论参考,推进中国畜禽育种遗传进展,提升中国畜禽种业的科技竞争力。     

芯片技术在畜禽育种中的应用研究进展

中国畜禽品种资源丰富,且有许多优良性状基因,但这些优良性状基因并没有被充分利用,因此,在基因水平上开展遗传资源的开发和利用是畜禽经济性状改良的重要方向。目前,虽然传统系谱选择方法在育种工作中发挥了重要作用,但存在准确率低、育种周期长等缺点。随着分子生物学技术的快速发展,近年来先进的基因组测序和基因分型技术大大促进了畜禽育种方法的革新。从低通量、耗时的限制性片段多态标记(RFLP)到如今高通量、高密度的单核苷酸多态性(SNP)标记,基因检测效率有了大幅度提高。基因芯片技术在分子标记辅助选择和全基因组选择育种研究中逐渐得到广泛应用,成为畜禽育种的新技术手段和新热点。主要介绍了高、低密度SNP芯片技术在畜禽育种中的研究及应用,并简述了其技术优势、存在问题及挑战、应用展望,旨在表明基因芯片技术必将会成为畜禽分子育种工作中一项重要的基础技术,在畜禽种业快速发展过程中起到重要的推动作用,以期为基因芯片技术在畜禽育种中得到进一步应用提供理论参考,推进中国畜禽育种遗传进展,提升中国畜禽种业的科技竞争力。     

简化基因组测序在畜禽应用中的研究进展

简化基因组测序(reduced-representation genome sequencing, RRGS)是指利用生物信息学方法设计标记开发方案,富集特异性长度片段,应用高通量测序技术获得海量标签序列来代表目标物种全基因组信息的测序方法。通过RRGS能够发现更多新的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点,为研究控制畜禽生长发育、肉质调控、代谢调节基因及其遗传进化多样性提供重要基础分析数据。文章主要对RRGS中的限制性酶切位点相关DNA测序(restriction-site associated DNA,RAD-seq)、2b-RAD(ⅡB restriction-site associated DNA)、双酶切简化基因组测序(double digest RAD,ddRAD-seq)和基因分型测序(genotyping by sequencing, GBS)四种技术原理及在畜禽分子标记开发、遗传图谱构建和数量性状定位(QTL)方面的应用进行综述,旨在为简化基因组测序在畜禽育种研究中的应用提供基础资料。     

绵羊基因组测序及应用研究进展

随着测序技术的不断发展,测序价格的平民化使得基因组测序及应用普及到各个物种。绵羊作为人类重要的经济动物,其基因组研究近年来取得了重要进展,在绵羊起源、进化和适应性及功能基因鉴定等方面的研究取得了重要成果。该文重点综述绵羊的全基因组de nono测序进展及全基因组重测序在解析绵羊品种遗传多样性、揭示进化适应机制、功能基因定位等方面的研究应用,以期为绵羊的生物学研究提供方法参考,也为绵羊品种资源的保护和利用及分子育种提供参考。     

畜禽选择信号检测方法及其统计学问题

畜禽选择信号的研究随着基因组大数据的爆发式增长,已经成为目前畜禽群体遗传学研究与重要经济性状基因定位的一个重要手段。使用恰当的选择信号方法,了解选择信号检测中的统计学问题,对于准确解析畜禽适应性进化的潜在遗传机制,精细定位重要经济性状的候选基因具有重要的意义。围绕畜禽基因组选择信号研究概况,本文对选择信号的概念、检验统计量类别、畜禽选择信号检测的影响因素及相关统计学问题进行了综述,以期为进一步拓展选择信号的研究思路提供参考。     

中国地方犬基因组遗传多样性及其选择信号分析的概要

正家犬是最早被驯化的家养动物,通过选择进化和培育,世界上已有超过400多个犬品种,每个品种都具有独特的生理、行为和形态特征。近年来,越来越多的研究人员利用高密度SNP芯片和全基因组重测序技术,开展了西方犬种的起源、进化、遗传多样性以及影响表型相关的基因研究,并取得了重要进展,但还未见中国地方犬的遗传多样性、群体结构、进化关系、基因组结构变异和选择信号等研究。     

畜禽生长发育相关性状的全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析(GWAS)是近年兴起的用于分析复杂性状的重要研究方法。高通量测序技术的成熟发展使得基于全基因组测序技术和基因芯片技术的GWAS解析畜禽复杂性状成为可能,GWAS的运用对畜禽经济性状相关的SNP、QTL和候选功能基因研究起到关键作用。本文主要对GWAS的基本原理和方法、优劣势以及GWAS在畜禽生长发育相关性状中的应用现状进行综述,并对GWAS在今后畜禽育种中的应用前景进行展望,以期为GWAS在畜禽育种中的深入研究提供参考。     

生物技术在养猪业中的应用

进入八十年代以来,由于分子生物学、分子遗传学、分子克隆重组技术的发展,出现了许多新的研究领域,如分子标记、动物分子遗传学、抗病育种等。这些方法在分子水平上研究解决以下几个方面问题：①畜禽基因组及重要经济性状（肉蛋奶）的基因（QTL）定位。研究内容包括基因组及基因图谱;产量和质量主基因分析;基因（QTL）定位;单位性状基因的分离、克隆和测序;转基因动物。②畜禽超高产育种的分子生物学基础。研究内容包括肉蛋奶超高产的分子生物学基础,畜禽杂种优势的机理及预测,分子遗传鳖记辅助选择。③畜禽遗传资源保护与利用…     

丹麦动物遗传育种研究热点

丹麦畜牧业高度发达,是养猪强国,其猪肉出口量居世界第一。丹麦动物遗传育种研究有自己鲜明的特色,技术先进,为畜牧业持续健康发展提供了强有力的支撑。目前,有关动物全基因组选择、开发高通量及低成本的畜禽新型分子遗传标记、利用整合系统生物学解析畜禽复杂性状的遗传机理等成为丹麦动物遗传育种领域研究热点。此外,他们注重加强国内国际、多学科科研合作,注重畜禽生产性能测定和遗传评估工作,其成功经验可供我们借鉴。     

基于高通量测序技术的山羊遗传多样性及其生产性状研究进展

近年来,高通量测序技术的规模化应用及生物信息技术的普及,极大地推动了家畜基因组学的发展,实现了分子育种标记全基因组水平的快速、精准定位,为全基因组选择育种奠定了重要基础。数千年来的驯化和选择,形成了用途多样的山羊品种,如乳用、皮用、绒用及肉用等,为人类提供了丰富的生产和生活资料。国内外学者采用高通量测序技术对山羊的遗传多样性及生产性能的遗传机制进行了研究,以期找到与山羊种质特性相关的基因,从而为山羊的遗传改良提供新的标记。作者对近五年来基于高通量测序技术研究山羊的遗传多样性和产绒、产奶、繁殖等生产性状的研究进展进行了综述,以期为评估山羊优良种质特性和与生产性状相关的优异基因定位的工作提供参考。     

水禽基因组选择研究进展

水禽是世界家禽养殖的重要组成部分，我国水禽产业包括肉鸭、蛋鸭及鹅三大产业。中国已经成为世界上最大的水禽生产国，中国的鸭和鹅饲养量和出栏量稳居世界第一。基因组选择作为一项重要的育种技术，已经在奶牛、生猪等家畜中得到广泛应用，其利用覆盖整个基因组的SNP位点，通过固态芯片、液态芯片、全基因组重测序、简化基因组测序等多种基因型测定手段，通过提高育种值估计的准确性、早期选择并为难以度量性状的提供基因组育种值等方法来加快性状改良速度，显著加快了性状遗传进展。然而，水禽基因组选择刚刚起步，如何根据水禽育种特点，加快基因组选择在水禽育种应用具有重要价值。本文综述了水禽基因组育种相关技术发展现状，并对未来发展提供了相关建议，以期为我国水禽育种工作提供参考和借鉴。     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长,必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低,提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来,以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇,利用该技术可实现早期准确选择,从而大幅度缩短世代间隔,加快群体遗传进展,并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中(如奶牛),基因组选择取得了成功,群体也获得较大遗传进展,但仍无法满足快速增长的需求。因此,亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明,在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息,可以提高基因组育种值预测的准确性,进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时,开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据,包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因,从而进一步提高基因组选择的准确性。     

全基因组选择模型研究进展及展望

全基因组选择是一种利用覆盖全基因组的高密度标记进行选择育种的新方法,可通过早期选择缩短世代间隔,提高育种值估计准确性等加快遗传进展,尤其对低遗传力、难测定的复杂性状具有较好的预测效果,真正实现了基因组技术指导育种实践。随着芯片和测序技术日趋成熟,高密度标记芯片检测成本不断降低,全基因组选择模型的不断升级和优化,预测准确性不断提高,全基因组选择已成为动物遗传改良的重要手段和研究热点。目前,全基因组选择已经成为奶牛遗传评估的标准方法,并取得重要进展,在其它物种中的应用正在逐步开展。本文主要对全基因组选择的统计模型发展进行综述,总结全基因组选择在动物遗传育种中的应用现状,讨论当前存在的问题,并对全基因组选择模型的发展方向和应用前景进行展望。     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长，必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低，提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来，以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇，利用该技术可实现早期准确选择，从而大幅度缩短世代间隔，加快群体遗传进展，并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中（如奶牛），基因组选择取得了成功，群体也获得较大遗传进展，但仍无法满足快速增长的需求。因此，亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明，在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息，可以提高基因组育种值预测的准确性，进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时，开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据，包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因，从而进一步提高基因组选择的准确性。     

畜禽生物育种的两项国家标准发布实施

由中国农业科学院主持编写的"畜禽基因组选择育种技术规程"(GB/T40184-2021)和"畜禽分子标记辅助育种技术规程"(GB/T40188-2021)两项国家标准已实施. "畜禽基因组选择育种技术规程"规定了畜禽基因组选择育种技术的操作步骤要求,包括参考群的建立(群体规模和群体遗传背景)、表型测定(猪、奶牛、肉牛、...     

单分子测序技术在畜禽科学研究中的应用

单分子测序也称为第三代测序，是近年发展起来的新一代测序技术。单分子测序代表性技术主要有PacificBiosciences公司的单分子实时测序和OxfordNanopore公司的单分子纳米孔测序技术。与第一代和第二代测序技术相比，新一代测序技术具有单分子测序、超长读长以及RNA也可直接测序等特点，为科学研究提供了更大的便利。本文概述了单分子测序技术的基本原理和特点，总结了其在畜禽遗传育种、畜禽病原微生物研究、有益微生物开发和畜禽产品检测中的应用现状，以期为单分子测序技术在畜禽科学中更广泛地应用提供参考。