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后GWAS时代基因组功能变异的高通量鉴定方法及其在农业动物中的应用

2026-03-05 15:26:30来源:遗传
基因组变异是生物遗传多样性的基础,也是物种进化与表型差异形成的核心驱动力,主要包括单核苷酸多态性(SNP)、插入缺失变异(InDel)、拷贝数变异(CNV)、结构变异(SV)以及短串联重复序列(STR)等类型。传统功能变异鉴定方法通量低、周期长,难以满足大规模研究需求,而高通量测序技术的快速发展,使得大规模基因组变异的鉴定变得更加精准和高效。全基因组关联分析(GWAS)已鉴定出大量与复杂疾病和性状相关的变异位点,但存在难以确立因果关系、忽视基因间及基因与环境的交互作用、以及缺乏实验验证等局限。后GWAS时代,基于高通量鉴定基因组功能变异的前沿技术策略,将重点阐述其在功能解析、机制研究及畜禽遗传育种中的应用,为解析经济性状遗传机制提供理论与技术参考。

2026年3月4日,农业农村部鸡遗传育种重点实验室/东北农业大学动物科学技术学院王守志教授课题组在《遗传》上发表了题为“后GWAS时代基因组功能变异的高通量鉴定方法及其在农业动物中的应用”的综述文章。该综述系统梳理了当前用于基因组功能性变异的高通量鉴定方法,全面总结了其在主要农业动物的应用进展,并对其未来研究前景进行了展望,以期为后续相关领域研究提供参考。

该综述主要包括3部分的内容:

(1)基因组不同区域SNP对基因功能的影响

SNP是基因组中分布最为广泛、数量最多的一类遗传变异。根据其在基因组中的位置可划分为两大类:编码区SNP与非编码区SNP。前者位于基因的外显子区,而后者则主要位于调控序列中,包括启动子、增强子、沉默子、内含子及UTR区域等。不同区域的SNP均可影响基因表达,但其作用机制存在显著差异。

(2)功能性SNP鉴定的高通量方法

重点介绍了高通量报告基因分析(如图所示)、CRISPR/Cas9基因编辑技术、核酸-蛋白互作方法和表观基因组学方法,并根据核酸、核酸与蛋白质互作和染色质构象层面对高通量功能性SNP鉴定方法进行了分类,系统归纳了各类方法的作用、核心原理、应用、优点和不足等信息。

(3)高通量鉴定方法在农业动物功能变异鉴定中的研究进展

在农业动物研究领域,通过高通量方法筛选和鉴定与生长性能、肉品质等重要经济性状相关的功能性SNP已取得显著进展,为系统解析性状的调控机制提供了关键支撑。总结了主要农业动物(猪、家禽、反刍动物)通过高通量方法鉴定功能变异的研究进展。

农业农村部鸡遗传育种重点实验室/东北农业大学动物科学技术学院王守志教授为文章通讯作者,硕士研究生尹心怡为文章第一作者。课题组相关研究得到了国家自然科学基金项目、国家农业科技重大项目和国家现代农业产业技术体系的资助。