淺析生物信息學在動物遺傳育種中的應用

黃晶

近年來，生物科學發展迅速，主要體現在生物科學中核酸和蛋白質這兩種大分子在結構和序列方面的研究更是碩果累累，我們知道不同的結構的核酸序列或者氨基酸序列會產生數以萬計的遺傳信息，那么這個龐大的信息就要通過生物信息學的理論來科學的處理分析。

1.生物信息學

1.1 生物信息學的概念

生物信息學是近年來新興起來的一門學科技術，它主要是通過應用計算機對生物科學研究中的生物信息進行分析，儲存以及檢索的一門科學；也就是應用計算機對生物信息數據庫進行分析，來解決生物學問題。

1.2生物信息學的特點

生物信息學發展迅速，蛋白質和核酸的序列和結構信息一直在不斷更新，一時間數據龐大，這就需要運用計算機信息系統來進行整理儲存，但生物信息學的發展還不夠成熟，只是繼續停留在量的儲存上，還處于基礎發展階段，沒有一套理論性的概念來總結這些龐大的數據。所以很多機構都致力于生物信息學軟件結構的開發，同時也促進了經濟的發展。

1.3生物信息學的研究領域

生物信息學在動物遺傳中的運用，主要是研究蛋白質和核酸的結構和序列的不同組成的遺傳信息對動物遺傳性狀的控制；從基因組學來說：基因組主要就是針對一個遺傳信息的全部內容的分析研究，再將遺傳信息全部提取之后進行分析整理，計算存儲。舉個例子，比如說對一種可以使人致癌的基因組進行測試，對其中的全部基因信息進行數據分析，可以評估出這種基因組致癌的幾率以及治療方法。在蛋白組學中，主要研究不同蛋白質的結構表現出的性質，研究方法主要是雙向凝膠電泳圖譜，研究不同時期蛋白質的不同功能。例如可以通過研究一個生物體的所有蛋白質特征來推測出在蛋白質水平上的生物疾病以及細胞代謝的過程?；蚪M學與蛋白質組學是相輔相成的，需要通過它們的共同研究來解決基因活性以及生物疾病等問題。

2生物信息學與動物遺傳育種

2.1生物信息學與動物遺傳育種兩者之間的關系

生命的本質就是通過基因將遺傳信息傳遞給下一代在自然選擇的過程中，將優良的基因留存下來。生物信息學就是研究動物遺傳過程中的基因信息是如何控制遺傳性狀的，當分析清楚基因排序和性狀表達之間的關系后，我們就可以根據生物信息學的技術來改良基因，運用到培育優良的動物品種中來，培育優良性狀的動物品種和提高動物育種的速度。

2.2生物信息學對動物遺傳育種的作用

在基因組學和蛋白組學的研究過程中，建立起動物良種基因育種數據庫，可以利用物種基因的同源性和相似性，以及根據進化過程中距離較近的物種，找到想要找到的基因類型。例如奶牛，可以通過基因同源性和進化進程，選擇優良品種的奶?；蜻M行培育，從而培育出高產優質牛奶的奶牛，提高經濟效益；同時還加快了育種的速度。同樣，我們可以通過對禽類的控制優良的產蛋性能的主效基因進行標記，利用基因序列的對比，建立起主效基因數據庫，在此基礎上改良禽類的品種。

2.3存在的問題

生物信息學在發展的過程中有它自身的復雜性、多樣性和不確定性，基因蛋白質種類繁多，也沒有具體的分類細則，所以會阻礙生育種物種的速度，而生物信息學研究基因序列的方法多種多樣，于是造成一部分基因組成不能被及時發現是問題之一；其次是不確定性，根據基因序列來說判斷基因的性能是不夠準確的，在基因序列所編碼的蛋白質表達其性能的過程中可能還受到其他一些因素，比如維生素或者礦物質離子的影響；所以通過基因序列結構作為唯一標準來判斷也是不準確的，這種不確定性就阻礙了動物的育種進程。

綜上所述，生物信息學是隨著生物科學的快速發展而興起的，目前不僅僅在動物育種領域廣泛運用，同時還應用在醫學、植物育種學等多方面。生物信息學運用到動物育種方面，為優良品種的培育做出了巨大貢獻；目前，隨著生物科學的發展，生物信息學也得到了長足的發展，對于目前存在的問題，我們要深入研究，積累學習，相信生物信息學的未來會為人類提供更大的福利。

（作者單位：812100 青海畜牧獸醫職業技術學院）