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“確定農業動物基因組學領域中美國農業部長期努力的未來需求”

Green RD 等人，“確定農業動物基因組學領域中美國農業部長期努力的未來需求”，《國際生物科學雜誌》，3，185-191，（2007）。

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=17384737

主要重點

本文的目的是總結 2004 年 9 月在華盛頓特區舉行的美國農業部研討會上得出的結論和建議，該研討會的主題是“制定美國農業部在農業動物基因組學領域長期努力的路線圖”。此次研討會的目的是確定農業動物基因組學研究的未來方向，重點關注下游應用，這些應用將導致動物改良，從而使生產者、消費者和研究人員受益。

新術語

BAC 細菌人工染色體 - 從 F 質粒衍生的質粒克隆載體，可以接受非常大的 DNA 克隆。它經常用於基因組測序專案以建立 DNA 文庫 [Snyder]。

cDNA 互補 DNA - 透過逆轉錄酶的作用從 mRNA 合成的 DNA。它經常用於克隆基因並在基因組測序專案中建立 DNA 文庫 [Snyder]。

EST 表達序列標籤 - cDNA 的短序列，經常用於識別基因轉錄本並確定基因序列 [Snyder]。

基因組註釋 將生物資訊分配給基因組序列 [Snyder]。

in silico 在計算機上或透過計算機模擬執行 [Wikipedia.org]。

連鎖圖 物種基因組圖譜，顯示已知基因和基因標記相對於彼此的位置，如重組頻率所確定 [Snyder]。

QTL（參見圖 1） 定量性狀基因座 - 與特定可測量性狀密切相關的 DNA 序列 [Snyder]。

輻射雜交定位 一種確定基因座沿染色體順序的技術，它涉及將照射的供體細胞與來自另一種物種的宿主細胞融合。這使得來自照射細胞的 DNA 片段能夠整合到宿主細胞的染色體中。然後，對融合細胞的 DNA 進行分子探測，以確定兩個或多個基因座是否位於供體 DNA 的同一片段內 [Snyder]。

RNAi RNA 干擾 - 一種細胞機制，透過兩種型別的 RNA 分子（microRNA 和小干擾 RNA）的作用控制基因表達，這兩種 RNA 分子可以與 mRNA 結合以促進或阻礙其翻譯 [Snyder]。

SNP 單核苷酸多型性 - 同一物種成員之間 DNA 序列中單個核苷酸的變異 [Snyder]。

Snyder, L，Champness，W，（2007）。細菌分子遺傳學。華盛頓特區：ASM 出版社。

摘要

分子生物學對農業動物研究產生了積極影響，使動物改良更加準確和快速。2004 年 9 月，美國農業部在華盛頓特區舉辦了一場研討會，以確定如何組織、資助和指導農業動物基因組學的持續研究。重點放在動物基因組學研究的下游應用，包括代謝組學方面的應用。這項研究的最終目標是使用整合的生物系統方法來了解牲畜中經濟上有利的表型的生物機制。

研討會的第一部分討論了農業動物基因組學研究中結構基因組的優先事項。透過動物基因組學研究專案建立的連鎖圖和比較圖、SNP 圖和精細 QTL 圖（參見圖 1）將使研究人員能夠評估每個動物物種的遺傳多樣性，並開發基於 DNA 的動物識別系統。人們普遍達成共識，所有基因組測序資料應組織到公共資料庫中，以促進這些研究工作。研討會參加者概述了未來結構基因組研究的幾個目標。他們建議：1）接下來對豬基因組進行測序，2）獲得 BAC 圖和 2 倍序列覆蓋率，3）開發 cDNA 文庫以允許功能註釋和基因連鎖圖、輻射雜交圖和物理圖的完整整合對於馬、火雞、山羊、鯰魚、鮭魚和鱒魚基因組，4）發現和驗證 SNP 標記並開發所有物種的單倍型圖，以允許對 QTL 進行精細定位，5）為每個物種開發標準化的種群和表型資源。

研討會的第二部分重點關注農業動物基因組學研究中功能基因組的優先事項。重點放在支援蛋白質組學、代謝組學和宏基因組學等領域的下游應用。這些領域的研究所進行的研究將充分利用結構基因組基礎設施，並將增加對牲畜中經濟上理想表型背後生物學原理的瞭解。代謝組學將使蛋白質系統的基因組表徵成為可能，從而在動物健康和營養方面得到應用。與會者建議：1）將下游研究列為高度優先事項，2）開發用於定義表型的標準化方法，3）增強生物資訊學能力以處理由此產生的資料的複雜性和數量增加，4）採用整合的系統生物學視角，5）開發和整合美國農業部動物基因組學研究的長期戰略計劃。

研討會的第三部分也是最後部分討論了農業動物基因組學研究中生物資訊學的優先事項。管理這項研究中積累的海量資料所需的資料庫和生物資訊學工具已經可用。但是，這些系統分散在許多不同的機構中，並且普遍缺乏使用這些系統所需的專門培訓人員。與會者建議 1）整合各機構提供的資源，2）開發專門的計劃來培訓研究人員使用這些工具，3）開發表型的標準描述，4）將美國農業部的資源專門用於開發針對農業動物研究的新生物資訊學工具。

農業動物基因組學中正在進行的研究的全部益處將在結構和功能基因組學的下游應用中體現出來。包括蛋白質組學、代謝組學和宏基因組學在內的綜合方法將有助於瞭解基因組序列如何與牲畜中的經濟重要表型相關聯，例如涉及疾病抵抗力、行為、生長、產品質量和繁殖能力的表型。美國農業部研討會為農業動物基因組學領域進一步研究的組織和方向提供了建議，這些建議強調了這種綜合的生物系統方法。

影像

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圖 1. QTL 掃描的示例 [維基百科共享]。