徐　瑤，劉　梅，石　濤，楊明娟，陳　宏

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西省農(nóng)業(yè)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西楊凌,712100)

動(dòng)物全基因組拷貝數(shù)變異及其應(yīng)用

徐瑤，劉梅，石濤，楊明娟，陳宏*

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西省農(nóng)業(yè)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西楊凌,712100)

動(dòng)物基因組研究的核心內(nèi)容是了解引起表型差異的分子遺傳基礎(chǔ)。拷貝數(shù)變異(CNVs)作為基因組中一種新的變異形式，在表型多樣性和遺傳進(jìn)化研究中占有非常重要的位置。由于CNVs在基因組中所占的片段較長(zhǎng)，有的能夠包含整個(gè)基因，因此，可以通過(guò)基因劑量改變，影響基因的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致該基因控制的表型變化。研究表明，有的CNVs區(qū)域與表型差異有著密切的關(guān)系。本文介紹了CNVs的發(fā)現(xiàn)、作用機(jī)制，重點(diǎn)闡述了CNVs所產(chǎn)生的劑量效應(yīng)及其在動(dòng)物表型變異研究中的應(yīng)用，為動(dòng)物遺傳育種提供了新的方法和思路。

拷貝數(shù)變異；劑量效應(yīng)；表型變異；育種

隨著檢測(cè)和分析技術(shù)的不斷進(jìn)步，全基因組水平上的研究在各個(gè)物種上逐步展開(kāi)。目前，已有數(shù)百萬(wàn)計(jì)的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)位點(diǎn)(包括位于編碼區(qū)、非編碼區(qū)和調(diào)控區(qū))和一些短片段的插入/缺失(insertion/deletion,indel)在動(dòng)物的基因組中被檢測(cè)到[1,2]。由于這種變異類型在生物體內(nèi)普遍存在，且容易進(jìn)行群體分型，一直以來(lái)都是生物研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，近幾年來(lái)，基因組上的一種亞顯微水平的結(jié)構(gòu)變異--拷貝數(shù)變異(copy number variations,CNVs)被廣泛報(bào)道[3,4]，現(xiàn)已成為從“基因組變異”到“表型變異”的另一研究熱點(diǎn)。

拷貝數(shù)變異是指DNA序列從幾kb到幾Mb范圍內(nèi)的拷貝數(shù)突變，也稱為拷貝數(shù)多態(tài)性(copy number polymorphisms,CNPs)。通過(guò)對(duì)CNVs的廣泛研究，發(fā)現(xiàn)CNVs能夠通過(guò)基因劑量效應(yīng)影響個(gè)體的表型性狀[5,6]。本文主要針對(duì)CNVs在動(dòng)物表型變異研究中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，以期對(duì)CNVs在動(dòng)物遺傳育種中的作用有一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。

1　CNVs的發(fā)現(xiàn)

以前，研究者們都認(rèn)為基因組中的各種結(jié)構(gòu)變異，如DNA重復(fù)(Duplication)、插入(insertion)、缺失(deletion)、染色體倒置(inversion)和易位(translocation)，屬于稀有事件，一旦發(fā)生便會(huì)引起機(jī)體的各種病變[7]。直到2004年，在全面開(kāi)展“人類基因組計(jì)劃”時(shí)，多個(gè)研究小組同時(shí)發(fā)現(xiàn)，正常個(gè)體基因組中的有些DNA序列存在拷貝數(shù)差異，其中，有兩個(gè)團(tuán)隊(duì)率先提出了這一概念[8,9]。CNVs是指與參考基因組比較，序列大小在1 kb到幾個(gè)Mb之間的重復(fù)、插入、缺失或多種類型同時(shí)存在的復(fù)合多位點(diǎn)變異。由此證明結(jié)構(gòu)變異在基因組中是經(jīng)常發(fā)生的。

此外，研究表明，CNVs在基因組中的分布也是有一定規(guī)律的，Hou等[10]研究發(fā)現(xiàn)：①檢測(cè)到的CNVs大多都是串聯(lián)排列在基因組中的，并非隨機(jī)排列的；②較小的CNVs片段(<50 kb)的發(fā)生頻率比大片段的要高；③基因組中的CNVs區(qū)域(CNVs Region)的GC含量為43.6%，大于整個(gè)基因組的GC含量，表明CNVs容易在GC含量豐富的區(qū)域發(fā)生。

2　CNVs的作用機(jī)制

在基因組中，CNVs通常發(fā)生的區(qū)域含有大片段同源序列重復(fù)(Homologous repeats)或SD序列(Segmental duplications)。SD序列是指由于基因組重排產(chǎn)生的長(zhǎng)度大于1 kb串聯(lián)重復(fù)的DNA片段，且序列之間具有90%以上的同源性[4]。

為了探索從基因組CNVs→RNA水平→表型變化的作用機(jī)理，科研人員通過(guò)大量的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，認(rèn)為CNVs影響表型的作用機(jī)制主要有以下幾個(gè)方面：①小片段的重復(fù)、缺失或插入，改變單個(gè)基因或與其臨近的幾個(gè)基因，直接導(dǎo)致基因劑量的改變，使相關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá)量的減少或增加，進(jìn)而引起表型的變化，如DiGeorge綜合征等[11]；亦或是造成基因內(nèi)部的結(jié)構(gòu)破壞，喪失基因功能。研究表明，CNVs對(duì)臨近基因的表達(dá)影響是通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄單位與順式調(diào)節(jié)子(cis-acting regulator )的分離和結(jié)合[12]，改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)[13]和修飾核內(nèi)染色質(zhì)的位置[14]實(shí)現(xiàn)的。②DNA片段的倒位，功能基因倒位至無(wú)活性異染色體區(qū)域，使基因不表達(dá)或表達(dá)量極少，從而導(dǎo)致表型的變化。Gimelli等[15]報(bào)道由于含有SRY基因的DNA片段倒位至無(wú)活性功能的Yq21區(qū)域，使該基因甲基化不參與蛋白質(zhì)的表達(dá)而喪失其基因功能，導(dǎo)致性發(fā)育疾病和性腺母細(xì)胞瘤的發(fā)生。③調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，間接影響基因表達(dá)量[12,16,17]。例如：阻遏子的片段缺失可增強(qiáng)基因轉(zhuǎn)錄活性，而啟動(dòng)子及鄰近區(qū)域的片段重復(fù)可導(dǎo)致次穩(wěn)定重排，降低基因表達(dá)量。Stranger等[17]研究發(fā)現(xiàn)，CNVs與18%的基因表達(dá)呈正相關(guān)，即拷貝數(shù)增加促進(jìn)覆蓋區(qū)域或臨近區(qū)域的基因表達(dá)；CNVs與15%的基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，拷貝數(shù)增多可使相關(guān)的基因表達(dá)減弱。CNVs甚至可以間隔6 Mb的遠(yuǎn)距離來(lái)調(diào)控基因的表達(dá)。

另外，有些CNVs具有一定的干擾效應(yīng)，但涉及到的區(qū)域通常不會(huì)引起重要的功能基因改變。正常個(gè)體的一個(gè)基因發(fā)生拷貝數(shù)變異不一定會(huì)導(dǎo)致表型的相應(yīng)改變，因?yàn)楹芏啾硇投际嵌嗷蚩刂频臄?shù)量性狀，該基因發(fā)生CNVs所產(chǎn)生的功能缺失可能會(huì)被其他功能類似的基因補(bǔ)償，從而緩沖了這種不平衡作用。

3　CNVs所產(chǎn)生的基因劑量效應(yīng)

目前，高通量基因組分析已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多拷貝數(shù)變異，有些能夠引起基因功能缺失(Loss-of-function)或基因功能重塑(Gain-of-function)等，這些變異在正常個(gè)體中也有可能發(fā)生，其對(duì)表型的影響大多是通過(guò)基因劑量效應(yīng)(Gene dosage effects)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3.1基因劑量效應(yīng)定義

基因劑量改變?cè)诨蚪M中是普遍發(fā)生的，關(guān)于其效應(yīng)研究已經(jīng)在多個(gè)物種上開(kāi)展，如哺乳動(dòng)物[18,19]、鳥(niǎo)類[20]、酵母[21]等。以前，基因劑量效應(yīng)的定義比較狹義，主要是指基因組上某個(gè)功能基因發(fā)生多次拷貝，但所形成的表型與未發(fā)生拷貝的個(gè)體相同的一種現(xiàn)象，如性染色體畸變和X染色體失活等[22]。隨著CNVs的發(fā)現(xiàn)和廣泛研究，基因劑量效應(yīng)的概念也隨之發(fā)生改變，它是指結(jié)構(gòu)基因或者調(diào)控序列在基因組上的數(shù)量發(fā)生改變，從而通過(guò)“劑量效應(yīng)”引起表達(dá)水平或者表型變化的現(xiàn)象[23]。

3.2基因劑量改變與表型形成的關(guān)系

基因劑量改變對(duì)表型的影響主要是通過(guò)以下兩個(gè)途徑：①功能基因在染色體上數(shù)量改變，影響該基因的mRNA表達(dá)量，進(jìn)而導(dǎo)致表型的變異；②調(diào)控基因或序列數(shù)量改變，能夠引起它所控制的基因活化或功能失調(diào)，最終在表型上體現(xiàn)出來(lái)。在人上的研究發(fā)現(xiàn)，CNVs的基因劑量效應(yīng)是引起人類健康、疾病和進(jìn)化等性狀形成的重要因素之一[24]。Yim等[25]通過(guò)qPCR和B細(xì)胞定量的方法，研究了VPREB1基因CNVs劑量效應(yīng)與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該基因在基因組上為2個(gè)拷貝時(shí)，提高了疾病的患病幾率，而拷貝數(shù)為<2或≥3時(shí)，患病個(gè)體數(shù)目明顯下降。此外，以533個(gè)韓國(guó)人為研究對(duì)象，檢測(cè)了趨化因子配體3-樣蛋白1(Chemokine ligand 3-like 1)基因的CNVs，發(fā)現(xiàn)該基因具有正向劑量效應(yīng)，即拷貝數(shù)與基因表達(dá)量呈正相關(guān)。并且該基因的拷貝數(shù)目≤1時(shí)，會(huì)增加個(gè)體患哮喘病的幾率[26]。隨著CNVs遺傳效應(yīng)研究的逐漸深入，在家畜上也將逐步展開(kāi)關(guān)于功能基因CNVs的劑量效應(yīng)與家畜經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)性及其作用機(jī)理的研究。

4　CNVs在動(dòng)物表型變異研究中的應(yīng)用

CNVs發(fā)現(xiàn)初，大部分的研究還是集中在人類各種復(fù)雜疾病上，由于動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育性狀屬于復(fù)雜性狀，是受多基因多通路綜合調(diào)控的，這些性狀是否也會(huì)由于基因組內(nèi)片段的拷貝數(shù)變異而發(fā)生改變。這一問(wèn)題的提出，受到了畜禽遺傳工作者們的重視。因此，大量的關(guān)于畜禽基因組拷貝數(shù)變異的研究被報(bào)道。

CNVs是家畜遺傳變異的一個(gè)重要來(lái)源。Kijas等人[27]采用寡核苷酸芯片雜交的方法，對(duì)普通牛和瘤牛的基因組CNVs進(jìn)行檢測(cè)和比較，共檢測(cè)到51個(gè)CNVs(占全基因組序列的0.5%)，對(duì)CNVs區(qū)域中包含的基因進(jìn)行注釋，發(fā)現(xiàn)82%的CNVs內(nèi)包含至少一個(gè)基因，且很多功能基因與牛的表型性狀具有一定的相關(guān)性。Liu等(2010)采用CGH芯片檢測(cè)了90個(gè)來(lái)自來(lái)自不同地區(qū)的牛全基因組CNVs，并通過(guò)qPCR和熒光原位雜交(FISH)技術(shù)對(duì)部分CNVs進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證。結(jié)果共檢測(cè)到了200個(gè)CNVs區(qū)域，其中的177個(gè)位于已知的染色體上的具體位置，有約50%的CNVs(89/177)在多個(gè)牛上同時(shí)被檢測(cè)到，有些CNVs是品種特異性的。對(duì)400個(gè)位于CNVs區(qū)域中的基因做注釋，發(fā)現(xiàn)很多位點(diǎn)與重要性狀相關(guān)，如免疫、泌乳、繁殖等。Bickhart等(2012)利用通過(guò)全基因組測(cè)序，檢測(cè)到了1265個(gè)CNV區(qū)域，通過(guò)比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)與牛生長(zhǎng)、肉質(zhì)相關(guān)的QTLs位于CNVs區(qū)域內(nèi)。Zhang等[28]利用CGH芯片檢測(cè)了12個(gè)中國(guó)黃牛品種、2個(gè)水牛品種和1個(gè)牦牛品種的全基因組CNVs，共發(fā)現(xiàn)了605個(gè)CNVs，對(duì)功能基因研究發(fā)現(xiàn)，PLA2G2D基因CNVs與黃牛的表型性狀顯著相關(guān)。此外，Xu等[29,30]研究了肌肉生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因MYH3和MICAL-L2拷貝數(shù)變異對(duì)基因表達(dá)和表型性狀的影響，結(jié)果顯示MYH3基因拷貝數(shù)增加能夠通過(guò)基因劑量效應(yīng)促進(jìn)基因的表達(dá)，MICAL-L2基因拷貝數(shù)增加可以抑制基因的表達(dá)，最終均能夠影響黃牛的生長(zhǎng)性狀。

Wang等[31]利用2.1 M CGH芯片，在來(lái)自不同地區(qū)的12個(gè)豬全基因組中檢測(cè)到了1,344個(gè)CNVs，覆蓋基因組的1.7%(47.79 Mb)，涉及到的CNVs基因(如KIT、CAT3等)在不同品種間拷貝數(shù)有較大差異。Seo等[32]研究豬8號(hào)染色體上的KIT基因發(fā)現(xiàn)，該基因的完整或部分的復(fù)制顯著影響豬的毛色。另外，研究表明，豬基因組中的CNV區(qū)域不僅能夠反映表型差異，還可以與SNPs一樣用來(lái)研究豬的進(jìn)化歷程[33]。Fontanesi等人[34]研究發(fā)現(xiàn)，不同品種山羊的毛色存在差異，與山羊刺鼠信號(hào)蛋白(Agouti signaling protein)基因拷貝數(shù)的變異顯著相關(guān)。與哺乳動(dòng)物相比，在進(jìn)化的過(guò)程中，盡管禽類的基因組保持著相對(duì)的穩(wěn)定，但是其基因組拷貝數(shù)的變異仍然能導(dǎo)致表型的變化。Griffin等[20]比較了雞和火雞之間的細(xì)胞遺傳學(xué)圖譜，通過(guò)CGH發(fā)現(xiàn)了16個(gè)種間差異的CNVs。Wright等[35]通過(guò)CGH和熒光定量試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，由于SOX5的第一內(nèi)含子區(qū)域內(nèi)一段重復(fù)序列的大量擴(kuò)增形成了雞豆冠表型。Chen等[36]對(duì)9個(gè)狗(包含4個(gè)品種)的基因組進(jìn)行CGH檢測(cè)，并且繪制了第一張狗的CNVs/SV圖譜，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)品種內(nèi)特異性的CNVs。當(dāng)然，隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)CNVs的研究及在家畜育種中的應(yīng)用必將越來(lái)越深入和廣泛。

5　展望

基因組變異是研究表型性狀差異最重要的基礎(chǔ)資料，各種高通量檢測(cè)技術(shù)為全面、準(zhǔn)確的獲取基因組遺傳變異提供了強(qiáng)有力的手段。在家畜上，多個(gè)物種的全基因組拷貝數(shù)變異遺傳圖譜已經(jīng)構(gòu)建，并且通過(guò)生物信息學(xué)分析，預(yù)測(cè)出了很多與家畜肌肉生長(zhǎng)、脂肪代謝、繁殖力和抗病性等數(shù)量性狀相關(guān)的位點(diǎn)。然而，這些關(guān)鍵位點(diǎn)是如何在基因組中發(fā)揮作用的還要通過(guò)進(jìn)一步驗(yàn)證，不僅要用多種技術(shù)研究同一個(gè)體的不同變異位點(diǎn)，還要研究不同個(gè)體的同一變異位點(diǎn)間的差異。由此可見(jiàn)，基因組拷貝數(shù)變異研究是連接自身遺傳本質(zhì)與表型性狀的橋梁，作為一種新型的分子遺傳標(biāo)記，CNVs將在今后的遺傳疾病診斷和定向育種方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]Eck SH,Benet-Pagès A,Flisikowski K,et al.Whole genome sequencing of a single Bos taurus animal for single nucleotide polymorphism discovery[J].Genome Biol,2009,(10):R82.

[2]Vali U,Brandstrom M,Johansson M,Insertion-deletion polymorphisms (indels) as genetic markers in natural populations[J].BMC genetics,2008,9:82.

[3]Khaja R,Zhang JJ,MacDonald JR,et al.Genome assembly comparison identifies structural variants in the human genome[J].Nature Genetics,2006,38:1413-1418.

[4]Redon R,Ishikawa S,Fitch KR,et al.Global variation in copy number in the human genome[J].Nature,2006,444:444-454.

[5]Byars SG,Stearns SC,Boomsma JJ.Opposite risk patterns for autism and schizophrenia are associated with normal variation in birth size:phenotypic support for hypothesized diametric gene-dosage effects[J].P Roy Soc B-Biol Sci,2014,281.

[6]Szigeti K,Trummer B,Lal D,et al.Genome-wide scan for copy number variation association with biomarker quantitative trait loci in aging[J].Eur J Inflamm,2014,12:267-276.

[7]Bridges CB.The bar“ gene” a duplication[J].Science,1936(83):210-211.

[8]Iafrate AJ,Feuk L,Rivera MN,et al.Detection of large-scale variation in the human genome[J].Nature Genetics,2004,(36):949-951.

[9]Sebat J,Lakshmi B,Troge J,et al.Large-scale copy number polymorphism in the human genome[J].Science,2004,(305):525-528.

[10]Hou YL,Liu GE,Bickhart DM,et al.Genomic characteristics of cattle copy number variations[J].BMC Genomics,2011,(12):127.

[11]Bittel DC,Yu S,Newkirk H,et al.Refining the 22q11.2 deletion breakpoints in DiGeorge syndrome by aCGH[J].Cytogenetic and Genome Research,2009,(124):113-120.

[12]Kleinjan DA,van Heyningen V.Long-range control of gene expression:Emerging mechanisms and disruption in disease[J].American Journal of Human Genetics,2005,(76):8-32.

[13]Gabellini D,D'Antona G,Moggio M,et al.Facioscapulohumeral muscular dystrophy in mice overexpressing FRG1[J].Nature,2005,(439):973-977.

[14]Fraser P,Bickmore W.Nuclear organization of the genome and the potential for gene regulation[J].Nature,2007,447:413-417.

[15]Gimelli G,Gimelli S,Dimasi N,et al.Identification and molecular modelling of a novel familial mutation in the SRY gene implicated in the pure gonadal dysgenesis[J].European Journal of Human Genetics,2006,(15):76-80.

[16]McCarroll SA,Hadnott TN,Perry GH,et al.Common deletion polymorphisms in the human genome[J].Nature Genetics,2005,(38):86-92.

[17]Stranger BE,Forrest MS,Dunning M,et al.Relative impact of nucleotide and copy number variation on gene expression phenotypes[J].Science,2007,(315):848-853.

[18]Perry GH,Yang F,Marques-Bonet T,et al.Copy number variation and evolution in humans and chimpanzees[J].Genome Research,2008,(18):1698-1710.

[19]Schrider DR,Hahn MW.Gene copy-number polymorphism in nature[J].Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences,2010,(277):3213-3221.

[20]Griffin D,Robertson L,Tempest H,et al.Whole genome comparative studies between chicken and turkey and their implications for avian genome evolution[J].BMC Genomics,2008,(9):168.

[21]Carreto L,Eiriz MF,Gomes AC,et al.Comparative genomics of wild type yeast strains unveils important genome diversity[J].BMC genomics,2008,(9):524.

[22]Chen Z-X,Golovnina K,Sultana H,et al.Transcriptional effects of gene dose reduction[J].Biology of sex differences,2014,(5):5.

[23]Haraksingh RR,Snyder MP.Impacts of variation in the human genome on gene regulation[J].Journal of molecular biology,2013,(425):3970-3977.

[24]Zhang F,Gu W,Hurles ME,et al.Copy number variation in human health,disease,and evolution[J].Annual Review of Genomics and Human Genetics,2009,(10):451-481.

[25]Yim S-H,Chung Y-J,Jin E-H,,et al.The potential role of VPREB1 gene copy number variation in susceptibility to rheumatoid arthritis[J].Molecular immunology,2011,(48):1338-1343.

[26]Lee H,Bae S,Choi BW.Copy number variation of CCL3L1 influences asthma risk by modulating IL-10 expression[J].Clinica Chimica Acta,2011,(412):2100-2104.

[27]Kijas JW,Barendse W,Barris W,et al.Analysis of copy number variants in the cattle genome[J].Gene,2011,(482):73-77.

[28]Zhang LZ,Jia SG,Yang MJ,et al.Detection of copy number variations and their effects in Chinese bulls[J].BMC genomics,2014,15.

[29]Xu Y,Shi T,Cai HF,Zhou Y,Lan XY,et al.Associations of MYH3 gene copy number variations with transcriptional expression and growth traits in Chinese cattle[J].Gene,2014,(535):106-111.

[30]Xu Y,Zhang LZ,Shi T,et al.Copy number variations of MICAL-L2 shaping gene expression contribute to different phenotypes of cattle[J].Mammalian Genome,2013,(24):508-516.

[31]Wang J,Jiang J,Wang H,Kang H,Zhang Q,et al.Enhancing genome-wide copy number variation identification by high density array CGH using diverse resources of pig breeds[J].PloS one,2014,9:e87571.

[32]Seo BY,Park EW,Ahn SJ,Lee SH,Kim JH,et al.An accurate method for quantifying and analyzing copy number variation in porcine KIT by an oligonucleotide ligation assay[J].BMC genetics,2007,8:81.

[33]Paudel Y,Madsen O,Megens H-J,Frantz LA,Bosse M,et al.Evolutionary dynamics of copy number variation in pig genomes in the context of adaptation and domestication[J].BMC genomics,2013,14:449.

[34]Fontanesi L,Beretti F,Riggio V,Gómez González E,Dall'Olio S,et al.Copy number variation and missense mutations of the agouti signaling protein ( ASIP) gene in goat breeds with different coat colors[J].Cytogenetic and Genome Research,2009,126:333-347.

[35]Wright D,Boije H,Meadows JR,Bed'hom B,Gourichon D,et al.Copy number variation in intron 1 of SOX5 causes the Pea-comb phenotype in chickens[J].PloS genetics,2009,5:e1000512.

[36]Chen WK,Swartz JD,Rush LJ,Alvarez CE.Mapping DNA structural variation in dogs[J].Genome Research,2009,19:500-509.

Copy Number Variations of Animals Genomes and their Further Applications

XU Yao, LIU Mei, SHI Tao, YANG Ming-juan, CHEN Hong*

(CollegeofAnimalScienceandTechnology,NorthwestA&FUniversity,ShaanxiKeyLaboratoryofMolecularBiologyforAgriculture,Yangling,Shaanxi, 712100,China)

The core point of genomic research in animals was to acquaint the molecular genetic basis of phenotypic differences. As a new type of genomic variations, copy number variations (CNVs) played important roles in phenotypic diversity and genetic evolution. CNVs were known to cover long rang in genome, and of these, many CNV regions included the whole sequences of functional genes. Therefore, the CNVs were likely to affect related gene expression, and ultimately altering the phenotypic variations by gene dosage effect. Previous studies reported that several CNV regions were significantly associated with phenotypic variations. In this paper, we described the discovery and molecular mechanisms of CNVs, focusing on the dosage effect of CNVs and their applications in phenotypic variation research of animals. All the information will provide promising methods and idea for animal breeding programs.

copy number variations; dosage effect; phenotypic variation; breeding

2015-03-19修改日期:2015-03-25

本研究由國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)(編號(hào)：CARS-38)，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：30972080)，陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計(jì)劃項(xiàng)目(2015KTCL02-08，2014KTZB02-02-02-02)資助完成。

徐瑤(1987-)，女，陜西咸陽(yáng)人，博士研究生，主要從事動(dòng)物基因組變異研究。

陳宏(1955-)，男，陜西西安人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事牛分子遺傳與育種。

S823.2

A

1001-9111(2015)05-0066-04