李 珂,王宇龍,李 棟,史新娥,楊公社,于太永

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,楊凌 712100)

自1990年“人類基因組計(jì)劃”(Human Genome Project)[1]提出以來,基因組學(xué)得到了迅速發(fā)展,為生命科學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域提供了重要的研究基礎(chǔ)。隨著越來越多物種的基因組被測(cè)序和組裝,研究人員發(fā)現(xiàn),同一物種的不同個(gè)體間基因組信息具有較大差異,單一參考基因組并不能完整涵蓋其所有的遺傳信息,這可能會(huì)阻礙物種基因組變異的精準(zhǔn)鑒定。2005年,Tettelin等[2]首次提出了泛基因組的概念,開啟了泛基因組學(xué)研究的新時(shí)代。隨后,泛基因組學(xué)逐漸應(yīng)用于細(xì)菌、真菌及動(dòng)植物等研究領(lǐng)域。本文對(duì)泛基因組學(xué)的發(fā)展歷程、構(gòu)建策略及其在畜禽上的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,以期為畜禽泛基因組的深入研究提供參考。

1 泛基因組的概念和發(fā)展

1.1 泛基因組的概念

2005年,Tettelin等[2]在研究無乳鏈球菌菌株的基因組時(shí),首次提出了微生物泛基因組(或超基因組supragenomes)的概念[3-4]。在這項(xiàng)研究中,他們發(fā)現(xiàn)不同菌株之間的基因組存在明顯差異,平均每檢測(cè)1個(gè)新的菌株會(huì)出現(xiàn)33個(gè)新基因,這表明單一菌株的遺傳信息并不能完全代表該菌種的所有遺傳信息。泛基因組是指一個(gè)生物進(jìn)化支(如物種)的全部個(gè)體基因序列的集合,它不但能夠更為全面的涵蓋物種的遺傳信息,同時(shí)為物種多樣性和進(jìn)化適應(yīng)性的研究提供了新的視野[5]。泛基因組在不同類型的物種中定義有所不同。在原核生物的研究中,由于細(xì)菌等原核生物的DNA序列大多具有功能,且基因序列中幾乎不含內(nèi)含子,因此,在原核生物的研究領(lǐng)域,泛基因組通常代表著該物種的基因序列而非全部的基因組(genome)序列。真核生物的基因組是由編碼蛋白的序列(外顯子)、基因間區(qū)和內(nèi)含子等非編碼序列組成。因此,真核生物的泛基因組定義的一般是物種所有的DNA序列總集合[6-7]。

泛基因組由核心基因組和可變基因組組成(圖1)。核心基因組是同一物種的所有個(gè)體中都存在的基因集合或序列,對(duì)生命活動(dòng)和表型性狀至關(guān)重要;可變基因組則只存在于一個(gè)或多個(gè)個(gè)體中,這些基因序列并不在所有個(gè)體中出現(xiàn)[8-10],一般與通訊、毒性和防御反應(yīng)有關(guān)[11-14]?？勺兓蚪M又可細(xì)分為單一個(gè)體的特有基因和兩個(gè)或兩個(gè)以上個(gè)體中的附屬基因[8-9]。在另一種分類方法中,可變基因組又可分為殼基因組(shell,占全部個(gè)體基因組的5%～95%)和云基因組(cloud,僅存在約少于5%的個(gè)體基因組中)[15]。在動(dòng)植物的研究領(lǐng)域,可變基因與物種在特定環(huán)境的適應(yīng)性或特有的生物學(xué)特征有關(guān),如抗寒性[16]和抗病性[17]等。泛序列(pan-sequence)也被用來描述存在于其他個(gè)體基因組但不存在于參考基因組中的序列。概括地說,核心基因組可以反映物種的遺傳穩(wěn)定性及本質(zhì),而可變基因組與個(gè)體適應(yīng)環(huán)境的特征相關(guān)[18-19]。

圖1 泛基因組的概念Fig.1 The concept of pan-genome

1.2 泛基因組的發(fā)展

DNA測(cè)序技術(shù)在測(cè)序速度和準(zhǔn)確性等方面的進(jìn)步,推動(dòng)了泛基因組學(xué)的迅速發(fā)展[20-22]。2005年,Tettelin等[2]在細(xì)菌上首次引入“泛基因組”的概念。研究人員發(fā)現(xiàn),細(xì)菌中廣泛存在基因損失和基因水平轉(zhuǎn)移[23],在不同菌株之間會(huì)發(fā)現(xiàn)新的可變基因。Read等[24]對(duì)遍布全球海洋的真核生物赫氏圓石藻進(jìn)行基因組學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)其基因組之間具有差異性,這為泛基因組在真核生物領(lǐng)域的發(fā)展提供了參考。2007年,Morgante等[25]首次在植物上引入泛基因組的概念,發(fā)現(xiàn)可變基因中的轉(zhuǎn)座子具有重要的作用。2010年,Li等[26]和Goodwin等[27]利用第二代測(cè)序技術(shù)構(gòu)建了人類的首個(gè)泛基因組,該研究結(jié)果補(bǔ)充了人類基因組序列并首次發(fā)現(xiàn)了主要存在于亞洲人群內(nèi)特有的基因序列。2013年,泛基因組學(xué)研究開始較為廣泛地應(yīng)用于動(dòng)植物研究領(lǐng)域[28-29]。2014年,研究人員成功構(gòu)建了首個(gè)大豆的泛基因組,突破了大豆單一參考基因組研究的局限性,開啟了植物泛基因組研究歷程[30]。2019年,Chen等[31]提出園藝植物基因組計(jì)劃,構(gòu)建了多個(gè)園藝植物的泛基因組,為未來園藝植物基因組遺傳變異信息的破譯提供了重要參考。

然而,由于測(cè)序技術(shù)的局限性,使用第二代全基因組測(cè)序技術(shù)得到的短序列組裝基因組仍然非常困難,這主要是由于基因組組裝需要大量的計(jì)算資源,不能很好地?cái)U(kuò)展到數(shù)十到數(shù)百個(gè)連續(xù)的基因組。隨著測(cè)序技術(shù)的成熟和測(cè)序成本的降低,光學(xué)圖譜[32]、遺傳圖譜[33]和染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)(Hi-C)[34-35]等得到了迅速的發(fā)展,增加了從千堿基大小的contigs到全染色體的序列連續(xù)性。近年來,泛基因組學(xué)的研究方法引入了第三代測(cè)序技術(shù),不但提高了泛基因組的質(zhì)量,同時(shí)縮短了泛基因組構(gòu)建的時(shí)間。2020年,Song等[36]利用三代測(cè)序技術(shù)構(gòu)建油菜泛基因組,為系統(tǒng)挖掘和揭示油菜的復(fù)雜遺傳變異提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。隨著多個(gè)物種高質(zhì)量泛基因組的陸續(xù)發(fā)表,如蝙蝠[37]、狗尾草[38]、貽貝[39]、水稻[40]、草莓[41]、棉花[42-44]、馬鈴薯[45-46]、蠶[47]等,利用泛基因組學(xué)解析物種的復(fù)雜遺傳變異逐漸成為了基因組研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

2 泛基因組的組裝策略

泛基因組的構(gòu)建策略主要分為迭代組裝泛基因組、從頭組裝泛基因組以及圖形泛基因組這三種方式[48-49](圖2)。迭代組裝使用“map-to-pan”策略,用大規(guī)模的重測(cè)序數(shù)據(jù)構(gòu)建泛基因組;從頭組裝泛基因組使用“assemble-to-pan”策略,對(duì)較少數(shù)量的個(gè)體進(jìn)行高深度測(cè)序構(gòu)建泛基因組;圖形泛基因組是在從頭組裝泛基因組基礎(chǔ)上,通過構(gòu)建數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)中被稱為圖(graph)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來展示一個(gè)物種所有的基因序列排列和結(jié)構(gòu),突破了傳統(tǒng)線性基因組的存儲(chǔ)形式,具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

圖2 泛基因組的組裝策略Fig.2 Schematic of the pan-genome assembly approaches

2.1 迭代組裝泛基因組(iterative assembly)

迭代組裝泛基因組(iterative assembly or map-to-pan)的方法是通過對(duì)大量個(gè)體進(jìn)行全基因組重測(cè)序,在從頭組裝單個(gè)基因組后再映射到參考基因組,將所有未比對(duì)上的新序列集與參考基因組合并,構(gòu)建泛基因組參考序列[50-52]。2018年,Wang等[53]對(duì)3 010份水稻測(cè)序運(yùn)用“map-to-pan”策略,從重測(cè)序個(gè)體中組裝出 268 Mb 的非冗余序列,補(bǔ)充到日本晴水稻參考基因組,為后續(xù)遺傳變異檢測(cè)和功能分析提供了數(shù)據(jù)支撐。2019年,研究人員對(duì)493份向日葵重測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,通過構(gòu)建向日葵泛基因組,分析了基因滲入對(duì)向日葵疾病抗性的影響[54]。2020年,Alonge等[55]利用迭代組裝方式構(gòu)建了100個(gè)番茄的PanSV基因組,發(fā)現(xiàn)sb1 loci 對(duì)于解決 QTL 背后的復(fù)雜單體型至關(guān)重要,為培育具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害等優(yōu)良性狀的番茄新品種奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而,迭代組裝泛基因組也存在著一定的問題。由于泛序列補(bǔ)充到參考基因組上順序具有不確定性,不但會(huì)導(dǎo)致無法真實(shí)反映新基因在泛參考基因組上的位置信息,在進(jìn)行多拷貝基因的研究中也容易降低檢測(cè)效率。同時(shí),在一些具有高度重復(fù)性和SVs普遍存在的作物基因組中,易出現(xiàn)組裝錯(cuò)誤[56]。

2.2 從頭組裝泛基因組(de novo assembly)

從頭組裝并注釋個(gè)體基因組,通過個(gè)體基因組間的相互比較鑒定出核心與可變基因,去除冗余序列后構(gòu)建泛基因組的方式被稱為從頭組裝泛基因組,多用SOAPdenovo[57]軟件進(jìn)行組裝,是運(yùn)用較為廣泛的方法,如人類[26]、玉米[58]、大豆[30]、大麥[59]和小麥[60]的泛基因組都是基于這種方法組裝的。其中,大豆的泛基因組研究發(fā)現(xiàn),組裝大豆野生近緣種Glycinesoja能夠覆蓋94%的栽培大豆Glycinemax基因,鑒定出338個(gè)存在/缺失變異(presence/absence variation, PAV)、1 978個(gè)拷貝數(shù)變異(copy number variations, CNV)和一系列位于高度差異基因區(qū)域的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms, SNP)和小于50 bp的片段插入或缺失片段(INDELs)?；诖蠖狗夯蚪M檢測(cè)到的基因組變異信息有著重要的育種和生產(chǎn)價(jià)值,為大豆的研究提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在動(dòng)物泛基因組的研究上,長(zhǎng)頸鹿[61]、果蠅[62]和熊蜂[63]等是從頭組裝泛基因組的經(jīng)典之作,為解析物種的遺傳差異和進(jìn)化關(guān)系提供了重要的參考價(jià)值。從頭組裝泛基因組可以提供所有個(gè)體的基因組信息、基因和其他基因組的物理位置,能夠高效識(shí)別重復(fù)區(qū)域和拷貝數(shù)變異。然而,由于組裝基因組需要大量的測(cè)序數(shù)據(jù)和計(jì)算資源,相對(duì)來說成本較高[64]。

2.3 構(gòu)建圖形泛基因組(graph-based genome/varia-tion gragh)

圖形泛基因組最早用于微生物泛基因組的構(gòu)建,近年來在動(dòng)植物基因組中逐漸嶄露頭角[65]。圖形基因組是一種較為理想的構(gòu)建策略[66],基于從頭組裝基因組后將不同個(gè)體的基因組比對(duì)到線性參考基因組后提取變異信息。變異信息去冗余后與線性基因組整合通過多條路徑的方式來展示各種變異。這種方法不但能夠保留變異序列在染色體上的位置信息,還可以較為完整的展現(xiàn)物種基因組的多樣性。Vg[67]、Minigraph[68]、Cactus[69]等軟件是近年來研究人員開發(fā)的用于圖形基因組構(gòu)建的工具,能夠幫助學(xué)者更好、更直觀地理解基因組的結(jié)構(gòu)變異信息。2020 年發(fā)表的大豆泛基因組,是構(gòu)建的首個(gè)作物高質(zhì)量圖形泛基因組。研究人員使用第三代測(cè)序數(shù)據(jù)從頭組裝了26個(gè)大豆的基因組,平均 contig N50 達(dá)到了 22.6 Mb[70]。此研究挖掘到了大量利用單個(gè)參考基因組不能鑒定到的基因變異,為解析大豆種皮的亮度、顏色變化等重要農(nóng)藝性狀的調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。2021年Qin等[40]首次構(gòu)建了水稻圖形泛基因組,促進(jìn)了水稻功能基因組學(xué)的研究,為深度挖掘水稻基因組變異和培育突破性的水稻新品種提供了重要依據(jù)。蘿卜[71]、白菜[72]、番茄[73]、鷹嘴豆[74]、棉花[43]、馬鈴薯[46]等多個(gè)物種的泛基因組圖譜相繼被研究人員構(gòu)建,為基因組功能研究和分子育種提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。

3 畜禽泛基因組學(xué)研究

泛基因組近年來已廣泛應(yīng)用于微生物、植物及動(dòng)物研究中,在探究物種起源馴化以及改良遺傳育種體系等方面展現(xiàn)出巨大潛力。以下總結(jié)了泛基因組在畜禽領(lǐng)域中的最新研究成果。

3.1 泛基因組在豬上的研究

豬是農(nóng)業(yè)上重要的家畜,也是生物研究和應(yīng)用的重要醫(yī)學(xué)模型。隨著基因組測(cè)序組裝技術(shù)的不斷革新,豬的基因組被不斷完善。目前,豬的參考基因組是2017年公布的基于第三代測(cè)序技術(shù)組裝的杜洛克豬基因組(Sscrofa11.1),contig N50達(dá)到了48.23 Mb,與人和其他模式動(dòng)物基因組組裝質(zhì)量不相上下。然而,由于豬的起源馴化及其群體間表型和基因型的巨大差異[75-76],使用杜洛克豬參考基因組對(duì)世界范圍內(nèi)不同豬種進(jìn)行遺傳變異的研究具有很大的局限性。2017年,四川農(nóng)業(yè)大學(xué)Li等[77]使用10只來自歐亞大陸的豬的基因組構(gòu)建了豬的泛基因組,挖掘到了大量新的豬基因組變異信息。研究發(fā)現(xiàn)了豬參考基因組中不存在的137.02 Mb的缺失片段,彌補(bǔ)了單一參考基因組涵蓋遺傳信息有限的問題,為后續(xù)豬的基因組研究提供了新的分析思路及寶貴的遺傳資源。

2020年,西北農(nóng)林科技大學(xué)Tian等[78]基于豬參考基因組(Sscrofa11.1)和11個(gè)世界范圍內(nèi)具有地理和表型代表性的豬種構(gòu)建了豬泛基因組,研究發(fā)現(xiàn)了72.5 Mb 的非冗余泛序列,其中約9 Mb的泛序列在亞洲豬基因組中的頻率顯著高于歐洲豬。轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn),亞洲豬中特有的TIG3基因可能是亞洲豬脂質(zhì)代謝過程中的關(guān)鍵基因。同時(shí),研究人員通過構(gòu)建豬泛基因組數(shù)據(jù)庫(kù),將泛基因組和轉(zhuǎn)錄組等數(shù)據(jù)整合,為后續(xù)研究提供重要的數(shù)據(jù)資源。

2023年,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)Jiang等[79]整合了11個(gè)豬品種構(gòu)建了中西方豬的圖形泛基因組。該研究利用長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序在藏豬上鑒定了7 568個(gè)特異性SVs,通過結(jié)合22頭藏豬和98頭低海拔豬的重測(cè)序數(shù)據(jù),并與先前的研究結(jié)果比較分析得到了12個(gè)與高海拔適應(yīng)性有關(guān)的候選基因。通過后續(xù)試驗(yàn)鑒定出SOD1、SEMA5A、REV1、SGCD是與高海拔低氧適應(yīng)性有關(guān)的候選基因,為豬遺傳育種提供了豐富的基因組變異信息。

3.2 泛基因組在牛上的研究

牛作為重要的經(jīng)濟(jì)動(dòng)物在許多國(guó)家都有廣泛的用途,可以為人類提供牛奶、肉類、皮革和肥料等。來自全世界的研究人員在牛泛基因組的研究領(lǐng)域上做出了杰出貢獻(xiàn),如蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Hubert Pausch實(shí)驗(yàn)室聚焦?；蚪M學(xué)研究、美國(guó)農(nóng)業(yè)部建立了牛泛基因組聯(lián)盟、中國(guó)研究人員結(jié)合本土黃牛構(gòu)建牛泛基因組等。2020年,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Crysnanto和Pausch[80]利用vg構(gòu)建了首個(gè)牛的圖形泛基因組,顯著提高了序列比對(duì)和基因分型的準(zhǔn)確性。隨后,該團(tuán)隊(duì)結(jié)合PacBio CLR和PacBio HiFi測(cè)序技術(shù),利用minigraph將6個(gè)高質(zhì)量?；蚪M整合到一個(gè)圖結(jié)構(gòu)泛基因組框架中,鑒定出70 Mb的非參考序列并構(gòu)建了包含新序列及變異位點(diǎn)的牛的圖形泛基因組,為后續(xù)多物種泛基因組的研究提供了思路和圖結(jié)構(gòu)框架[81]。西北農(nóng)林科技大學(xué)Gong等[82]利用12個(gè)牛屬個(gè)體從頭組裝泛基因組,發(fā)現(xiàn)了36.3 Mb非參考序列,為研究牛的優(yōu)良遺傳性狀提供了理論基礎(chǔ);愛丁堡大學(xué)Talenti等[83]利用組裝的兩頭非洲牛染色體水平基因組,并結(jié)合294頭不同牛品種的重測(cè)序數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個(gè)包含全球牛多樣性的基因組圖并鑒定出116.1 Mb的非參考序列。上述研究完善了現(xiàn)有牛的參考基因組(ARS-UCD1.2)并為進(jìn)一步挖掘牛的遺傳多樣性提供了新的變異位點(diǎn)。

隨著第三代長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序的迅速發(fā)展,越來越多的研究人員聚焦于研究結(jié)構(gòu)變異(structural variation, SV)對(duì)復(fù)雜性狀的影響。2022年,來自瑞士、美國(guó)的牛泛基因組聯(lián)盟(Bovine Pangenome Consortium,BPC)實(shí)驗(yàn)室共同構(gòu)建了基于結(jié)構(gòu)變異的牛泛基因組,并使用不同的測(cè)序平臺(tái)、覆蓋深度和組裝算法對(duì)泛基因組構(gòu)建的潛在影響進(jìn)行了探究,研究表明,20X 覆蓋度的PacBio HiFi數(shù)據(jù)可以完成牛單倍型基因組組裝,且具有較好的連續(xù)性與準(zhǔn)確性[84]。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)Zhou等[85]構(gòu)建的含57個(gè)品種898頭牛的泛基因組是目前規(guī)模最大的牛泛基因組研究,通過研究SV對(duì)基因組功能元件和QTL的影響,為?；蚪M演化提供了深刻理解。

3.3 泛基因組在羊上的研究

目前,泛基因組學(xué)研究在山羊和綿羊上均有報(bào)道。2019年,Li等[86]從9個(gè)山羊denovo基因組中鑒定出38.3 Mb山羊參考基因組(ARS1)中缺失的泛序列(占基因組的1.4%),并構(gòu)建了山羊泛基因組,顯著提高了山羊重測(cè)序數(shù)據(jù)的變異檢測(cè)效率。2022年,西北農(nóng)林科技大學(xué)以及新疆農(nóng)墾科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)組裝了13只綿羊的單倍型基因組,構(gòu)建了首個(gè)圖形化的綿羊泛基因組圖譜[87]。研究人員基于圖形化泛基因組的群體結(jié)構(gòu)變異信息與綿羊尾部表型性狀進(jìn)行SV-GWAS關(guān)聯(lián)分析,結(jié)果顯示,HOXB13基因與綿羊尾長(zhǎng)性狀高度相關(guān)。結(jié)合PBS選擇信號(hào)分析,發(fā)現(xiàn)SVs和SNPs在基因BMP2、HAO1和PDGFD上都受到強(qiáng)烈的選擇信號(hào),這為探究綿羊重要經(jīng)濟(jì)性狀的內(nèi)在調(diào)控機(jī)制提供了寶貴資源。

3.4 泛基因組在雞上的研究

雞是目前世界上數(shù)量最多的家養(yǎng)動(dòng)物,在畜牧業(yè)中占有重要地位。已有多項(xiàng)研究表明,鳥類的基因數(shù)量和進(jìn)化速度遠(yuǎn)低于哺乳動(dòng)物,且對(duì)其的馴化和育種會(huì)影響雞的基因組結(jié)構(gòu)[88-89]。然而,鳥類基因數(shù)量少且進(jìn)化速率低背后的機(jī)制尚未有定論,因而構(gòu)建泛基因組解析雞基因組遺傳信息是研究雞重要經(jīng)濟(jì)性狀的有力手段。2021年,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和西澳大學(xué)構(gòu)建了首個(gè)雞的泛基因組,發(fā)現(xiàn)了雞參考基因組(GRCg6a)中未被組裝的約66.5 Mb序列[90]。通過PAV-GWAS分析鑒定出許多與雞生長(zhǎng)、胴體成分、肉質(zhì)或生理特征相關(guān)的候選突變。研究人員發(fā)現(xiàn),IGF2BP1的33個(gè)啟動(dòng)子區(qū)域的缺失影響了雞的體型大小,這有助于未來設(shè)計(jì)具有特定性狀的雞品種。

2022年,西北農(nóng)林科技大學(xué)和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)通過20只雞的全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)構(gòu)建了雞的泛基因組,并對(duì)新鑒定到的159 Mb泛序列進(jìn)行了分析[91]。研究發(fā)現(xiàn),泛序列中的新基因大多位于染色體亞端粒區(qū)和小染色體,具有較多的串聯(lián)重復(fù)序列;非經(jīng)典的DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了這些缺失序列難以被捕獲,這阻礙了雞基因組的深入研究。同時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)新基因的替代率比已知基因高3倍,這項(xiàng)研究結(jié)果打破了已有的研究結(jié)論,對(duì)鳥類比較基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的研究具有重要意義。

4 總結(jié)與展望

泛基因組學(xué)經(jīng)過多年發(fā)展已逐漸成熟,是基因組學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。第三代測(cè)序技術(shù)的落地極大地推動(dòng)了泛基因組學(xué)的快速發(fā)展。利用泛基因組挖掘關(guān)鍵的遺傳變異信息,結(jié)合重要表型性狀和多組學(xué)數(shù)據(jù)等,是研究生物重要性狀的有力工具。未來,隨著測(cè)序技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和算法水平的不斷提高,實(shí)現(xiàn)結(jié)合端粒到端粒的基因組組裝(telomere-to-telomere, T2T)和精確檢測(cè)基因組結(jié)構(gòu)變異信息等,對(duì)于泛基因組學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。海量測(cè)序數(shù)據(jù)的不斷產(chǎn)生為構(gòu)建泛基因組數(shù)據(jù)庫(kù)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過整合多個(gè)代表性個(gè)體的基因組信息,結(jié)合多組學(xué)數(shù)據(jù)和群體變異信息為進(jìn)一步挖掘調(diào)控重要性狀的基因提供基礎(chǔ),也為功能基因組學(xué)的研究提供了便利。目前,泛基因組研究由于計(jì)算資源等的制約大多集中在“種”水平,但未來“屬”水平的超級(jí)泛基因組(super-pan genome)會(huì)成為泛基因組研究的新熱點(diǎn)和新方向。