基因组计划（Genome Project）包括以全基因组测序为目标的结构基因组（Structural Genome）研究和以基因功能鉴定为目标的功能基因组（Functional Genome）研究两部分。自1990年人类基因组计划开展以来，结构基因组研究已取得了丰硕成果，科学家不但获得了人类的遗传图谱和物理图谱，而且预计可提前两年（原计划2005年）完成人类全基因组的测序工作。此外，酵母、线虫、拟南介等模式生物的全基因组序列已全部测出，小鼠的全基因组序列预计2005年可以获得。

　　但值得注意的是，结构基因组研究所获得的生物体的全基因组序列仅仅是人类认识和了解生命奥秘的第一步，下一步更为重要的工作是鉴定基因的功能。也即，通过分析基因组的结构，来揭示基因组内核苷酸序列所蕴含的生物学功能，从而有效地利用和改造基因。随着功能基因组研究新时代的到来，生物学的各个研究领域都面临着新的研究课题。

　　众所周知，家养动物自古以来都与人们的生活密切相关，动物性食品的比例大小是人们生活水平高低的主要依据之一。据统计，在影响家养动物生产效益的几大科技因素中，遗传育种的科技贡献率占40％，饲料占20％，疾病控制占15％，繁殖行为占10％，环境占10％，其它5％（美国农业部（USDA）1996年统计结果）。可以看出，遗传育种是影响家养动物生产效益的主要因素，因此非常有必要对功能基因组时代家养动物遗传育种的研究趋势及所面临的问题作一探讨。
　　
　　一、功能基因组时代家养动物遗传育种研究热点及趋势

　　从表型到基因型、从结构基因组到功能基因组是家养动物遗传育种研究的总趋势。二十世纪九十年代初，美、欧、日等发达国家先后启动了动物基因组计划（Animal Genome Project, AGP），相继构建了猪、牛、羊、鸡等主要家养动物的遗传图谱和物理图谱，并已开始基因组测序工作。随着家养动物基因组计划研究的深入，已获得了大量基因组水平的数据。面对大量的数据资料，如何研究和利用这些日益增多的数据便成了功能基因组时代家养动物遗传育种研究的一项重要课题。与此同时，功能基因组时代的家养动物遗传育种研究将逐步把传统的数量遗传学理论和育种技术与新兴的分子遗传学理论和分子育种技术有机地结合起来，以便应用于生产实际后获得大量人们需要的优质动物性食品。

　　1. 不同动物种、属间基因组结构与功能的比较研究

　　近十年来，结构基因组研究的一个重大发现是不同生物种、属间的基因组具有高度同源性。基于这个原理，不同物种的基因组研究成果可以相互利用和借鉴，这对家养动物的遗传连锁图谱、物理图谱绘制以及QTL定位、分离、克隆等均具有重要意义。通过利用人类及模式生物的结构基因组和功能基因组研究成果，来研究与家养动物育种有关的高产、优质、抗病、抗逆等重要基因在不同动物基因组中分布的相似性，以及研究和分析与基因间的互作效应（如显性效应、超显性效应、上位效应）、基因与环境间的互作效应等有关的基因座位的分布情况和效应大小，将是今后家养动物比较基因组学研究的重点。

　　2.QTL定位研究

　　家养动物的大部分重要经济性状均为数量性状，受数量性状座位（Quantitative Trait Loci，QTL）和环境的共同作用。QTL即控制某一数量性状的具有相同或相关功能的基因。研究发现，QTL可能是一些效应较大的集中分布在一定染色体区域的紧密连锁的基因簇，也可能是单个的主效基因（Major Gene）。家养动物QTL定位的重点，奶牛为产奶量、乳蛋白、乳脂量、乳腺炎抗性及分娩难易性等；肉牛为生长率、繁殖率、肉质等；猪为产仔数、生长率、背膘厚、肉质、抗病性等；鸡为产蛋数、总蛋重、生长率、肉质、抗病性等。目前，影响畜禽经济性状的QTL（或主效基因）定位研究已取得了一些成果，如牛的双肌基因，猪的氟烷敏感基因、雌激素受体基因等。

　　3.标记辅助选择育种研究

　　标记辅助选择（Marker Assisted Selection，MAS）育种是基因组计划研究成果带来的一种育种新方法。随着畜禽饱和遗传图谱的构建，以及高效统计方法的应用，通过MAS方法将有可能很快实现畜禽数量性状的遗传操纵。MAS是选种方法的又一次飞跃，它实现了真正意义上的DNA水平的基因型选择。由于分子遗传标记不易受环境因素影响，无年龄、性别等限制，因此MAS可以提高选种的效率和准确性、缩短世代间隔、提高选择强度，从而加快遗传进展。MAS育种方法克服了传统育种方法周期长、效率低、预计性差等缺点，是育种方法上的一个重大突破。

　　目前国际上在作物MAS育种方面已有成功的例子，如抗病基因转移、品质改良等。但有关家养动物MAS育种的工作总体上还处于实验研究阶段，只在部分畜禽核心群的少数几个主效基因（如猪的氟烷敏感基因）的检测和利用上开始了一些初步探索。而对于诸如生长率、肉质风味等遗传基础比较复杂的性状如何进行MAS，目前尚无较好的方法，这将是今后一段时期的研究重点。

　　4.杂种优势的遗传机理研究及预测

　　由于杂种优势利用在家养动物遗传改良中的极端重要性，因此探明其遗传机理的研究一直都受到高度重视。二十世纪初，曾有学者提出关于杂种优势的“显性假说”和“超显性假说”。其后几十年，又有不少学者提出其他种假说，然而真正能对这些假说进行检验和验证的，则是近几年来分子遗传标记应用于QTL研究之后的事情。

　　近年来，利用分子遗传标记技术对杂种优势的遗传机理研究及预测在作物上已取得一定成效。例如，1992年Stuber等的玉米研究结果认为超显性效应是杂种优势的主要遗传基础。1995年Xiao等对水稻的杂种优势研究发现显性效应在杂种优势形成中具有重要作用。1997年张启发等对水稻的杂种优势研究发现上位效应起主要作用。这些研究表明，分子标记技术可为揭示杂种优势的遗传机理提供一定的方法和途径。但是从上述不尽一致的研究结果也可看出，杂种优势机理的阐述和预测仍是一个亟待解决的难题。

　　家养动物由于其较长的生长周期及昂贵的动物材料，使得杂种优势机理研究的困难度较大。目前这一领域的研究还只局限于遗传距离及相关指数的分析，然而所获甚微。下一步研究工作应致力于采用适宜的实验设计和分子生物学技术，以及发展适宜的统计分析模型，来阐明动物杂种优势的遗传机理，从而进行准确地预测。

　　5.生物信息学

　　上个世纪末，生物信息学（Bioinformatics）的发展大大加速了结构基因组研究的工作效率，使得人们能够及时地利用所获得的信息资料。进入功能基因组研究时代后，生物信息学的作用将显得愈来愈重要。动物基因组计划实施以来所产生的空前巨量的信息资料（如各种动物的基因图谱及测序数据等），只有借助于生物信息学才能对其进行有效合理的采集、检索、管理和开发应用。

　　功能基因组时代，生物信息学在家养动物遗传育种中的应用可能主要涉及以下几个方面：提供集成的生物信息系统；进行模拟克隆，即借助计算机实施克隆实验；分析基因组群与蛋白质群的时空功能；预测基因和蛋白质的结构和功能；比较分析不同种动物的基因组异同；分析高产、优质、抗逆性及抗病性的遗传机理等。

　　6.生物技术在家养动物遗传育种中的研究和应用

　　功能基因组时代，以基因工程技术为主导的生物高新技术的研究和应用将在医学、化工、农业、环境保护等领域发挥重要作用。

　　在家养动物遗传育种研究中，转基因技术、克隆技术、基因芯片技术等将得到广泛应用。其中，转基因技术打破了动物种间生殖隔离的天障，使育种工作可以充分利用所有可能的遗传变异，从而极大地提高畜禽遗传改良的进程。克隆技术亦称无性繁殖技术，它可使普通的二倍体体细胞繁衍出后代，该技术不仅大大加快了优良种畜的繁殖速率和遗传改进，从而提供大量遗传上完全一致的实验动物，而且与转基因技术相结合可以生产出需求量极大的医用蛋白和供给患者需要的移植用器官。基因芯片技术可以在同一时间内分析大量的基因，从而快速、高效、准确地破译遗传密码，该技术在动物遗传育种领域将主要应用在分子生物学基础理论研究、基因组研究、蛋白质组研究以及与畜禽的高产、优质、抗逆性、抗病性相关的研究等方面。
　　
　　二、功能基因组时代家养动物遗传育种研究面临的问题

　　家养动物遗传育种及相关技术的飞速发展，一方面给人类的生活带来了福音，如畜产品的大量增产、促进人类疾病的治疗或根除。但另一方面也带来了一些负面效应，如无性克隆绵羊“多莉“的诞生和转基因食品的上市等引起的世界范围的恐慌、震惊与抗议。此外，动植物物种多样性急剧减少已危机到地球生态系统的平衡。基于这些问题，家养动物遗传育种学家及工作者们应积极开展生物多样性研究和保护生物学研究，使家养动物遗传育种走可持续发展的道路。

　　综上所述，在二十一世纪功能基因组时代，家养动物遗传育种将同其它生物学分支学科一样，以结构基因组研究为基础，以功能基因组研究为核心，通过生物技术、计算机技术、信息技术等高新技术的合理协同化应用，揭示家养动物重要经济性状的基因结构及其功能，并加以合理有效持续的利用。