牦牛是我国青藏高原的重要家畜，在青藏高原畜牧业发展中发挥了不可替代的作用。在长期驯化的过程中，自然选择和人工选择压力使不同品种的牦牛在外貌表型、生殖生理和行为特征等方面产生了较大的差异。许多研究表明基因组结构变异(Structural Variation, SV)对于家养动物的经济性状和适应性具有重要的影响。通过分析牦牛基因组结构变异，可以解析牦牛品种种质特征形成的遗传学机制，同时有助于挖掘牦牛经济性状和高原适应能力相关的基因，为牦牛的分子育种提供理论依据。本研究利用高通量测序技术，分析了4个具有代表性的中国牦牛种群(野牦牛、大通牦牛、青海高原牦牛和天祝白牦牛)基因组中结构变异的差异，初步探索结构变异在各牦牛种群中的变异规律以及对牦牛生长发育、繁殖、适应性等表型性状的影响。主要研究结果如下：
　　(1)本研究共选择99头牦牛，其中野牦牛9头，大通牦牛、青海高原牦牛和天祝白牦牛各30头，按种群进行基因组DNA混池。下机后的原始数据过滤后得到59.25至65.34millions高质量reads，其中97.39%至98.98%的高质量reads可以比对到牦牛参考基因组，参考基因组覆盖度在94.35%至94.43%。
　　(2)利用Manta软件在四个牦牛种群中共鉴定到了168,063个SVs，共影响12,911个基因。变异类型包括缺失、插入、重复、倒位和易位，其中易位类型的SV数量最多。变异长度在50-1000bp之间SV的数量最多。通过比较各种群SVs重叠基因，在野牦牛、大通牦牛、青海高原牦牛和天祝白牦牛中分别鉴定到222、227、140和198个种群特有的SVs重叠基因。
　　GO和KEGG信号通路富集分析发现，种群特有SVs重叠基因显著富集在与肌肉发育、低氧适应、精子发生、能量代谢、成骨分化等相关的GO条目和信号通路中。整合AnimalQTL数据库中的信息，鉴定了25个与牦牛经济性状和适应性相关的基因，其中NCAPG、CTNNBL1、DLX6、JAK3、FOXO4和IGF1等基因与生长性状相关，PPP2R5A、GGNBP2、HMGB、KDM3A和SBF1等基因与繁殖性状相关，CREB3L1、EGLN3、CEP164、PCTP和PDGFA等基因与高原适应性相关。
　　(3)利用CNVnator软件在四个牦牛种群中共鉴定到了122,898个拷贝数变异(Copy Number Variations, CNVs)，共影响8,176个基因，其中变异长度在1-5Kb之间CNV的数量最多。变异类型包括拷贝数缺失和增加，缺失类型的CNV占90%以上。通过比较各种群CNVs重叠基因，在野牦牛、大通牦牛、青海高原牦牛和天祝白牦牛中分别鉴定到134、106、845和104个种群特有的CNVs重叠基因。
　　GO和KEGG信号通路富集分析发现，种群特有CNVs重叠基因显著富集在与肌肉发育、骨骼系统、精子发生、脂代谢、神经系统和大脑发育等相关的GO条目和信号通路中。整合AnimalQTL数据库中的信息，鉴定了27个与牦牛经济性状、适应性和性情等相关的基因，其中WNT7A、COL1A1、ASB2、MECP2和PCSK1等基因与生长性状相关，SPACA7、TAF7L和BMP15基因与繁殖性状相关，HCN4、FABP2、GADD45A、KRT71和NRP1等基因与高原适应性相关，CACNA1H、GPR88和NLGN3等基因与性情相关，ADIPOQ基因与肉品质相关。