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产奶性状是奶牛最重要的生产性状,随着奶牛平衡育种理理念的推行与实践,抗病性状逐渐被重视并纳入育种规划中,鉴定抗病性状和产奶性状功能基因或遗传标记并将之应用于奶牛基因组选择有望提高选择准确性并加快遗传进展。近几年,组学技术的突飞猛进为人类、动植物复杂性状功能基因组学研究提供了强有力的工具。鉴于此,本研究针对奶牛副结核病易感/抗性和产奶性状,基于组学技术开展了功能基因挖掘及鉴定研究。（一）奶牛副结核易感/抗性功能基因鉴定本研究基于北京地区大规模中国荷斯坦母牛群体,对副结核病易感性遗传力进行了估计,并通过全基因组关联分析（Genome wide association analysis,GWAS）、RNA sequencing和Small RNA sequencing鉴定影响奶牛副结核病易感/抗性的关键基因和致因突变。试验1:中国荷斯坦牛副结核病易感/抗性遗传力估计以北京地区三元绿荷牛业所属7个牛场共计8214头中国荷斯坦母牛血清样本为试验材料,以ELISA检测法获得的血清副结核病抗体OD值为表型,利用SAS软件确定场和胎次为显著固定效应,采用DMU软件,基于三种数学模型（线性模型、二分类阈模型和有序阈模型）对副结核病易感性遗传力进行估计。副结核病易感性遗传力估计结果为0.0543到0.1098,进行抗病育种是控制该疾病有效途径。试验2:中国荷斯坦牛副结核病易感/抗性全基因组关联分析基于试验1的中国荷斯坦母牛群体,选取其中945头奶牛为研究群体,采用Case-control策略进行GWAS。利用Illumina 50k芯片（54609个SNPs）和GeneSeek 150k芯片（138893个SNPs）进行个体基因分型,以血清副结核抗体OD值为表型（阳性185头,阴性760头）,利用GRAMMAR-GC和ROADTRIPS软件对两个数据集（50k和150k两种芯片交集数据vs.将低密度填充到高密度后的数据集）分别进行GWAS。两种方法分别检测到14和18个全基因组水平显著SNPs（P<5×10-5）,位于7和11条染色体。综合两种方法的显著位点,结合通路分析筛选到8个候选功能基因,即IL5,IRF1,MyD88,PACSIN1,DEF6,TDP2,ZAP70和SRF。试验3:基于RNA-seq与Small RNA-seq鉴定奶牛副结核病易感/抗性功能基因为进一步了解该病的遗传机理,以7头中国荷斯坦牛（2头血清阳性且临床发病牛（DP）,2头血清阳性但未发病牛（SP）,3头健康牛（NP））的空肠组织为试验材料进行RNA-seq和Small RNA-seq。采用Cuffdiff软件分别鉴定到DPvs.NP、DPvs.SP、SPvs.NP差异表达基因275、301和320个（q-value<0.05）,共鉴定到12个候选功能基因,即CDKN2B CYKA、FCER1G、HHLA2、IDO1、ITF、JUNB、KCNN4、LGALS3M、S100A12、SNX10和VNN1。分别鉴定到差异表达lncRNA24、30、37个（q-value<0.05）。将cis阈值设定为lncRNA上下游100 kb,分别预测到47、50和69个靶基因。筛选到10个lncRNA的靶基因与副结核病相关。基于Small RNA-seq数据,鉴定到564个已知miRNA和90个新miRNA。采用DESeq2软件分别鉴定到三个比较组差异miRNA44、28、85个（p-value<0.05）,采用miRanda分别预测到11949、15137和49101个靶基因。筛选到28个miRNA的靶基因与副结核相关。利用miRanda软件预测三组差异表达lncRNA与miRNA的关系,并基于差异表达mRNA信息,对三者进行联合分析。分别获得277、108和1115个mRNA-miNRA-lncRNA对子,包含50、21和75个差异表达基因,并利用Cytoscape软件构建三者的调控网络图。筛选到20个重要功能基因及144个ceRNA对。除上述重要功能基因外,试验2所提出的重要功能基因均被试验3筛选到。（二）基于全基因组重测序进行奶牛CNV分析对8头具有极高极低乳蛋白率（4头极高,育种值0.01到0.22;4头极低,育种值-0.13到-0.03,可靠性均在0.9以上）和乳脂率育种值（4头极高,育种值0.09到0.56;4头极低,育种值-0.31到-0.14,可靠性均在0.9以上）的荷斯坦公牛基因组DNA进行Illumina高通量重测序（深度为8.2到11.9）采用CNVnator软件检测到14821个CNVs,包括5025个增加（duplication）和9796个缺失（deletion）。高低组间筛选到487个差异CNVRs,约8.23 Mb（UMD3.1）,且235个基因与之重叠。经通路分析,富集到胰岛素、催乳素和腺苷酸活化蛋白激酶等信号通路。筛选到10个重要功能基因,即INS、IGF2、FOX03、TH、SCD5、GALNT18、GALNT16、ART3、SNCA和WNT7A。此外,95个差异CNVRs与75个已知与奶牛乳蛋白和乳脂性状有关的QTL重叠（Cattle QTLdb）。