动物遗传育种 · 比较基因组学

吴佳齐 Jiaqi Wu · 呉佳齊

广岛大学 助理教授
综合生命科学研究科 与 生物生产学部(应用动植物科学) · 日本 东广岛

我研究哺乳动物、家禽与家畜、野生动物以及病毒的大规模基因组数据中,性状、育种与适应如何形成,并开发让大规模比较基因组分析可比较、可复现的方法——让跨基因的比较真的是在比较「同一条分支」。

01

简介

我是广岛大学生物生产学部应用动植物科学专攻的进化基因组学研究者,担任动物遗传育种教学。我的工作处在比较基因组学、分子进化、统计遗传学与生物信息学的交叉处,从哺乳动物、鸟类/家禽、家畜、昆虫与病毒的大规模基因组数据中,提炼共通的进化原理。

在我看来,动物育种基因组学与进化基因组学是同一个框架,而非两个。用来推断哺乳动物生活史进化年代的同一套统计基因组学工具,同样适用于家禽与家畜育种——在来鸡与山羊的起源、群体结构与多样性——以及为保护与种群管理服务的野生哺乳动物基因组监测(亚洲黑熊、日本狼、蝙蝠等)。我把物种分化的长期历史,与种内、品种内的多样性、适应与选择,放在共同的基准上连接起来。

我先后学习医学(学士,山东大学)、生物信息学(硕士,复旦大学,师从已故钟扬教授与长谷川政美教授)与统计遗传学(博士,东京大学,师从岸野洋久教授),此后在东京工业大学(JSPS特别研究员)、东海大学医学部(JST CREST)与广岛大学工作。我方法学工作中反复出现的主题是:大规模分析是否真的在比较「同一个进化对象」,并构建能确保这一点的方法、基准与可复现流程。

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研究

从动物遗传育种到方法开发——把物种分化的长期历史,与品种内的多样性、适应与选择,放在共同、可审计的基准上连接起来。

系统发育基因组方法

跨基因的分支可比性

当类群缺失或基因树不一致时,种树上不同的分支可能融合或消失。我开发基于分裂(split)的坐标系,让分支身份——以及每一种缺失——都变得明确且可复现。

分子进化

速率、生活史与约束

以分子进化速率为窗口,考察哺乳动物的生活史进化、功能约束与种内多态——包括有胎盘类在 K–Pg 之后的夜行性瓶颈假说。

病毒基因组学

基因组监测与变异动态

为 Genotype-to-Phenotype Japan(G2P-Japan)联盟设计并分析病毒基因组变异数据库——SARS-CoV-2 变异株的出现与传播,以及 HCV 耐药与 KSHV 传播。

动物遗传育种

家禽、家畜与野生哺乳动物

服务育种与保护的群体与比较基因组学——在来鸡与山羊的起源与结构,野生哺乳动物(亚洲黑熊、日本狼、蝙蝠)的基因组监测,并延伸到家蚕、夜蛾类害虫、走禽等。

当前重点 — SplitAligner

一个面向「缺失类群与基因树不一致」情形的分支身份坐标系。它通过投影的种树分裂来定义分支身份,并把分支缺失分解为明确、可审计的类别;配套一个确定性的图论 oracle 基准(Catnip10),以及开发中的 R 参考实现。分支坐标由规范化的无根 split 定义,而不是由显示根位置或节点的顺序位置定义,因此同一个加权无根树的等价表示会保留相同的生物学分支身份。

当前重点 — Catnip10

面向「把数值填写在固定或共享参考枝坐标轴上」的分枝级工作流的确定性 10 叶一致性基准。独立的图论 oracle(graph oracle)提供真值对象,工作流在两条轴上被评分:剪枝感知的坐标资格,以及表示变化下稳定的坐标身份与可用性。SplitAligner 构建坐标,Catnip10 检验坐标。

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软件

我开发并维护的开源工具。方法、验证数据与可复现流程一并发布。

SplitAligner

Perl系统发育基因组学2026

一个分支身份坐标系:在每个基因各自的类群覆盖下,把基因树映射到种树分裂上,并为每一种分支缺失(结构性、融合、拓扑引起)命名。内置确定性的 Catnip10 审计基准。

Catnip10

Python / RMIT一致性基准

面向「把数值填写在固定或共享参考枝坐标轴上」的枝级工作流的确定性 10 叶一致性基准。独立的图论 oracle(graph oracle)提供真值对象,工作流在两条轴上被评分:剪枝感知的坐标资格,以及表示变化下稳定的坐标身份。在 SplitAligner 的验证生态中开发。

SplitAlignerR

RGPL-3开发中

SplitAligner 的 R 参考实现分支。当前种子版把 Catnip10 图论 oracle 基准作为可审计、带文档的包数据与校验函数发布;面向实证数据的分裂映射引擎正在开发中。

SGV-Caller

PerlMIT2025

一个 SARS-CoV-2 基因组变异 caller,从 GISAID 数据在核苷酸、密码子与氨基酸层面构建本地变异数据库。为 G2P-Japan 联盟开发,是日本监测病毒变异的底层数据来源之一。

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论文

精选的同行评审论文;完整列表见 Google Scholar ↗。编辑本文件中的 PUBS 数组即可添加。

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联系

欢迎在比较基因组学、分子进化、统计遗传学与生物信息学方面开展合作——从方法开发与基准测试,到动物、病毒等的真实数据分析。