通过对全基因组或全外显子组重测序来鉴定遗传变异位点的方法,在遗传学、基因组学及临床诊断等领域已得到广泛应用,然而,人类基因组中存在多拷贝区域（Multi-copy regions,MCR）,即在基因组不同的位置存在相同序列的区域,这些区域的存在会严重影响遗传变异位点发现的准确性。因此,本研究使用“平铺序列”比对到人类基因组（hg19）进行了详细的研究,其中“平铺序列”为300bp的序列片段,间隔1bp。比对结果显示人类基因组上存在63,897个多拷贝序列（Multi-copy sequence,MCS）,共形成了 151,749 个 MCR,约占基因组长度的1.98%,进一步研究发现这些MCR与3800个基因的UTR（Untranslatedregions）或外显子重叠、其中80%的MCR与长程染色质相互作用的区域重叠、ClinVar数据库中5133个有致病性的遗传变异位于MCR。此外,MCR中遗传变异位点的检测更容易产生假阳性和假阴性的结果,因此对于MCR中的结果校正尤为重要。本研究提供了一个可行的判断MCR的方法,为后期的结果校正提供了有力的支持。结直肠癌（Colorectal Cancer,CRC）是世界第三大恶性肿瘤,发生转移是结直肠癌的主要致死原因。然而,目前还没有通过下一代测序结合生物信息学分析成对的结直肠癌组织发现转移分子标志物的研究。基于此,我们通过搭建一套基于GATK的分析流程,并将MCR研究成果整合其中,设计出了一套完整的肿瘤基因组学分析流程,发现结直肠癌转移分子标记物。本研究一共设计了 3次高通量测序实验,第一次使用了 11例CRC淋巴转移病人和1例肝转移病人的样本,对每个病例的正常组织、原发癌组织和转移癌组织进行全外显子组测序,结果找到了 13个与淋巴转移相关突变基因,还筛选出36个高频肿瘤驱动突变基因和31个易感基因。第二次全外显子组测序15例新增CRC病例,经过两种转移样本联合分析,我们得到了 10个淋巴转移特异和6个肝转移特异的突变基因。此外,我们构建了 11例CRC的肝转移和淋巴转移的分子进化树,展示了结直肠癌从发生到发展的完整的基因突变过程,揭示了结直肠癌的淋巴转移和肝转移可以独立发生和发展的现象。基于前两次的实验结果,第三次实验使用了 96例CRC淋巴转移病人样本进行了 76个候选基因的捕获测序,其中4个与淋巴转移相关突变基因、8个原发癌驱动突变基因及6个结直肠癌易感基因得到确认。结合三次测序结果,我们认为FAT4和POLR3B可以作为结直肠癌淋巴转移的分子标志物,这一新发现有望为结直肠癌的早期诊断及治疗提供新的靶点。本研究构建的分析流程除了应用于肿瘤领域,也可改进推广到发现疾病致病位点或单细胞分析等领域。