基因组变异在人类基因组中广泛存在,是人群中人和人之间差异的根本原因。人类基因组中有多种变异类型存在,包括单核苷酸变异,小的插入和缺失,以及包括拷贝数变异、颠换、易位等在内的大片段结构变异。基因组变异的鉴定对于人类不同类型的疾病的致病基因的挖掘,以及患者治疗方案的选择有着重要意义。本文以基因组变异为研究对象,类型包括了单核苷酸变异、小的插入缺失、以及大片段的结构变异,基于变异的鉴定,确定不同类型疾病的致病基因。全文通过基因组测序数据的分析,针对罕见疾病、家族性肿瘤、常见肿瘤分别提出不同的分析方案。对于表型不典型的罕见疾病,本文利用全基因组测序数据,根据遗传模式及致病性打分筛选出潜在致病基因LYST,为进一步实验验证提供了方向,并根据基因型和表型对应的方法说明致病位点与表型的关联;对于家族性肝母细胞瘤,本文根据测序数据鉴定到的不同类型的变异,分别按肿瘤倾向基因和按遗传模式筛选的两种策略分别挖掘致病基因,最终确定导致肝母细胞瘤发生的潜在致病基因APC和WAS,并利用基因表达谱分析了基因突变对下游基因和通路的影响;此外,由于现有结构变异鉴定方法存在不同程度的局限性,本文还设计了一款利用多种比对信息鉴定结构变异的方法BioSV,BioSV既可应用于遗传的结构变异,又可对体细胞结构变异进行鉴定。通过与现有工具的对比分析,我们发现BioSV的敏感度和精确度显著高于其他工具,且变异断点的分辨率也高于其余工具。最后,我们利用在肝细胞癌基因组测序数据,挖掘肝细胞癌发生过程中的潜在驱动基因,并利用变异与基因表达的关联分析进一步精准定位潜在驱动基因。