《实验动物遗传学》PPT课件.ppt

实验动物遗传学实验动物遗传学李志东李志东 实验动物中心T第一第一节遗传学分学分类T第二第二节近交系近交系动物物T第三第三节封封闭群群动物物T第四第四节杂交交F1代代动物物T第五第五节遗传质量量监测T从从遗传学学角角度度讲，实验动物物应是是具具有有明明确确遗传背背景并受景并受严格格遗传控制的，属于控制的，属于遗传限定性限定性动物。物。T实验动物物的的遗传背背景景与与反反应特特性性是是影影响响实验结果果的的重重要要因因素素，不不同同遗传背背景景与与反反应性性的的实验动物物，对同一刺激有同一刺激有时可引出不同可引出不同质和量的反和量的反应。20世世纪50年代，年代，罗歇歇尔(Russel)和布和布鲁克克(Bruch)：基因型基因型 表现型表现型 演出型演出型 动物的基因型、表现型、演出型与环境之间的关系模式动物的基因型、表现型、演出型与环境之间的关系模式实现实验动物物标准化准化应从控制从控制实验动物的物的遗传、微生物和寄生虫、微生物和寄生虫、营养、养、环境等四方面着手。境等四方面着手。周围环境周围环境发育环境发育环境胚胎期、胚胎期、哺乳期哺乳期生活生活环境、境、实验环境境生生 物物 反反 应现 象象，对实 验 产 生生相相应反反应酶、蛋蛋白白质、动物形物形态基基因因、染染色色体体、DNADNA及及构象构象一、一、动物的生物学分物的生物学分类方法方法T一切一切动物的分物的分类都离不开都离不开传统的生物学分的生物学分类法法则。T每一种每一种实验动物都可以在物都可以在传统分分类法中找到自己的位置。法中找到自己的位置。T以大鼠以大鼠为例，它属于例，它属于:脊索脊索动物物门哺乳哺乳动物物纲啮齿目目鼠鼠科科大家鼠大家鼠属属大家鼠大家鼠种种第一节第一节 遗传学分类遗传学分类常用哺乳常用哺乳类实验用用动物的分物的分类学位置学位置目目动物动物目目动物动物有袋目有袋目贫齿目贫齿目食虫目食虫目翼手目翼手目兔形目兔形目食肉目食肉目鲸鲸目目袋鼠袋鼠犰狳犰狳刺猬刺猬蝙蝠蝙蝠兔、鼠兔兔、鼠兔猫、狗、鼬猫、狗、鼬江豚江豚奇蹄目奇蹄目偶蹄目偶蹄目灵长目灵长目啮齿目啮齿目马、驴、骡马、驴、骡猪、牛、羊、鹿猪、牛、羊、鹿猕猴猕猴大鼠、小鼠、地鼠、大鼠、小鼠、地鼠、沙鼠、豚鼠沙鼠、豚鼠犰狳犰狳沙鼠沙鼠鼬鼬 鼠兔鼠兔近交系近交系动物（物（Inbredstrains)相同基因型相同基因型杂交交F1代代动物物(F1-Hybrid)相同基因型相同基因型封封闭群群动物物(Closedcolony)不同基因型不同基因型遗传特点遗传特点基因类型基因类型二、二、实验动物按物按遗传学控制分学控制分类种种(species)：是：是动物学分物学分类系系统上的基本上的基本单位。位。同同种种动物物能能共共同同生生活活、交交配配、繁繁衍衍后后代代，异异种种动物物之之间存在生殖隔离。存在生殖隔离。三、三、种、品种和品系的概念种、品种和品系的概念T品品种种(stock)是是人人们根根据据不不同同需需要要而而对动物物进行行改改良良、选择，即即定定向向培培育育，并并具具有有某某种种特特定定外外形形和和生生物物学学特特性性的的动物物群群体体，其其特特性性能能较稳定定地地遗传。如如新新西西兰白白兔、青紫兔、青紫兰兔、兔、Wistar大鼠、大鼠、KM小鼠等。小鼠等。T品品系系(strain)即即“株株”，为实验动物物学学的的专用用名名词。指指来来源源明明确确，并并采采用用某某种种交交配配方方法法繁繁殖殖，而而具具有有相相似似的的外外貌貌、独独特特的的生生物物学学特特征征和和稳定定的的遗传特特性性，可可用用于于不不同同实验目的的目的的动物群体。物群体。T例例如如，C57BL/6是是近近交交系系动物物中中的的一一个个品品系系，属属低低癌癌组、高高补体体活活性性的的动物物。肌肌萎萎缩症症(dystrophiamuscularis)小小鼠鼠是是带有有突突变基基因因(dy/dy)的品系的品系动物。物。T习惯上把近交系上把近交系动物称物称为品系，封品系，封闭群群动物称物称为品种品种。v动物物分分类学学中中，种种(species)是是分分类的的基基本本单位位。而而实验动物物学学中中把把同同一一种种动物物中中具具有有不不同同遗传特特性的性的动物分成不同的品种物分成不同的品种(stock)、品系、品系(strain)。v品品种种、品品系系的的概概念念超超出出了了一一般般动动物物学学分分类类的的概概念念，它它们们才是才是实验动实验动物分物分类类的基本的基本单单位。位。四、作四、作为品种、品系的条件品种、品系的条件1.相似的外貌特征相似的外貌特征同一品系或品种具有相同的外貌特征，如毛色。同一品系或品种具有相同的外貌特征，如毛色。但不同品系、品种的但不同品系、品种的动物也有外貌相似的。物也有外貌相似的。2.独特的生物学特性独特的生物学特性独独特特的的生生物物学学特特性性是是一一个个品品系系、品品种种存存在在的的基基础，在在长期期的的研研究究过程程中中，在在一一些些动物物身身上上发现了了所所需需要要的的不不同同于于其其他他动物物的的生生物物学学特特性性，进行行定定向向选择，将将这些些特特性性保保留留下下来来，成成为今今天天为数数众众多多的的品品系系、品品种种。每每个个品品系系、品品种种的的生生物物学学特特性性都都有有或或多多或或少的差少的差别。例例如如A品品系系，在在经产鼠鼠中中高高发乳乳腺腺肿瘤瘤，对致致癌癌物物质敏敏感感，易易产生生肺肺癌癌，老老年年鼠鼠多多有有肾脏病病变；AKR品品系系自自发淋淋巴巴细胞胞白白血血病（病（60%-90%）；）；ICR品种繁殖能力品种繁殖能力强。3.稳定的定的遗传性能性能作作为一一个个品品系系，不不仅要要有有相相似似的的外外貌貌特特征征，独独特特的的生生物物学学特特性性，更更重重要要的的是是要要有有稳定定的的遗传性性能能，即即在在品品系系、品品种种自自群群繁繁殖殖时，能能将将其其特特性性稳定定地地传给后后代代。换言言之之，就就是是一一个个品品系系、品品种种必必须具具有有一一定定的育种价的育种价值。4.共同的共同的遗传来源和一定的来源和一定的遗传结构构任任何何品品系系、品品种种都都可可追追溯溯到到其其共共同同的的祖祖先先，并并由由此此分分支支经选育育而成，其而成，其遗传结构也构也应是独特的。是独特的。例例如如，KM小小鼠鼠Glo-l位位点点为a基基因因，为单一一型型，而而NIH小小鼠鼠在在该基基因因呈呈多多态分分布布，a、b型型基基因因频率率分分别为67和和33。如如果果将将上上述述两两个个品品种种建建立立基基因因概概貌貌就就发现它它们在在基基因因概概貌貌上上的的差差异异，而品种内而品种内这种差异是有限的。种差异是有限的。近近交交系系小小鼠鼠的的起起源源与与谱谱系系之之一一 1.近交（近交（inbreeding)：遗传上血上血缘关系关系较近的雌雄个体之近的雌雄个体之间的近的近亲交配。交配。实验动物育种多采用兄妹交配的方法近交。物育种多采用兄妹交配的方法近交。2.近交方式：近交方式：全同胞交配全同胞交配亲子交配子交配半同胞半同胞叔侄叔侄祖祖孙等交配等交配类型型第二节第二节 近交系动物近交系动物 一、基本概念一、基本概念3.近交程度：近交程度：v近交系数近交系数coefficientofinbreeding根根据据近近亲交交配配的的世世代代数数，将将基基因因的的纯化化程程度度用用百百分分比比来来表表示示。理论上，随着同胞交配或亲子交配世代数的增加，近交系数上升。到20代时，近交系数可达98.6，杂合基因仅剩1.4。v血血缘系数系数coefficientofrelationship群体中个体之群体中个体之间的基因的基因组成的相似程度用数成的相似程度用数值来表示。来表示。同卵孪生子之间的基因组成完全相同时，血缘系数为100。子代从双亲中获得基因各一半，亲子之间的血缘系数为50。随着近交代数增加，血缘系数相应不断升高，到第20代时血缘系数可以达到99.6%。4.近交系近交系动物：物：至至少少经过20代代以以上上的的连续全全同同胞胞交交配配或或亲子子交交配配，品品系系内内所所有有个个体体都都可可追追溯溯到到起起源源于于第第20代代或或以以后后代代数数的一的一对共同祖先的共同祖先的动物群。物群。近交系近交系动物的命名物的命名一一般般以以大大写写英英文文字字母母命命名名，亦亦可可以以用用大大写写英英文文字字母母加加阿阿拉拉伯伯数字命名，符号数字命名，符号应尽量尽量简短。例如：短。例如：A系、系、TA1系。系。常用近交系的缩写常用近交系的缩写 品品 系系缩缩 写写品品 系系缩缩 写写AKR AKC57BRBRBALB/c CC57LLC3HC3DBA/1D1C57BLBDBA/2D2CBACBHRS/JHRC57BL/6B6C57BL/10B105.亚系系(substrain):是是指指育育成成的的近近交交系系在在培培育育过程程中中，由由于于杂合合子子基基因因的的分分离离，基基因因突突变的的产生生以以及及抽抽样误差差导致致部部分分遗传组成成改改变而而形形成成遗传差差异异的的近近交系交系动物群。物群。亚系分化存在以下几种情况：系分化存在以下几种情况：同一近交系在兄妹交配40代以前分离(即分支发生于F20到F40之间)，很可能由于残余杂合性而导致形成亚系。同一近交系长年处于分离状态(100代以上)，可能由于突变形成亚系。已发现有遗传差异的品系产生，这种差异的原因可能是残留杂合、突变或遗传污染（genetic contamination）(即一个近交系与非本品系动物之间杂交引起遗传改变)。亚系的命名亚系的命名*在原品系的名称后加一道斜在原品系的名称后加一道斜线后表明后表明亚系的符号。系的符号。1.数字名称数字名称例：例：DBA/1，DBA/22.培培育育或或产生生亚系系的的单位位或或人人的的缩写写英英文文名名称称。第第一一个个字字母母大大写写，随后字母小写。例：随后字母小写。例：CBA/J3.当当一一个个保保持持者者保保持持的的一一个个近近交交系系具具有有两两个个以以上上的的亚系系时，可可用用在在数数字字后后再再加加保保持持者者的的缩写写英英文文名名称称来来表表示示亚系系。例例：C57BL/6J，C57BL/10J*亚系命名方法例外情况系命名方法例外情况一一些些建建立立及及命命名名较早早，且且人人们所所知知的的近近交交系系，亚系系名名称称可可用用小小写写英文字母表示。例：英文字母表示。例：BALB/cC57BL/6JColdSpringHarborLaboratory冷泉港冷泉港实验室室第第57号号雌鼠雌鼠Blank黑色黑色Jackson实验室室6表示表示亚系系6.支系支系(subline):当当饲养养环境境改改变，或或对动物物进行行某某些些技技术性性处理理时，也也有有可可能能对近近交交系系的的某某些些生生物物学学特特征征产生生影影响响，这些些特特征征可可能能是是遗传性性的的，也也可可能能是是非非遗传性性的的。如如：代代乳乳、受受精精卵卵或或胚胚胎胎移移植植、卵卵巢巢移移植植、冷冷冻保保存存和和人人工工哺哺乳乳等等。这些些处理理在在某某些些实验中中会会影影响响实验结果果，因因此此有有必必要要对同同一一品品系系或或亚系系进行行区区分分，这些些经过处理的理的动物可物可视为这些近交系或些近交系或亚系的支系。系的支系。1.经人人为技技术处置置形形成成的的支支系系，应在在原原品品系系名名称称后后附附加加一一个个小小写写英英文文字字母母标明明处理理方方式式。具具体体符符号号：受受精精卵卵移移植植e；卵卵巢巢移移植植o；奶奶母母代代乳乳f；人人工工喂喂养养h；人人工工喂喂养养+奶奶母母代代乳乳fh。例：C3HfC57BL/6，表示由C57BL/6品系代乳的C3H近交系。2.由由引引种种形形成成的的支支系系，在在原原品品系系或或亚系系名名称称后后加加一一斜斜线，然然后后标明明引引入入单位的英文位的英文缩写名称。写名称。例：NC/S。3.用用代代乳乳等等人人为技技术处置置的的目目的的之之一一是是去去除除或或植植入入垂垂直直感感染染的的病病毒毒。当当去去除除或或植植入入的的病病毒毒十十分分明明确确时，用用下下面面方方法法表表示示。在在品品系系名名称称后后加加一一横横线，以以大大写写英英文文字字母母标明明病病毒毒的的名名称称，最最后后加加上上一一个个“+”或或“-”的符号分的符号分别表示植入或去除。表示植入或去除。例：C3H/HeNMTV+。支系的命名支系的命名二、近交系二、近交系动物的特性物的特性*1.同和性同和性在在一一个个近近交交系系内内所所有有动物物的的所所有有基基因因位位点点都都是是纯合合子子，个个体体之之间、祖代个体与后代个体之祖代个体与后代个体之间都是都是纯合子。合子。*2.同基因性同基因性一一个个近近交交系系中中所所有有个个体体在在遗传上上是是同同源源的的，所所有有个个体体都都可可追追溯溯到到一一对共同祖先。个体之共同祖先。个体之间可可进行器官移植、皮肤移植、行器官移植、皮肤移植、肿瘤移植。瘤移植。*3.一致性一致性近近交交系系动物物任任何何可可遗传的的体体征征都都是是一一致致的的，如如血血型型、组织型型、形形态上的特征、行上的特征、行为的的类型。如个体型。如个体间出出现差异，是差异，是环境不均一造成的。境不均一造成的。*4.长期的期的遗传稳定性定性近近交交系系动物物在在遗传上上是是稳定定的的。遗传变异异或或基基因因突突变的的机机率率极极低低，并及并及时清除清除遗传变异的异的动物。物。*5.可分辨性可分辨性近交系近交系动物在物在遗传上已有分型，可根据上已有分型，可根据这些位点的分型很快地将两个外貌些位点的分型很快地将两个外貌相似的近交系分辨出来。相似的近交系分辨出来。*6.个体性个体性从整个近交系从整个近交系动物来看，每个品系在物来看，每个品系在遗传上都是独立的，在某些情况下，上都是独立的，在某些情况下，品系品系间的差的差别显示在量上，而不在示在量上，而不在质上。便于上。便于筛选。*7.分布的广泛性分布的广泛性 大部分近交系大部分近交系动物分布在世界各地，不同地区、不同国家的科学家有可能物分布在世界各地，不同地区、不同国家的科学家有可能去重复或去重复或验证已取得的理已取得的理论和数据。和数据。*8.背景背景资料和数据料和数据较为完善完善 近交系近交系动物在培养和保存物在培养和保存过程中都有程中都有详细的的记录。对于于设计新的新的实验和解和解释所得所得结果提供了便利条件。果提供了便利条件。三、近交系三、近交系动物的分物的分类和和应用用普通近交系普通近交系重重组近交系近交系同源近交系：同源近交系：同源突同源突变近交系近交系同源同源导入近交系入近交系分离近交系分离近交系1.普通近交系普通近交系普通近交系普通近交系动物是通物是通过至少（或相当于）至少（或相当于）20代以上兄妹或代以上兄妹或亲子交配之后培育成的。子交配之后培育成的。特点和特点和应用：用：节省省样本量。本量。组织细胞或胞或肿瘤移植，个体瘤移植，个体间相容性一致。相容性一致。隐性性纯合基因的暴露，合基因的暴露，获得先天性畸形及先天性疾病的得先天性畸形及先天性疾病的动物模型，物模型，如糖尿病、高血如糖尿病、高血压等。等。某些品系自某些品系自发或或诱发肿瘤，成瘤，成为肿瘤病因学，瘤病因学，肿瘤瘤药理学模型。理学模型。多个近交系同多个近交系同时使用，分析不同的使用，分析不同的遗传组成成对某某项实验结果的影响，果的影响，或或观察察实验结果是否具有普遍意果是否具有普遍意义。2.重重组近交系近交系(recombinantinbreedstrain,RI)由两个无血由两个无血缘关系的近交系关系的近交系杂交后，得到交后，得到F2代，分代，分组分分别继续20代以代以上的兄妹交配而育成的近交系列上的兄妹交配而育成的近交系列动物。物。为重重组近交系提供近交系提供亲代的两个近交代的两个近交系称系称为祖系祖系。该品系品系动物既具有其双物既具有其双亲品系的特性，又具有重品系的特性，又具有重组后一后一组内和每个重内和每个重组近交系的特征近交系的特征。应用：用：重重组近交系近交系对祖系祖系间有差异的性状和基因有差异的性状和基因进行行遗传分析是非常有用的分析是非常有用的实验材料。材料。命名：命名：用“x”号将两个亲代近交系动物的缩写符号连在一起后，按顺序冠以A B C 字母，或加上一破折号，标上阿拉伯数字。如：CXBD 或CXB-1(BALB/c C57BL/6)。3.同源近交系：同源近交系：(1)同源突同源突变近交系近交系(coisogenicinbredstrain)两两个个近近交交系系除除了了一一个个指指明明位位点点等等位位基基因因不不同同外外，其其它它遗传基基因因全全部部相相同同的的品品系系。是是某某个个近近交交系系在在某某基基因因位位点点上上发生生突突变而而分分离离出出的的近近交交系系亚系系，与与原原近近交交系系的的差差异异只只是是发生生突突变的的基基因因位位点点上上带有有不不同同的基因，而其它位点上的基因完全相同。的基因，而其它位点上的基因完全相同。同源突同源突变近交系的命名近交系的命名 在品系（亚系）的名称之后加连字符和基因符号（斜体），如C57BL/6J-bg表示C57BL/6J携带bg基因。当突变基因处于杂合子状态时，符号中应包括一个正号来指示，如C57BL/6J-bg/+。同源突变近交系的代数用M表示，如C57BL/6J-bg(F58+M+F20)表示C57BL/6J第58代突变，然后又进行了20代近交。(2)同源同源导入近交系入近交系(congenicinbredstrain)：通通过基基因因导入入的的方方法法将将一一个个目目的的基基因因导入入某某个个近近交交系系的的基基因因组内内，由由此此形形成成的的一一个个近近交交系系与与原原来来的的近近交交系系只只是是在在一一个个很很小小的的染染色色体体片片段段上上基基因不同。因不同。*同同源源导入入近近交交系系的的命命名名：命命名名是是在在背背景景品品系系的的全全名名或或缩写写符符号号后后，加某些符号。加某些符号。一个圆点和一个供体品系符号的缩写，然后加连字符与目的基因符号。如：B10129-H-2b，表示以C57BL/10sn(=B10)为遗传背景的品系，导入129品系上的等位基因H-2b。如果用同样的供体作几次导入，用括号里的数字或字母来区分导入的第次。例如：B10129(12M)-H-2b，表示背景品系是B10，第12次导入了129品系的H-2b等位基因。供体品系不是近交系，或遗传的差异是复杂的，或这个品系已广泛使用而众所周知时，可使用稍微不完整的符号。如BALB/c-nu/+表示携带杂合nu基因的BALB/c品系。(3)分离近交系分离近交系(segregatinginbredstrain)在培育近交系的在培育近交系的过程中，采用一定的交配方法，迫使个程中，采用一定的交配方法，迫使个别基因基因位点上的基因位点上的基因处于于杂合状合状态，则分离出分离出该基因位点上基因位点上带有不同等位有不同等位基因的两个近交系基因的两个近交系亚系。系。分离近交系的命名分离近交系的命名命名法与同源突变系相似，品系符号后是连字符加杂合位点的基因符号。例如：DW-dw/+表示DW品系在dw位点是杂合的。分离近交系的代数可以在品系名称后的括号内加FH和数字表示。例如：DW-dw/+（FH27）表示保持dw/+位点杂合的兄妹交配27代。同源近交系的同源近交系的应用：用：T在同一在同一遗传背景下比背景下比较某基因位点上不同等位基因的某基因位点上不同等位基因的遗传效效应。T在不同在不同遗传背景中研究同一基因与背景中研究同一基因与遗传背景及其它基因的关系。背景及其它基因的关系。T消除消除杂合合遗传背景背景对某些突某些突变基因表达的影响，以基因表达的影响，以获得更得更为稳定定的的实验动物模型。物模型。T对复复杂的多基因性状的多基因性状进行行遗传分析。分析。1、动物的交配方式：物的交配方式：近交、近交、杂交、交、远缘交配、随机交配。交配、随机交配。2、近交系保种：、近交系保种：育成的近交系育成的近交系严格按全同胞方式格按全同胞方式进行交配；行交配；育成的近交系不得与其他品系育成的近交系不得与其他品系杂交；交；近交系有特异的近交系有特异的遗传特性，保种特性，保种过程随程随时分离或淘汰分离或淘汰遗传变异的个体；异的个体；近交繁殖力低，近交繁殖力低，选择繁殖力高的，淘汰繁殖力低的家系；繁殖力高的，淘汰繁殖力低的家系；对个体个体进行行详细记录和建立系和建立系谱。3、近交系生、近交系生产：基基础群：全同胞方式交配；群：全同胞方式交配；血血缘扩大群：全同胞方式交配；大群：全同胞方式交配；生生产群：随机交配，繁殖代数不超群：随机交配，繁殖代数不超过4代。代。四、近交系动物的维持四、近交系动物的维持五、常用的近交系动物五、常用的近交系动物C3H小鼠小鼠F344/N大鼠大鼠 第三节第三节 封闭群动物封闭群动物T群体的概念群体的概念所所谓群群体体是是指指生生物物的的一一个个种种、一一个个亚种种、一一个个品品系系、品种或其它品种或其它类群的所有成群的所有成员之和。之和。在在生生物物的的进化化历史史中中，单个个生生物物个个体体的的存存在在与与否否是是无无意意义的的，生生物物只只有有以以群群体体的的方方式式生生存存，这个个物物种种才才能能存在与存在与发展。展。基因基因频率和基因型率和基因型频率率 基因基因频率（率（genefrequency）就是在一个群体中某一种就是在一个群体中某一种基因的数量与占据同一基因座的全部等位基因基因的数量与占据同一基因座的全部等位基因总数的比例，数的比例，取取值范范围在在0到到1之之间，通常写成小数的形式，通常写成小数的形式。基因型基因型频率（率（genotypefrequency）就是在二倍体的生就是在二倍体的生物群体中，某一个基因座的特定基因型物群体中，某一个基因座的特定基因型(如如AA、Aa和和aa）在其全部基因型中所占的比例，取在其全部基因型中所占的比例，取值范范围在在0到到1之之间，通，通常也写成小数的形式。常也写成小数的形式。Hardy-Weinberg定律定律在一个大的随机交配在一个大的随机交配的群体内，如果没有突的群体内，如果没有突变，选择和迁移因素的干和迁移因素的干扰，则该群体每一世代基因群体每一世代基因频率和基因型率和基因型频率保持不率保持不变。一个群体既不以近交形式一个群体既不以近交形式进行交配，也不引入任何外来血行交配，也不引入任何外来血缘，在封，在封闭条件下交配繁殖，从而保持了群体的一般条件下交配繁殖，从而保持了群体的一般遗传特征，又具有特征，又具有杂合性，我合性，我们称之称之为封封闭群。群。ICLAS（国际实验动物科学委员会）规定，以非近定，以非近亲交配方式交配方式进行繁行繁殖生殖生产的一个种群，在不从外部引入新的血的一个种群，在不从外部引入新的血缘条件下，至少条件下，至少连续繁殖繁殖4代以上称代以上称为封封闭群。群。封封闭群可分群可分为远交种交种（outbred）和）和突突变种种。一、一、封封闭群（群（closedcolony)二、封二、封闭群群动物的特点及物的特点及应用用1、封封闭群群动物物避避免免了了近近亲交交配配，具具有有较强的的繁繁殖殖力力和和生生活活力力。表现为每胎产子多，胎间隔较短，仔鼠死亡率低，生长快，成熟早，寿命长，对疾病的抵抗力强。在饲养繁殖过程中无需详细记录谱系，成本低，易繁殖，可大量生产，充足供应。广泛应用于一般实验及学生的教学实验。2、封、封闭群群动物（物（远交种）的交种）的遗传组成具有成具有很高的很高的杂合性。合性。类似于人类群体遗传异质性的 遗传组成，用于人类遗传学研究、药物筛选、毒 物试验，生物制品和化学药品的鉴定等方面。毕格犬毕格犬3、由由于于封封闭群群动物物的的遗传组成成具具有有很很高高的的杂合合性性，所所以以在在遗传学学研研究中可作究中可作为选择实验的基的基础群体，用于群体，用于对一些性状一些性状遗传力的研究。力的研究。4、封封闭群群动物物的的突突变种种携携带的的突突变基基因因通通常常可可导致致动物物某某些些方方面面的的异常，成异常，成为生理学、胚胎学和医学研究的模型。如高血生理学、胚胎学和医学研究的模型。如高血压大鼠。大鼠。5、由由于于其其可可携携带大大量量的的隐性性有有害害基基因因，可可用用于于估估计群群体体对自自发或或诱发突突变的的遗传负荷能力。荷能力。SHR常用的封常用的封闭群群动物物SD大鼠大鼠毕格犬毕格犬青蓝紫兔青蓝紫兔ICR小鼠小鼠1.一般以一般以2-4个大写英文字母命名，如个大写英文字母命名，如NIH小鼠。小鼠。2.种种群群保保持持者者名名称称：种种群群名名称称。种种群群保保持持者者名名称称为14个个英英文文字字母母的的缩写写，首首字字母母大大写写，其其余余小小写写。如如N：NIH表表示示美美国国国国立立卫生生研研究究院院（N）保保存的存的NIH小鼠。小鼠。3.由由于于历史史原原因因已已广广泛泛使使用用的的封封闭群群动物物，沿沿用用其其原原来来的的名名称称。如如：Wistar大鼠，大鼠，NewZealand兔。兔。4.突突变种种的的命命名名是是在在封封闭群群命命名名的的基基础上上加加上上突突变基基因因的的符符号号，用用连字字符符相相连，基基因因符符号号用用斜斜体体字字。如如：N：NIH-nu/nu表表示示由由美美国国国国立立卫生生研研究究院院保保存存的的，带有有纯合合裸裸基基因因的的NIH小小鼠鼠。Lac:LACA-Hh/+表表示示英英国国实验动物中心保存的物中心保存的带有有杂合半肢畸形基因的合半肢畸形基因的LACA小鼠小鼠。三、封三、封闭群群动物的命名物的命名原原则：尽量保持封尽量保持封闭群群动物的基因异物的基因异质性及多性及多态性，避免近交系数随繁殖代性，避免近交系数随繁殖代数增加而上升数增加而上升过快。快。近交系数增量：近交系数增量：F1/2NN：群体个数：群体个数国国际实验动物委物委员会会规定封定封闭群每代近交系数增加量不得超群每代近交系数增加量不得超过1，由，由F1/2N得到每代得到每代动物数量不能少于物数量不能少于25对。引种引种时，小型，小型啮齿类封封闭群群动物数不得少于物数不得少于25对。四、封四、封闭群群动物的物的维持持T采用随机交配的繁育体系，要求采用随机交配的繁育体系，要求这个繁育体系能保持个繁育体系能保持严格格的家系的家系记录并最大限度地避免并最大限度地避免动物近交。物近交。T方法：方法：1.随机数表配随机数表配对法：法：将断奶后的小鼠将断奶后的小鼠编号，按随机数表号，按随机数表组成配种成配种对。2.分分组交配法交配法3.循循环配配对法法五、封五、封闭群群动物的繁育体系物的繁育体系分分组交配法交配法循循环配配对法法第四节第四节杂交杂交F1代动物代动物一、一、杂交交F1代代动物（物（F1-hybrid)*由由两两个个近近交交系系杂交交生生育育的的第第一一代代动物物，其其遗传组成成均均等等地地来来自自两两个个近近交交系系，属属于于遗传均均一一并并具具有有表表现型型相相同同的的动物物，是是医医学学生生物物学学研研究究中中所所使使用用的的相相同基因型同基因型动物的一种。如：物的一种。如：AKRDBA/2：AKD2F1。*两两个个用用于于生生产杂交交F1代代的的近近交交系系称称为亲本本品品系系（parentalstrain)，提提供供雌雌性性的的为母母系系(maternalstrain)，提提供供雄雄性性的的为父系父系(paternalstrain)。*杂交交F1代代的的遗传组成成均均等等地地来来自自两两个个亲本本品品系系，即即每每个个基基因因位位点点上上的的两两个个等位基因分等位基因分别来自母系或者父系。可能是来自母系或者父系。可能是纯和基因也可能是和基因也可能是杂合基因。合基因。*杂交交F1代代动物物虽然然基基因因型型是是杂合合的的，但但个个体体间的的遗传型型与与表表现型型都都是是一一致致的的，符符合合实验动物物有有明明确确遗传背背景景的的基基本本要要求求，在在实验研研究究中中应用用时能能获得得一一致致的的、可可重重复复的的、正正确确的的实验结果果。*杂交交F1代代动物物不不是是一一个个品品种种或或品品系系，因因为它它不不具具有有育育种种功功能能，不不能能自自群群繁繁殖殖出出与与杂交交F1代代相相同同基基因因型型的的动物物，如如果果进行行自自群繁殖群繁殖则在在F2时会会发生生遗传上的性状分离。上的性状分离。*1、遗传和和表表型型的的一一致致性性：杂交交F1代代的的基基因因不不是是纯合合子子，但但个个体体间基基因因型型是是整整齐一一致致的的，遗传性性是是稳定定的的，表表现型型也也一一致致。故故可可获得得精精确确度度很很高高的的实验结果果，广广泛泛用用于于营养养、药物、病原和激素的生物学物、病原和激素的生物学评价。价。*2、基基因因型型一一致致：杂交交群群动物物虽然然具具有有杂合合的的遗传组成成，但但个个体体间基基因因是是相相同同的的，可可接接受受个个体体间、亲本本品品系系细胞胞、组织、器官、器官、肿瘤移植。用于免疫学、瘤移植。用于免疫学、发育生物学研究。育生物学研究。二、二、杂交交F1代代动物的特点及其物的特点及其应用用*3、与与近近交交系系相相比比具具有有杂交交优势：近近交交系系动物物的的生生活活力力、对疾疾病病的的抵抵抗抗力力、对实验的的耐耐受受性性都都较差差，而而且且较难繁繁殖殖和和饲养养，反反之之，F1代代具具有有较强的的生生命命力力，对疾疾病病的的抵抵抗抗力力强，寿寿命命较长，容容易易饲养养。在在某某些些方方面面比比近近交交系系更更适适用用于于科科学学研究。可作研究。可作为代乳代乳动物及卵、胚胎、卵巢移植的受体。物及卵、胚胎、卵巢移植的受体。*4、国国际分分布布广广泛泛：杂交交群群动物物已已广广泛泛应用用于于各各类实验研研究究，实验结果便于国果便于国际上上进行重复和交流。行重复和交流。*5、在医学生物学中的、在医学生物学中的应用用1）干）干细胞的研究胞的研究2）移植免疫的研究）移植免疫的研究3）单克隆抗体研究克隆抗体研究4）细胞胞动力学研究力学研究5）作）作为某些疾病研究的模型某些疾病研究的模型*杂交群交群应按以下方式命名：雌性按以下方式命名：雌性亲代名称在前，雄性代名称在前，雄性亲代名称居后，二者之代名称居后，二者之间以大写英文字母以大写英文字母“X”相相连表示表示杂交。将以上部分用括号括起，再在其后交。将以上部分用括号括起，再在其后标明明杂交的代交的代数（如数（如F1等）。等）。*对品系或种群的名称可使用通用的品系或种群的名称可使用通用的缩写名称。写名称。例如：（例如：（C57BL/6DBA/2）F1=B6D2F1三、三、杂交交F F1 1代代动物的命名物的命名1、杂交交F1代代动物的物的亲本必本必须是近交系是近交系动物。物。2、杂交交F1代代动物只能作物只能作实验用，不能作用，不能作为种用。种用。3、生、生产杂交交F1代代动物，必物，必须维持两个持两个亲本近交系的存在。本近交系的存在。4、根根据据实验对杂交交F1代代遗传组成成的的要要求求选择亲本本近近交交系系。在在这个个前前提提下下选择遗传上上差差异异较大大的的品品系系进行行杂交交以以提提高高杂交交优势的程度。的程度。四、四、杂交交F1代代动物的物的维持持一、一、遗传改改变的原因的原因11、近交系、近交系遗传改改变的原因的原因残余的残余的杂合性，尽管我合性，尽管我们采用采用严格的兄妹交配，格的兄妹交配，2020代后代后还是存在是存在1.41.4的残余的残余杂合性，合性，杂合子个体在受精率、繁殖合子个体在受精率、繁殖率和生活力上均率和生活力上均远远超超过纯合子合子遗传型个体，其在群体中型个体，其在群体中扩散引起群体散引起群体遗传变异；异；人人为失失误造成外来的基因造成外来的基因组杂交交进一个近交系，一个近交系，产生生遗传污染；染；第五节第五节 遗传质量遗传质量监监测测染色体片断存在重复、缺失、易位、倒位，基因位点存在突染色体片断存在重复、缺失、易位、倒位，基因位点存在突变，若若这些些变异在繁育异在繁育过程中固定下来，会引起群体程中固定下来，会引起群体遗传改改变；遗传突突变，来自，来自DNA序列的序列的变化，化，这种种变化可能是某核苷酸碱化可能是某核苷酸碱基的置基的置换、缺失或插入；、缺失或插入；各种品系分布到各地各种品系分布到各地长期隔离，造成品系特性期隔离，造成品系特性发生很大生很大变异。异。2、封、封闭群（群（远交群）交群）遗传改改变的原因的原因最最主主要要的的是是选择，同同近近交交系系一一样，遗传污染染和和基基因因突突变都都能能造造成成远交交群群的差异，但的差异，但远交群等位基因分布改交群等位基因分布改变的主要原因在于的主要原因在于选择；要要保保持持一一个个远交交群群所所有有基基因因频率率的的相相对比比例例没没有有变化化，最最恰恰当当的的核核心心繁繁育群育群应有有1000个个动物；物；但但事事实上上我我们不不可可能能做做到到这一一点点，特特别是是近近代代，人人们为了了控控制制微微生生物物污染染，采采用用剖剖腹腹产和和悉悉生生生生物物学学技技术定定期期地地重重建建新新的的群群体体。在在重重建建过程程中中，群群体体骤然然变小小，近近交交系系数数必必将将上上升升，因因而而导致致杂合合性性下下降降，这也也意意味味着着某某些些基基因因被被固固定定下下来来。在在不不同同的的单位位这种种对位位点点的的不不同同固固定定，往往往往导致致了同一品种了同一品种动物等位基因分布的改物等位基因分布的改变。二、二、遗传学学监测方法方法*由一个基因和多个基因决定的任何特征都能用来由一个基因和多个基因决定的任何特征都能用来检测一一个品系。个品系。*常用的常用的检测特征特征：形形态学特征：毛色基因学特征：毛色基因检测法，下法，下颌骨形骨形态法法免疫学特征：皮肤移植法，混合淋巴免疫学特征：皮肤移植法，混合淋巴细胞培养法胞培养法酶和蛋白和蛋白质：生化：生化标记法法1.毛色基因毛色基因检测被毛被毛颜色的色的变化是位于化是位于细胞水平的生化胞水平的生化过程，它是由基程，它是由基因控制的。在一个小鼠品系中，如果突然因控制的。在一个小鼠品系中，如果突然发现均一的、异常均一的、异常的的颜色，色，这就意味着一个突就意味着一个突变或被或被带不同毛色基因品系不同毛色基因品系污染染了。了。但是，在生物医学研究中这种现象并不多见，因为我们使用的小鼠多半都是白化小鼠，由于白化基因c是各种带色基因的上位基因，所以白化小鼠间的污染不能“一看而知”，必须用双隐性的带色小鼠与之配种，观察F1代的毛色。形态学方法形态学方法 近交系的毛色基因近交系的毛色基因品系品系毛色基因毛色基因品系品系毛色基因毛色基因Aa.b.cDBA/2a.b.C.dABA.B.c.DNCA.b.C.D.S.AKRa.B.cNHa.B.C.D.p.s.ALA.b.cKKa.B.c.D.S.BALB/ca.b.cNZBa.B.C.BLA.B.CNZWA.b.c.CBAA.b.C.D.p.SWRA.B.c.CPB-Fa.b.c.D.p.101Aw.B.C.CPB-FTA.B.C.129Aw.B.cch.p.C3Ha.B.C.615a.b.C.DC57BLa.B.C.TA1a.b.c.DC57BL/6a.B.C.SSBa.b.c.DC57La.b.C.*A-野野生生色色、aa非非野野生生色色、Aw-白白腹腹野野生生色色、B-黑黑色色、bb褐褐色色、C-有有色色、cch青青紫紫兰色、色、cc白化、白化、D-深色深色、dd淡色淡色、In-铅灰、灰、in黑灰、黑灰、S-无色斑、无色斑、ss有色斑。有色斑。2.下下颌骨形骨形态分析法分析法动物物的的骨骨骼骼形形态具具有有高高度度的的遗传性性，而而各各种种骨骨骼骼的的形形态、大小及其出、大小及其出现的差异均可作的差异均可作为鉴定品系的方法。定品系的方法。现简介英国实验动物中心Festing的下颌骨分析法，取同日龄或201g小鼠的头骨，将其煮沸3分钟以上，再用胰酶37消化24小时后用清水洗净，取下颌骨置于L形直角坐标板上测量11个位点（见下图）。1-6为高度测量点，7