封閉群雜交群動(dòng)物的特點(diǎn)

關(guān)于封閉群雜交群動(dòng)物的特點(diǎn)第一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)突變系動(dòng)物的基本概念

一、遺傳與變異

遺傳和變異是生物普通存在的生命現(xiàn)象。雖然親代和子代之間都有非常相似的地方，但又有些不同之處。親子相似，叫遺傳。親子相異，叫變異。生物的遺傳性和變異性都是由DNA加以控制和調(diào)節(jié)的。

第二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一二、基因突變

基因突變是指染色體上一個(gè)位點(diǎn)內(nèi)的遺傳物質(zhì)的變化，或者說是DNA分子上長(zhǎng)鏈中堿基對(duì)的改變，也稱點(diǎn)突變。第三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

基因突變?cè)谏锝缰惺呛芷毡榈模彝蛔兒笏霈F(xiàn)的性狀與環(huán)境條件間看不出對(duì)應(yīng)關(guān)系。突變?cè)谧匀磺闆r下產(chǎn)生的，稱為自然突變或自發(fā)突變（SpontaneouMutation）；由人們有意識(shí)地應(yīng)用一些物理、化學(xué)因素誘發(fā)的，則稱為誘發(fā)突變（InducedMutation）。突變后出現(xiàn)的表現(xiàn)型是多種多樣的。第四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一根據(jù)突變對(duì)表現(xiàn)型的最明顯效應(yīng)，可分為：

1．可見突變（VisbleMutation）：突變的效應(yīng)可在生物的表現(xiàn)型上看出來，即用肉眼就能觀察出來，如若干大體形成的變異。

2．生化突變（BiochemicalMutation）：突變的效應(yīng)導(dǎo)致一個(gè)特定的生化功能的喪失。肉眼是無法予以鑒別的，一定要借助于某些特殊方法來檢測(cè)。

第五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一3．致死突變（LethalMutation）：致死突變可分為顯性致死和隱性致死。顯性致死在雜合態(tài)即有致死效應(yīng)。而隱性致命突變較為常見，如鐮形紅細(xì)胞貧血癥的基因就是隱性致命突變。

4．條件致命突變（ConditonalLethalMutation）：在某些條件下是有成活的，而在另一些條件下是致命的。

第六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一三、突變的機(jī)理和突變系動(dòng)物

通過遺傳和化學(xué)分析認(rèn)識(shí)了突變型的遺傳性質(zhì)，有些變化是一個(gè)堿基為另一個(gè)堿基所替代；另一個(gè)情況是插入或缺失了一個(gè)堿基，還有的變化包括許多堿基獲得、失去或重新排列等等?？傊墙M成基因的物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化，其變異的遺傳基因等位點(diǎn)可以遺傳下去。

第七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

突變品系，也就是指正常染色體的基因發(fā)生了變異的、具有各種遺傳缺陷的動(dòng)物。

基因突變動(dòng)物在遺傳學(xué)上不是一個(gè)單獨(dú)的遺傳類別，它涉及近交系和封閉群兩類動(dòng)物。

基因突變發(fā)生在近交系即為同源突變近交系；

基因突變發(fā)生在封閉群，即為封閉群突變種。第八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

在小鼠和大鼠中，通過自然突變和人工定向突變，已培育出很多的突變系動(dòng)物，如目前國際上已發(fā)現(xiàn)的小鼠突變基因有648個(gè)，培育的突變系小鼠有350多個(gè)品系，大鼠有50多個(gè)品系。特別如無毛、無胸腺裸鼠已成為生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中令人注目的“寵兒”，并被廣泛地應(yīng)用于腫瘤等研究。第九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)

突變品系的模型性狀

第十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一模型動(dòng)物

遺傳突變的動(dòng)物，如果能留種育成突變品系供某項(xiàng)特殊研究之用，這就成為很有科學(xué)價(jià)值的“模型動(dòng)物”。本世紀(jì)最先而且最廣泛突破的是培養(yǎng)了多種腫瘤的模型動(dòng)物，為研究人類腫瘤的科學(xué)工作者提供了極為方便而有效的研究手段。第十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

有的突變品系動(dòng)物與人的疾病一樣或近似，則更是最好的動(dòng)物模型。如肥胖小鼠，它與人類有相似的肥胖病和糖尿病；肌肉萎縮癥小鼠，它與人類有相似的肌肉萎縮癥；自身免疫小鼠，則與人類的自身免疫性溶血癥和紅斑狼瘡相似。因此，對(duì)突變品系模型性狀的研究對(duì)解決人類的疾病將起到重要作用。第十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一突變品系主要表現(xiàn)研究應(yīng)用肌萎縮癥（dy）小鼠進(jìn)行性肌衰弱和廣泛性的肌萎縮肌萎縮癥、肌肉營(yíng)養(yǎng)障礙癥肥胖癥小鼠（ob）和大鼠（fa）肥胖，飲食多，血胰島素高肥胖癥侏儒癥（dw）小鼠矮小畸形、短尾、短鼻、繼發(fā)性粘液性水腫內(nèi)分泌如生長(zhǎng)素和促甲狀腺素研究糖尿病小鼠（db）和大鼠（di）肥胖并糖尿病、高血糖、蛋白尿、煩渴遺傳性糖尿病骨骼硬化癥（op）小鼠

骨質(zhì)硬化，骨髓消失人骨髓硬化癥貧血小鼠和大鼠多種貧血貧血白內(nèi)障（Cat）大鼠

白內(nèi)障眼科第三節(jié)常用的突變品系第十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一突變品系主要表現(xiàn)研究應(yīng)用尿崩癥（di)大鼠多尿，低滲透壓遺傳性下丘腦尿崩癥血膽紅素過多癥（黃疸）（Jaudice,j）大鼠黃疸嬰兒的先天性血膽紅素過多綜合征色素瘤性視網(wǎng)膜炎大鼠視網(wǎng)膜發(fā)育后期即開始的光感受細(xì)胞的進(jìn)行性喪失人類的色素瘤性視網(wǎng)膜炎無脾（As）小鼠脾臟完全缺如脾臟功能、血吸蟲病視網(wǎng)膜退化（rd）鼠

進(jìn)行性視網(wǎng)膜硬化，有色素沉著及視網(wǎng)膜血管閉鎖人類的色素性視網(wǎng)膜炎針尾（Pt）突變鼠椎間盤逐齡產(chǎn)生快速退化人類的椎間盤突出癥自發(fā)性高血壓大鼠（SHR）自發(fā)性高血壓高血壓癲癇突變型大鼠發(fā)作癲癇人類癲癇病多種免疫缺陷小鼠無T細(xì)胞或無B細(xì)胞或無T、B細(xì)胞或無K細(xì)胞或無T、B、K細(xì)胞或無巨噬細(xì)胞免疫、血液病、器官移植、腫瘤、病毒等第十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

其它還有各類突變模型動(dòng)物先天性畸形、各種腎異常、巨結(jié)腸小鼠、睪丸雌性化或假兩性畸形大鼠、隱睪癥、新西蘭高血壓大鼠、各種神經(jīng)麻痹、各種中樞神經(jīng)異常、苯丙酮酸尿癥、自身免疫性疾病、無毛小鼠、裸小鼠、裸大鼠等。第十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第五章

雜交群和封閉群動(dòng)物

的特點(diǎn)及應(yīng)用

第十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)雜交群動(dòng)物（F1）的特點(diǎn)及應(yīng)用

一、定義和概念

兩個(gè)近交品系動(dòng)物之間進(jìn)行有計(jì)劃交配所獲得的仔一代動(dòng)物，稱之為雜交群動(dòng)物或雜交一代動(dòng)物，簡(jiǎn)稱F1動(dòng)物。如C57BL/6J和DBA/2小鼠交配后培育的第一代動(dòng)物即為BDF1或B6D2F1；C57L/J和A/He交配后的第一代動(dòng)物為L(zhǎng)AF1等。

第十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

但是，必須指出，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物“F1”與一般遺傳學(xué)上所謂的F1不大一樣。一般的F1根本就是雜種，其個(gè)體之間差異很大，因?yàn)槠溆H本本身是雜種，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的F1雖然也是雜種，但是它們個(gè)體之間卻很均一，也就是說，從遺傳型上來看是異型接合體，而從它們個(gè)體與個(gè)體之間來看卻大家都雜得一樣，所以個(gè)體與個(gè)體基本上還是相同的，這是由于它們的兩個(gè)親本本身就是純種。第十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

所以，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物這種的F1雖然遺傳型是雜合的，但個(gè)體間的遺傳型與表現(xiàn)型是一致的，可以適合作一般實(shí)驗(yàn)研究用，能獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但F1動(dòng)物是不能培育純系的，因?yàn)樵谧卸‵2）時(shí)，會(huì)發(fā)生遺傳上的性狀分離。

F1動(dòng)物的生產(chǎn)是比較簡(jiǎn)單的，采用兩個(gè)近交系進(jìn)行雜交而得。

第十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一子代：基因型Aa，表現(xiàn)型A♂AA×♀aa

精子卵子AAaAaAaaAaAa第二十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

例如C57BL品系小鼠基因?yàn)殡[性基因（a），被毛呈黑色，C3H品系小鼠基因?yàn)轱@性基因（A），被毛呈野鼠色，這二者均為純合子，相互雜交后，F(xiàn)1基因型和表現(xiàn)型均一致，但到子二代（F2）時(shí)，會(huì)發(fā)生遺傳上的性狀分離，因此不能用F1動(dòng)物培育純系。

在F1動(dòng)物生產(chǎn)中，必須強(qiáng)調(diào)的是兩個(gè)親本的互交情況要表達(dá)所用品系的性別，因?yàn)殡m然同是用一樣的兩個(gè)近交系雜交，由于所用的雌雄不同則F1將因母體環(huán)境的不同或性染色體的不同的而有不同。第二十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一二、使用F1動(dòng)物的優(yōu)點(diǎn)

綜合起來F1動(dòng)物具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1．具有雜交優(yōu)勢(shì)，生命力強(qiáng)，適應(yīng)性和抗病力強(qiáng)，繁殖旺盛等優(yōu)點(diǎn)，在很大的程度上可以克服因近交繁殖所引起的近交衰退現(xiàn)象。

2．具有純系動(dòng)物基本相似的遺傳均質(zhì)性。雖然它的基因不是純合子，但基因型是整齊一致的，遺傳性是穩(wěn)定的，表現(xiàn)型也一致，因此它基本上具有近交系動(dòng)物的特點(diǎn)。

第二十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一3．對(duì)各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好，精確度高。對(duì)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)的耐受性也大，而且對(duì)由于環(huán)境因素所引起變異的可能性也較純系為小。雜合子使隱性有害基因的作用被顯性有利基因的作用所掩蓋。

4．具有親代雙親的特點(diǎn)。

5．國際上分布廣，已廣泛用于各類實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果便于在國際間進(jìn)行重復(fù)和交流。

上述F1動(dòng)物的特點(diǎn)，說明為什么有了近交系動(dòng)物，還要培育F1動(dòng)物。第二十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一三、F1動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

由于F1動(dòng)物具有與純系動(dòng)物基本相同的遺傳均質(zhì)性，又克服了純系動(dòng)物因近交繁殖所引起的近交衰退，所以受到科學(xué)工作者的歡迎，在生物醫(yī)學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用。特別是在下列一些研究課題中用得更多。

第二十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一（一）干細(xì)胞的研究

根據(jù)目前的研究，可清楚地表明，來自F1種小鼠正常的外周血的白細(xì)胞能夠在受到致死性照射的父母或非常接近的同種動(dòng)物中種植和繁殖，使動(dòng)物存活和產(chǎn)生供體型的淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞和紅細(xì)胞，這證明小鼠外周血中存在干細(xì)胞。因此，F(xiàn)1動(dòng)物是研究外周血中干細(xì)胞的重要實(shí)驗(yàn)材料。

第二十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一（二）移植免疫的研究

F1動(dòng)物是進(jìn)行移植物抗宿主反應(yīng)良好的實(shí)驗(yàn)材料?？梢澡b定出免疫活性細(xì)胞去除是否完全。如CBA小鼠親代脾臟細(xì)胞經(jīng)一定培養(yǎng)液孵育后注入CDF1（DBA/2×CBA）小鼠的腳掌，對(duì)側(cè)作為對(duì)照，如CBA親代小鼠免疫活性細(xì)胞去除干凈時(shí)，則將不產(chǎn)生移植物抗宿主反應(yīng)，否則相反。

第二十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一（三）細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究

如選用BCF1（CBA×C57BL/6）小鼠作小腸隱窩細(xì)胞繁殖周期實(shí)驗(yàn)；

選用CDF1（DBA/2×CBA）小鼠作小腸隱窩細(xì)胞劑量存活曲線；

選用DBF1（C57BL/6J×DBA/2）受體小鼠觀察移植不同數(shù)量的同種正常骨髓細(xì)胞與脾臟表面生成的脾結(jié)節(jié)數(shù)之間的關(guān)系等。

第二十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一（四）單克隆抗體研究

雜交瘤合成單克隆抗體是近年來生物醫(yī)學(xué)中一項(xiàng)重大的突破。采用的小鼠骨髓瘤細(xì)胞系，一般都采用BALB/c品系小鼠，英國目前大多采用BALB/c和CBA雜交F1代小鼠作單克隆抗體研究，比單獨(dú)用BALB/c小鼠要好，其F1代小鼠脾臟比同日齡BALB/c小鼠脾臟要大。

第二十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一四、F1動(dòng)物系組選擇和組合形式與命名

（一）系組選擇

F1動(dòng)物品質(zhì)的好壞完全取決于其親代特點(diǎn)，因此選擇系組作雜交組合時(shí)應(yīng)考慮以下條件：

1．二個(gè)親本必須都是近交品系動(dòng)物，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行有計(jì)劃的雜交。

2．具有試驗(yàn)研究所要求的特性品系。

3．兩個(gè)品系間，具有較強(qiáng)的親和力和較少的異質(zhì)差異。其遺傳特性能表現(xiàn)出雜交優(yōu)勢(shì)，系組合力強(qiáng)的品系。第二十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一4．通過對(duì)比觀察選出最理想的雜合組合。

因此，一定要選出最理想的雜交品系組合，作為大量繁殖雜交F1的雙親，這是進(jìn)行雜交F1繁殖的重要條件。

如C3H小鼠屬于高發(fā)乳腺癌品系，如將C3H雄鼠與C57BL/6雌鼠交配，可得到乳腺癌發(fā)病率低的雜交F1，是科學(xué)研究工作使用的重要?jiǎng)游锬Ｐ汀?/p>

第三十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一五、F1動(dòng)物的命名及要求

F1動(dòng)物的標(biāo)志方法主要是標(biāo)明雜交群親本的性別與其品系名稱，習(xí)慣上雌本先寫，雄本隨其后，中間以“X”相連，如C3H/HeJ×AKR/J，也可記為C3HAKRF1或簡(jiǎn)稱C3AKF1；反之，如為AKR/J×C3H/HeJ，則記為AKC3F1。

而且以上兩種雜交方式由于親本的母系或父系不同，可產(chǎn)生兩種雜種一代。

第三十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第三十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一習(xí)題：1、近交系數(shù)和血緣系數(shù)；2、近交后引起的變化；3、同源導(dǎo)入近交系及其命名書寫方法；4、雜交群動(dòng)物（F1）及其優(yōu)點(diǎn)；第三十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)封閉群動(dòng)物的特點(diǎn)及應(yīng)用

一、定義和和概念

封閉群動(dòng)物是指一個(gè)種群在五年以上既不以近交形式進(jìn)行交配，也不從外部引進(jìn)新種，僅在封閉條件下的一定群體中進(jìn)行隨機(jī)交配繁殖的動(dòng)物群。

第三十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

目的是：

1、整個(gè)群體盡量防止近親交配而保持著遺傳變異，也就是說保持動(dòng)物個(gè)體間的雜合性；

2、不引進(jìn)外種，使群體遺傳特征因基因頻率不變而保持相對(duì)穩(wěn)定。也就是說保持群體的一般遺傳特性。

至于個(gè)體間差異的程度因引種來源的不同而有不同，如引種于一般雜種，則個(gè)體間差異就大；如果引種于有近交歷史的動(dòng)物，則個(gè)體間差異就小。第三十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

由于封閉群體本身的特點(diǎn)，加上客觀上具有各種各樣的相似存在形式，就使封閉群這個(gè)概念很混亂。有人叫“非近交群”，有人叫“非近交系”，甚至有人叫“遠(yuǎn)交系”或“遠(yuǎn)交動(dòng)物”。實(shí)際上這些叫法并不是指真正的“封閉群”，而只是通常供應(yīng)使用的、保持于各種飼養(yǎng)系統(tǒng)的非近交群體而已。特別是“遠(yuǎn)交”一詞很容易使人理解為遺傳學(xué)上的“異系交配”。第三十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

因?yàn)椤斑h(yuǎn)交”在遺傳學(xué)上是指遺傳上不相關(guān)的動(dòng)植物的雜交，或沒有相近親緣關(guān)系的不同家系的兩個(gè)個(gè)體的交配，甚至把不同特種、不同變種的交配都看作是異系交配。而實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的封閉群，其個(gè)體之間并不是沒有親緣關(guān)系，甚至是很親近的或有一定的近交。

所以封閉群不應(yīng)叫成上述這些名稱，它們之間更不能劃等號(hào)。

第三十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一二、封閉群的分類

封閉群按其來源和遺傳背景不同，可分為以下兩大類：

1．來源于近交系的繁殖群及其子代，不用兄妹交配方式保種進(jìn)行生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

2．來源于非近交系，不是以培育近交系為目的而生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物群。

上述兩種封閉群，除了在選擇時(shí)應(yīng)考慮繁殖力外，均不采用特殊的淘汰方法進(jìn)行選種。

第三十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一三、封閉群動(dòng)物的應(yīng)用

目前國內(nèi)外實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用，以小鼠為例，大部分是近交系和封閉群。而從使用量上來看封閉群遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過近交系，這是因?yàn)榻黄废捣倍啵植灰状罅可a(chǎn)，往往僅適用設(shè)備條件較好的研究機(jī)構(gòu)或?qū)ｉT科技人員親自保種使用，大大限制了其使用范圍。第三十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

而封閉群因?yàn)橛须s合子并避免了近交，故能保持相當(dāng)程度的雜合性，從而避免了近交衰退的出現(xiàn)。所以，其生活力、生育力都比近交系強(qiáng)，具有繁殖率高等遺傳學(xué)的特點(diǎn)，因此封閉群動(dòng)物可以大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于如人類遺傳、藥物篩選、毒物試驗(yàn)、生物制品和化學(xué)制品的鑒定等生物醫(yī)學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域。第四十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

例如ddN小鼠、NIH小鼠、LACA小鼠、Wistar大鼠、SD大鼠以及目前各研究所長(zhǎng)期自行繁殖的瑞士種小鼠、青紫蘭兔、新西蘭白兔、大耳白兔、豚鼠等均屬此類。 這類動(dòng)物在生物制品和化學(xué)藥品的鑒定上，其反應(yīng)穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于市售動(dòng)物，特別是作為熱源質(zhì)試驗(yàn)的家兔更為明顯。第四十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

封閉群動(dòng)物中有的可能有近親關(guān)系，有的可能沒有，而保持一定的遺傳差異。因而對(duì)各種刺激的反應(yīng)有強(qiáng)一些的，也有低一些的，個(gè)體間的重復(fù)性和一致性沒有近交系、雜交F1動(dòng)物好，但其平均的反應(yīng)性有一定穩(wěn)定性，故要觀察篩選某一藥物的初步療效時(shí)，封閉群動(dòng)物就可以反映綜合的平均療效。第四十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一四、培育方法及注意事項(xiàng)

封閉群動(dòng)物的培育方法較為簡(jiǎn)單，只要不引進(jìn)新品種，讓其自行繁殖就可以，當(dāng)然要避免近親繁殖。但是長(zhǎng)期保持一個(gè)封閉群就必須要控制各種條件，采取一定的措施。保持封閉群的主要目的的是為了減少群體內(nèi)的遺傳變異，使整個(gè)群體的性狀、特征能持續(xù)穩(wěn)定不變，而且不產(chǎn)生性質(zhì)不同（變異）的個(gè)體或小群體。培育時(shí)應(yīng)注意下列規(guī)則：

第四十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一（一）群體封閉后應(yīng)維持五年以上

把小鼠封閉時(shí)間定為五年的理由是： 假如將兩個(gè)近交系進(jìn)行交配，培育出一個(gè)新的群體（雜交群）。把其中一個(gè)近交系的基因型假定為A/A，另一近交系為a/a，則兩者雜交以后所產(chǎn)生的F1基因型必定是A/a，然后讓F1進(jìn)行隨機(jī)交配，從理論上講，F(xiàn)2代基因型分離的比例A/A為25%，A/a為50%，a/a為25%。再讓F2進(jìn)行隨機(jī)交配，生下F3，其基因型的比例應(yīng)該和F2一樣，不發(fā)生變化。第四十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一親代A×aF1Aa×AaF2AAAaaaF3AAAAAaaaaaF4AAAAAAAaaaaaaa第四十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

但實(shí)際情況不會(huì)如此準(zhǔn)確，因?yàn)檫€有其它許多因素（如繁殖率的高低）的影響，假如具a/a基因型的個(gè)體比A/A及A/a基因型的個(gè)體繁殖率低1/2的話，此時(shí)這三種基因型出現(xiàn)的頻率就各不相同，即隨著代數(shù)的增加，a/a型頻率逐代減少，而A/A型的頻率則逐代增加，也就是說，在起初10代（從1～10代），各基因型頻率，都有變化，達(dá)到15代后才趨于穩(wěn)定。第四十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

不同繁殖率基因型個(gè)體的基因型頻率變化

在A/A為25%，A/a為50%，a/a為25%的群體中a/a的繁殖率為A/A和A/a的1/2時(shí)，各基因型頻率的變化。

第四十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

以小鼠為例，一年大約繁殖3代，要達(dá)到15代，就需要5年時(shí)間。因此，5年確定為小鼠封閉群的最低年限。但這種年限只能用之于小鼠，如豚鼠（15年）和兔（18年）等世代間隔長(zhǎng)，封閉群達(dá)到穩(wěn)定的年數(shù)，就比小鼠的更長(zhǎng)了。第四十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一（二）防止產(chǎn)生群體內(nèi)的隔離狀態(tài)

封閉群體，不要在隔離狀態(tài)下進(jìn)行繁殖（交配）。上面所講的是隨機(jī)交配時(shí)的情況。如果交配不隨機(jī)（隔離飼養(yǎng)），而是兄弟姐妹之間交配，則該封閉群就會(huì)分化為許多近交系，從而使該群體的基因型結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)果不但破壞了封閉群固有的遺傳結(jié)構(gòu)，而且將使封閉群分化成幾個(gè)近交系，如近交系之間再進(jìn)行雜交，雖可提高該群體的繁殖率，可是封閉群原有的特點(diǎn)將因此丟失。

第四十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

假如將某封閉群分在兩個(gè)飼養(yǎng)間飼養(yǎng)，各飼養(yǎng)間又獨(dú)立地自行保種，這樣就使群體有效大小減少一半，隨之近交系數(shù)也將提高，從而在這兩個(gè)飼養(yǎng)間產(chǎn)生基因結(jié)構(gòu)（型）變化的可能性也就大了。如果經(jīng)過若干代之后就會(huì)變成兩個(gè)完全不同的封閉群。第五十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第五十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一（三）“群體有效大小”應(yīng)保持在50只以上

當(dāng)采用以上生產(chǎn)方式時(shí)，應(yīng)特別注意種群繁殖場(chǎng)的“群體有效大小”，要達(dá)到足夠大。如果封閉群過小，必然引起群體內(nèi)近交系數(shù)上升，這是與封閉群的性質(zhì)所不相容的，是封閉群最忌諱的。如群體只有雌雄兩只組成，就只能進(jìn)行兄妹交配，結(jié)果會(huì)育成近交系。第五十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

下面的公式用以計(jì)算“群體有效大小”與群體近交系數(shù)上升率之間的關(guān)系，也就是說只要進(jìn)行隨機(jī)交配，兩者之間的關(guān)系可用下列公式計(jì)算：

△F=1/2Ne

△F:近交系數(shù)的上升率

Ne：群體的有效大小

第五十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

由此公式我們可以看出，Ne越大，則△F就越小。在封閉群的規(guī)定中，近交系數(shù)的上升率（△F）不得超過1%。

也就是說只在一般群體中，近交系數(shù)的上升率（△F）等于1%時(shí)，群體的有效大?。∟e）恰好是50。“群體的有效大小”被定為50。

△F=1/2Ne

1%=1/2Ne

Ne=50第五十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一(四)不要用人為淘汰的方式選種

所謂人為淘汰的方式選種，是把基因決定的性狀引向特定方向，結(jié)果使群體內(nèi)基因結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。因此，在封閉群中，原則上絕對(duì)不允許進(jìn)行淘汰式選種。第五十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第六章

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物微生物控制

的特點(diǎn)及應(yīng)用

第五十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

按對(duì)微生物的控制的程度，可以將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為五類，即：

（１）無菌動(dòng)物（GF）；

（２）悉生動(dòng)物（GN）；

（３）無特定病原體動(dòng)物（SPF）；

（４）清潔動(dòng)物（CL）；

（5）普通動(dòng)物（CV）。

第五十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

近交系動(dòng)物遺傳均一、個(gè)體差異小、實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較準(zhǔn)確。但是只從遺傳上加以控制，如不進(jìn)行微生物控制，沒有排除自然感染的微生物和寄生蟲的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍可能不準(zhǔn)確。因此，在精度要求高的實(shí)驗(yàn)中，無菌動(dòng)物、悉生動(dòng)物和無特殊病原體動(dòng)物就成了理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

第五十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一種類飼養(yǎng)方法說明附記無菌動(dòng)物隔離系統(tǒng)以封閉的無菌技術(shù)取得，用現(xiàn)有方法不能檢出任何微生物和寄生蟲的動(dòng)物無法檢出任何生命體悉生動(dòng)物隔離系統(tǒng)確知所帶的微生物叢（植物的和動(dòng)物的）經(jīng)特殊飼養(yǎng)確知所帶有的微生物SPF動(dòng)物屏障系統(tǒng)沒有指定的致病性微生物和寄生蟲的動(dòng)物確知不帶有的微生物清潔動(dòng)物半屏障系統(tǒng)除普通動(dòng)物要求外，沒有對(duì)動(dòng)物危害大和對(duì)研究干擾大的微生物確知不帶有的微生物普通動(dòng)物開放系統(tǒng)不得帶有主要人畜共患和烈性傳染病病原體的動(dòng)物對(duì)微生物帶有情況不明確按微生物控制程度的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分類原則第五十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)無菌動(dòng)物

一、無菌動(dòng)物的基本概念

所謂無菌動(dòng)物，就是指在機(jī)體的任何部位均檢不出任何活的微生物和寄生蟲的動(dòng)物。

無菌動(dòng)物的“菌”主要是指細(xì)菌，而嚴(yán)格來說，還包括真菌、立克次氏體、支原體和病毒等微生物及各種寄生蟲。第六十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

用大量抗菌素可以使普通動(dòng)物暫時(shí)無菌，但是這種動(dòng)物不是無菌動(dòng)物。因?yàn)檫@種無菌狀態(tài)往往是一過性的，某些殘存的細(xì)菌在適當(dāng)?shù)臈l件下又會(huì)在體內(nèi)增殖。 即使能把體內(nèi)細(xì)菌全部殺死，它們給動(dòng)物造成的影響卻是無法消除的，例如：特異性抗體的存在、單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的活化、某些組織或器官的病理變化等。

因此，無菌動(dòng)物必須是生來就無菌的動(dòng)物。第六十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

現(xiàn)在無菌動(dòng)物的品種已經(jīng)很多，不僅小鼠、大鼠、豚鼠和家兔等小動(dòng)物已有無菌動(dòng)物，而且狗、貓、猴、豬、山羊、綿羊和牛等大動(dòng)物以及雞、火雞、鵪鶉、青蛙、蛇甚至蠶、蒼蠅、白蟻等也都有了無菌動(dòng)物。這些都是為了適應(yīng)科學(xué)發(fā)展的需要而培育的，其中的小鼠、大鼠、豚鼠，國外一些發(fā)達(dá)國家已能大量生產(chǎn)，并比較方便地應(yīng)用于日常研究中了。第六十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一三、無菌動(dòng)物的特征

只要飼料配備適當(dāng)，無菌動(dòng)物發(fā)育正常，外觀和普通動(dòng)物相同，但是其機(jī)能、結(jié)構(gòu)和普通動(dòng)物有很大的不同。

第六十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一無菌動(dòng)物的形態(tài)特征系統(tǒng)改變消化系統(tǒng)盲腸肥大，腸壁菲薄，常因盲腸扭轉(zhuǎn)或腸壁破裂而死亡。腸粘膜絨毛增多。肝臟重量下降。血液循環(huán)系統(tǒng)心臟相對(duì)縮小。白細(xì)胞數(shù)少，數(shù)值恒定。免疫系統(tǒng)脾臟縮小，無二級(jí)濾泡，網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞功能降低，胸腺內(nèi)以小淋巴細(xì)胞為主，吞噬細(xì)胞內(nèi)泡狀結(jié)構(gòu)和溶酶體少，胸腺和淋巴結(jié)處于功能不活躍狀態(tài)第六十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一無菌動(dòng)物的功能特征功能改變免疫功能吞噬細(xì)胞系統(tǒng)、淋巴組織發(fā)育不良，淋巴小結(jié)內(nèi)缺乏生發(fā)中心，產(chǎn)生丙種球蛋白的能力很弱，血清抗體水平低，免疫功能處于原始狀態(tài)，應(yīng)答速度慢，過敏反應(yīng)和排異反應(yīng)及自身免疫現(xiàn)象消失或減弱生長(zhǎng)率因種屬而不同。無菌鳥類生長(zhǎng)率升高，大小鼠無變化；豚鼠和兔生長(zhǎng)率變慢，因無菌不能幫助消化纖維素所致生殖大鼠和小鼠繁殖率高；豚鼠及兔繁殖力低，代謝腸管對(duì)水的吸收率低，代謝周期比普通動(dòng)物長(zhǎng)。營(yíng)養(yǎng)體內(nèi)不能合成維生素B和K，故易缺乏抗輻射能力抗輻射能力增強(qiáng)，受輻射后存活時(shí)間較長(zhǎng)壽命無菌動(dòng)物比普通者長(zhǎng)壽第六十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一四、無菌動(dòng)物的應(yīng)用

1、在微生物研究中的應(yīng)用：

⑴某些疾病的病原研究；

⑵微生物間的拮抗作用；

⑶病毒病的研究；

⑷細(xì)菌學(xué)研究：如霍亂弧菌、福氏痢疾桿菌；

⑸真菌感染研究；

⑹原蟲感染研究。

2、在免疫學(xué)研究中的應(yīng)用：

無菌動(dòng)物血中無特異性抗體，很適合于各種免疫現(xiàn)象的研究；第六十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一3、在放射醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用；

4、在營(yíng)養(yǎng)代謝研究中的應(yīng)用；

5、在膽固醇代謝研究中的應(yīng)用；

6、在毒理學(xué)研究中的應(yīng)用；

7、在腫瘤研究中的應(yīng)用；

8、在老年病學(xué)研究中的應(yīng)用；

9、在宇航學(xué)研究中的應(yīng)用；

10、在寄生蟲研究中的應(yīng)用；

11、在口腔醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用。第六十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一健康動(dòng)物處死浸在37℃滅菌液中送進(jìn)無菌隔離器剖腹手術(shù)切除子宮將子宮浸消毒液即送到另一只隔離器中切開子宮取胎，用滅菌紗布揩拭仔體并電刀斷臍放入隔離器內(nèi)人工喂乳或保姆代養(yǎng)。五、無菌動(dòng)物技術(shù)第六十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

而豚鼠因在一定程度上能自力飲乳，故人工哺乳較容易。另外，禽類、魚類、昆蟲類等，因是在卵中無菌的前提下作出的，故用藥物將卵周圍滅菌后移入滅菌隔離器內(nèi)使其孵化即可，而且，這些動(dòng)物，一般在出生后就能自力采食，故較易育成。

無菌動(dòng)物的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)在于胎盤屏障和屏障觀念，根據(jù)這個(gè)基礎(chǔ)開展了無菌動(dòng)物工作。在無菌條件下取仔，一切操作在無菌隔離器內(nèi)進(jìn)行。

第六十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一塑料無菌隔離器

大小為1.80米×0.65米×0.5米第七十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)

悉生動(dòng)物第七十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一一、悉生動(dòng)物的概念

悉生動(dòng)物（GnotobioticAnimals）也稱已知菌動(dòng)物或已知菌叢動(dòng)物，是指用與無菌動(dòng)物相同的方法取得飼養(yǎng)（剖腹取胎，在隔離器內(nèi)飼養(yǎng)）、但明確體內(nèi)所給予的已知微生物的動(dòng)物，即凡含有已知的單菌、雙菌、三菌或多菌的動(dòng)物。一般是將1～3種已知的微生物人工接種于無菌動(dòng)物體內(nèi)定居。第七十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

以此類推。由于此種動(dòng)物和無菌動(dòng)物一樣是放在無菌隔離器內(nèi)飼養(yǎng)的，因此選用此種動(dòng)物作實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性是很高的，可排除動(dòng)物體內(nèi)帶有的各種不明確的微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，并可按研究目的來選擇某種微生物，常用于研究微生物和宿主動(dòng)物之間的關(guān)系。

悉生動(dòng)物的飼養(yǎng)方法與無菌動(dòng)物相同。由于這種動(dòng)物是有菌的，所以隔離器內(nèi)也有這種微生物的存在。第七十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一二、悉生動(dòng)物的發(fā)展

悉生動(dòng)物大規(guī)模地生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，取得了普通動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所無法發(fā)現(xiàn)的豐碩成果。從研究微生物與宿主之間的相互依存關(guān)系，推廣到高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生產(chǎn)。這就豐富了無菌動(dòng)物的研究?jī)?nèi)容。

近二十年來是無菌動(dòng)物研究的飛躍發(fā)展階段，形成了跨越生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)的新興學(xué)科一悉生生物學(xué)。第七十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一三、悉生動(dòng)物的特性

1、腸道內(nèi)存在能合成維生素和氨基酸的細(xì)菌；

2、悉生動(dòng)物可以彌補(bǔ)無菌動(dòng)物的某些缺點(diǎn)。悉生動(dòng)物的生活力較強(qiáng)，抵抗力明顯增強(qiáng)，也易于飼養(yǎng)管理，可代作無菌動(dòng)物。

3、所感染的微生物寄生蟲的種類可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男枰?，因此適宜作某些特定的實(shí)驗(yàn)，如在免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)中，無菌動(dòng)物不能發(fā)生遲發(fā)性過敏反應(yīng)，而感染一種大腸菌的悉生動(dòng)物就可以發(fā)生了。第七十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一四、悉生動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：

1、微生物學(xué)研究：可根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的需要，將無菌動(dòng)物所培育的仔鼠于其斷奶前后，有目的地喂給單一的或多種的細(xì)菌，再來觀察這些細(xì)菌對(duì)機(jī)體的作用。

只有選用悉生動(dòng)物，才有可能了解到單一微生物和抗體之間的關(guān)系。多種微生物存在于同一機(jī)體內(nèi)，可以觀察微生物與微生物之間及機(jī)體之間相互關(guān)系和菌群失調(diào)的現(xiàn)象。第七十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一2、抗體制備的研究；

3、克山病病因?qū)W的研究（鐮刀狀黃曲霉菌說）；

4、微生物和寄生蟲相互關(guān)系的研究；

5、其它方面的研究（骨髓移植、腫瘤、病毒學(xué)、免疫學(xué)、營(yíng)養(yǎng)代謝、外科的感染控制等）。第七十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)

無特定病原體動(dòng)物

第七十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一一、無特定病原體動(dòng)物的概念

無特定病原體（SPF）動(dòng)物是指機(jī)體內(nèi)無特定的微生物和寄生蟲存在的動(dòng)物，但非特定的微生物和寄生蟲是容許存在的。

故實(shí)際上是指無傳染病的健康動(dòng)物。這類動(dòng)物是目前國外使用最廣泛的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。它不帶有對(duì)人或動(dòng)物本身致病的微生物，但不能排除可經(jīng)胎盤屏障垂直傳播的微生物。

第七十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

由于用疫苗和藥物進(jìn)行預(yù)防及治療，或用淘汰帶菌動(dòng)物來作出SPF動(dòng)物的方法并不實(shí)用（既浪費(fèi)時(shí)間，又難保確除病原），故一般大多先培育無菌動(dòng)物或悉生動(dòng)物后，再把其移到有封閉系統(tǒng)設(shè)施中去飼育繁殖。第八十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一 “SPF”一詞的含義是不明確的，因?yàn)椋?/p>

1、在特定條件下，“非”病原體是可以成為病原體的。

2、有些病原體目前缺乏有效的檢查手段。

“SPF”是多年來使用的名稱。目前還沒有更好的統(tǒng)一的名稱，所以仍沿用。現(xiàn)在有COBS（經(jīng)剖腹產(chǎn)取得并飼養(yǎng)在屏障中的）、BS（在屏障系統(tǒng)中飼養(yǎng)）、DF（無?。┑炔煌Q，都是指“SPF”動(dòng)物。

第八十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一二、無特定病原體動(dòng)物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

由于SPF動(dòng)物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)看法不一，所以對(duì)動(dòng)物的要求也就不同。

如有人認(rèn)為某種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物沒有某種病原體，不影響其實(shí)驗(yàn)要求，就可稱為SPF動(dòng)物。亦有人認(rèn)為將常見的病原體全部排除，才算是真正的SPF動(dòng)物。我們認(rèn)為這兩種看法都不夠恰當(dāng)，前者要求過低、太簡(jiǎn)單化，后者又要求過高，復(fù)雜化。第八十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，就無所適從。國外對(duì)動(dòng)物的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)（內(nèi)容和方法）尚未見公諸于世，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如以小鼠為典型例子，綜合英、美、日等國有關(guān)資料，列于表，以資借鑒。

第八十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一英、美、日等國有關(guān)實(shí)驗(yàn)小鼠微生物學(xué)監(jiān)測(cè)內(nèi)容

資料來源美日美日英英美日日美病原微生物種類

細(xì)菌性疾病沙門氏桿菌√√√√√

√√綠膿桿菌√√

√√魏氏梭菌D型√

√枸椽酸桿菌√

√大腸桿菌

√√

√√假性結(jié)核桿菌

√

李司忒桿菌

√√

巴氏桿菌√√

√√√√支氣管敗血性鮑特氏菌√

√√√

√肺炎雷伯克氏菌√

肺炎雙球菌√

√√

鼠棒狀桿菌√√√√√√√泰澤氏桿菌√√√√

√√結(jié)核桿菌

√√

鉤端螺旋體

√√

念珠狀鏈球菌

√√

√溶血性鏈球菌

√√

√金黃色葡萄球菌

√

病毒性疾病淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)叢腦膜炎√√

√

√√鼠肝炎√√

√

√√鼠肺炎√√

√

呼腸?、蟆獭?/p>

√

√仙臺(tái)病毒√√

√

√

仔鼠流行性腹瀉√√

小鼠脊髓灰質(zhì)炎√√

√

脫腳病√√

√

√√K病毒√√

√

鼠細(xì)小病毒√√

√

√胸腺病毒√√

多瘤病毒√√

√

嚙齒動(dòng)物腺病毒√√

√

嚙齒動(dòng)物巨動(dòng)物病毒√

第八十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一

結(jié)合我國實(shí)際，衛(wèi)生部上海生物制品研究所制定的小鼠微生物和寄生蟲質(zhì)量監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，主要著眼于排除“對(duì)小鼠群有危害的病原體及對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究有干擾的微生物、寄生蟲”為原則，結(jié)合他們的具體條件，參照國外有關(guān)資料，擬訂的暫定標(biāo)準(zhǔn)，由淺入深，逐步提高，以達(dá)到目前國際上若干國家所訂內(nèi)容。

第八十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期一三、