第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)詳解演示文稿

第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)詳解演示文稿當(dāng)前第1頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)優(yōu)選第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)當(dāng)前第2頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)本章重點(diǎn)1、基本概念：品種、品系、近交系動(dòng)物、雜交群、雜交F1代動(dòng)物、封閉群動(dòng)物、亞系、支系2、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類，各類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的特點(diǎn)和應(yīng)用3、作為一個(gè)品種、品系應(yīng)該具備的特點(diǎn)。4、各類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的命名。當(dāng)前第3頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)20世紀(jì)50年代，羅歇爾(Russel)和布魯克(Bruch)：

┌────┐↓┌────┐↓┌────┐

│基因型│───∣表現(xiàn)型│───∣演出型│

└────┘└────┘└────┘

動(dòng)物的基因型、表現(xiàn)型、演出型與環(huán)境之間的關(guān)系模式

周圍環(huán)境發(fā)育環(huán)境胚胎期、哺乳期生活環(huán)境、實(shí)驗(yàn)環(huán)境生物反應(yīng)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生相應(yīng)反應(yīng)酶、蛋白質(zhì)、動(dòng)物形態(tài)、新陳代謝特征基因、染色體、DNA及構(gòu)象實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)從控制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳、微生物和寄生蟲、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等四方面著手。當(dāng)前第4頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)

從遺傳學(xué)角度講，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物應(yīng)是具有明確遺傳背景并受嚴(yán)格遺傳控制的，屬于遺傳限定性動(dòng)物。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳背景與反應(yīng)特性是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要因素，不同遺傳背景與反應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，對(duì)同一刺激有時(shí)可引出不同質(zhì)和量的反應(yīng)。當(dāng)前第5頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)C57BL/6J小鼠照射后3mC3H/HeN小鼠照射后3m照射野部位出現(xiàn)脫毛和毛發(fā)變白現(xiàn)象當(dāng)前第6頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)第一節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分類一切動(dòng)物的分類都離不開傳統(tǒng)的生物學(xué)分類法則。每一種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物都可以在傳統(tǒng)分類法中找到自己的位置。以大鼠為例，它屬于:

脊索動(dòng)物門—哺乳動(dòng)物綱—嚙齒目

—鼠科—大家鼠屬—大家鼠種界-門-綱-目-科-屬-種一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在動(dòng)物分類學(xué)上的位置當(dāng)前第7頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)近交系動(dòng)物（Inbredstrains)相同基因型雜交F1代動(dòng)物(F1--Hybrid)相同基因型封閉群動(dòng)物(Closedcolony)不同基因型遺傳特點(diǎn)基因類型二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物按遺傳學(xué)控制分類突變系動(dòng)物（mutantstrainanimal）當(dāng)前第8頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)遺傳限定的動(dòng)物相同基因類型不同基因類型近交系封閉群同源突變近交系同源導(dǎo)入近交系分離近交系重組近交系雜交F1代遠(yuǎn)交種突變種品系品種當(dāng)前第9頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)種(species)：是動(dòng)物學(xué)分類系統(tǒng)上的基本單位。為一群形態(tài)相似、能相互交配的自然群體，它們?cè)谏成吓c其他群體相隔離。

三、種、品種和品系的概念當(dāng)前第10頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)品種(stock)：是人們根據(jù)不同需要而對(duì)動(dòng)物進(jìn)行改良、選擇，即定向培育，并具有某種特定外形和生物學(xué)特性的動(dòng)物群體，其特性能較穩(wěn)定地遺傳。如新西蘭白兔、青紫蘭兔、日本大耳白兔。新西蘭兔當(dāng)前第11頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)品系(strain)：即“株”，為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的專用名詞。指來源明確，并采用某種交配方法繁殖，而具有相似的外貌、獨(dú)特的生物學(xué)特征和穩(wěn)定的遺傳特性，可用于不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭?dòng)物群體。例如，C57BL/6是近交系動(dòng)物中的一個(gè)品系，屬低癌組、高補(bǔ)體活性的動(dòng)物。肌萎縮癥(dystrophiamuscularis)小鼠是帶有突變基因(dy/dy)的品系動(dòng)物。當(dāng)前第12頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)動(dòng)物分類學(xué)中，種(species)是分類的基本單位。而實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)中把同一種動(dòng)物中具有不同遺傳特性的動(dòng)物分成不同的品種(stock)、品系(strain)。品種(stock)和品系(strain)是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的基本分類單位。是人工選擇的產(chǎn)物。習(xí)慣上：近交系動(dòng)物稱為品系封閉群動(dòng)物稱為品種例如：C57BL／6小鼠是近交系動(dòng)物中的一個(gè)品系，KM小鼠是封閉群中的一個(gè)品種。KM小鼠當(dāng)前第13頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)四、作為品種、品系的條件1.相似的外貌特征

同一品系或品種具有相同的外貌特征，如毛色。

毛色是黑色的毛色是白色的毛色是淡棕色的當(dāng)前第14頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)2.獨(dú)特的生物學(xué)特性

獨(dú)特的生物學(xué)特性是一個(gè)品系、品種存在的基礎(chǔ)。在長(zhǎng)期的研究過程中，在一些動(dòng)物身上發(fā)現(xiàn)了所需要的不同于其他動(dòng)物的生物學(xué)特性，進(jìn)行定向選擇，將這些特性保留下來，成為今天為數(shù)眾多的品系、品種。每個(gè)品系、品種的生物學(xué)特性都有或多或少的差別。

例如A品系，在經(jīng)產(chǎn)鼠中高發(fā)乳腺腫瘤，對(duì)致癌物質(zhì)敏感，易產(chǎn)生肺癌，老年鼠多有腎臟病變；AKR品系自發(fā)淋巴細(xì)胞白血?。?0%-90%）；ICR品種繁殖能力強(qiáng)。當(dāng)前第15頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)

作為一個(gè)品系或品種，不僅要有相似的外貌特征，獨(dú)特的生物學(xué)特性，更重要的是要有穩(wěn)定的遺傳性能，即在品系、品種自群繁殖時(shí)，能將其特性穩(wěn)定地傳給后代。??????（三）穩(wěn)定的遺傳性能如：DBA系已維持了70多年，C57BL系已維持60多年，至今仍與原品系極相似。當(dāng)前第16頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)任何品系、品種都可追溯到其共同的祖先，并由此分支經(jīng)選育而成。任何品系、品種遺傳結(jié)構(gòu)也應(yīng)是獨(dú)特的。例如：KM小鼠Glo1(乙二醛酶1）位點(diǎn)為a基因單一型，而NIH小鼠在該位點(diǎn)基因呈多態(tài)性分布，a、b基因頻率分別為67％和33％。（四）具有共同的遺傳來源和一定的遺傳結(jié)構(gòu)KM小鼠NIH小鼠當(dāng)前第17頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)近交系小鼠的起源與譜系之一

當(dāng)前第18頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)1.近交（inbreeding)：遺傳上血緣關(guān)系較近的雌雄個(gè)體之間的近親交配。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物育種多采用兄妹交配的方法近交。2.近交方式：全同胞交配、親子交配、半同胞、叔侄、祖孫等交配類型。近交衰退：即近交后代出現(xiàn)生長(zhǎng)、成活、生育、抗病適應(yīng)環(huán)境等方面的減退。第二節(jié)近交系動(dòng)物

一、基本概念當(dāng)前第19頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)近交衰退的表現(xiàn)由于有害隱性基因的純合，可能暴露出一些遺傳缺陷或某種疾病較高的發(fā)生率，這些特殊的生物學(xué)特征，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非常重要。出現(xiàn)如產(chǎn)仔數(shù)下降，母性不良等影響繁育的現(xiàn)象。個(gè)體發(fā)育不如雜合子動(dòng)物，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差，使得近交系動(dòng)物在飼育上存在一定的難度。當(dāng)前第20頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3.近交程度：近交系數(shù)coefficientofinbreeding

根據(jù)近親交配的世代數(shù)，將基因的純化程度用百分比來表示。理論上，隨著同胞交配或親子交配世代數(shù)的增加，近交系數(shù)上升。到20代時(shí)，近交系數(shù)可達(dá)98.6％，雜合基因僅剩1.4％。血緣系數(shù)coefficientofrelationship

群體中個(gè)體之間的基因組成的相似程度用數(shù)值來表示。

同卵孿生子之間的基因組成完全相同時(shí)，血緣系數(shù)為100％。子代從雙親中獲得基因各一半，親子之間的血緣系數(shù)為50％。隨著近交代數(shù)增加，血緣系數(shù)相應(yīng)不斷升高，到第20代時(shí)血緣系數(shù)可以達(dá)到99.6%。當(dāng)前第21頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)4.近交系動(dòng)物（純系動(dòng)物）：至少經(jīng)過20代以上的連續(xù)全同胞交配或親子交配培育而成，品系內(nèi)所有個(gè)體都可追溯到起源于第20代或以上代數(shù)的一對(duì)共同祖先的動(dòng)物群。近交系數(shù)達(dá)98.6%以上。當(dāng)前第22頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)全同胞交配的近交系數(shù)世代F世代F世代F00125237.5350.0778.5882.6985.91088.690.81495.11596.11696.81797.4

1897.91998.32098.6567.2673.41292.51394459.411當(dāng)前第23頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)近交系動(dòng)物的命名1952年以前沒有國(guó)際通用的近交系標(biāo)準(zhǔn)命名制度，所以往往出現(xiàn)一個(gè)品系使用多個(gè)不同的名字。一個(gè)品系從一個(gè)研究者或單位傳到另一個(gè)研究者或單位，名字往往會(huì)改變。1952年成立了近交系小鼠標(biāo)準(zhǔn)命名委員會(huì)（CSNM），該組織定期在《MouseNewLetter》、《InbredStrainMice》刊物上刊登新出現(xiàn)的近交系小鼠品系的名稱。當(dāng)前第24頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)國(guó)際命名方法的有關(guān)規(guī)定分述如下：⑴近交系的命名統(tǒng)一用1~4個(gè)大寫英文字母來表示，如A、BA、DBA、STAR等分別表示４個(gè)不同的近交系。⑵有些品系２個(gè)大寫英文字母間加入１~２個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，書寫時(shí)要與英文字母平行，如C3H、C57BL、C57BR等；不可用下標(biāo)形式（過去教材都用下標(biāo)）。當(dāng)前第25頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)(3)非正規(guī)的命名，如果已廣泛為國(guó)際學(xué)術(shù)界所公認(rèn)者，可繼續(xù)沿用，如129、101、615等品系。(4)近交代數(shù)的表示方法用英語字母F(Filial的縮寫)來表示如:A(F58)當(dāng)前第26頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)常用近交系的縮寫

品系縮寫品系縮寫AKRAKC57BRBRBALB/cCC57LLC3HC3DBA/1D1C57BLBDBA/2D2CBACBHRS/JHRC57BL/6B6C57BL/10B10當(dāng)前第27頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)是指育成的近交系在培育過程中，由于殘余雜合子基因的分離和基因突變的產(chǎn)生而導(dǎo)致部分遺傳組成改變而形成遺傳差異的近交系動(dòng)物群，稱為該品系的亞系。亞系的分化是指一個(gè)近交系內(nèi)各個(gè)分支的動(dòng)物之間已經(jīng)發(fā)現(xiàn)或十分可能存在遺傳差異。5.亞系(substrain):如：CBA的亞系CBA/J是有視網(wǎng)膜退變基因的，CBA/ca則沒有這種基因；兩者對(duì)放射線的敏感性不同，組織相容性也不同，至少有個(gè)5位點(diǎn)是不同的。當(dāng)前第28頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)在原品系的名稱后加/，后表明亞系的符號(hào)。亞系的符號(hào)有以下3種。數(shù)字名稱例：DBA/1，DBA/2用培育出亞系的研究單位或研究者的英文名稱縮寫來表示。第一個(gè)字母大寫，隨后字母小寫。例：CBA/J當(dāng)一個(gè)保持者所保持的一個(gè)近交系具有兩個(gè)以上的亞系時(shí)，可用在數(shù)字后再加保持者的縮寫英文名稱來表示亞系。例：C57BL/6J，C57BL/10J亞系命名方法例外情況一些建立及命名較早，且人們所知的近交系，亞系名稱可用小寫英文字母表示。例：BALB/c、C57BR/a和C57BR/cd。

是美國(guó)杰克遜研究所的CBA近交系的亞系。亞系的命名當(dāng)前第29頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)C57BL/6JColdSpringHarborLaboratory冷泉港實(shí)驗(yàn)室第57號(hào)雌鼠Blank黑色Jackson實(shí)驗(yàn)室6表示亞系當(dāng)前第30頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)

李莉培育BALB／c近交系小鼠，小鼠胚胎經(jīng)冷凍并在液氮中保存10年，復(fù)蘇后移植到ICR小鼠的體內(nèi)，生出的小鼠屬于BALB／c小鼠的

。

A品系B亞系C支系

D重組近交系

當(dāng)前第31頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)6.支系(subline):是指經(jīng)過人工技術(shù)處理后的品系或亞系稱為支系。當(dāng)飼養(yǎng)環(huán)境改變，或?qū)?dòng)物進(jìn)行某些技術(shù)性處理時(shí)，有可能對(duì)某些生物學(xué)特征產(chǎn)生影響；這些特征可能是遺傳的，也可能是非遺傳的。下列情況可視為支系：當(dāng)前第32頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)（1）引種到另一實(shí)驗(yàn)室。（2）經(jīng)過某種技術(shù)處理，包括：代乳(fosternursing，f)受精卵或胚胎移植

(eggsofembryotransfer，e)人工喂養(yǎng)(handrearing，h)卵巢移植(ovarytransplant，o)、冷凍保存(freezepreservation，p)人工喂養(yǎng)加代乳(fosteronhand-rearing，fh)。當(dāng)前第33頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)1.由引種形成的支系，在原品系或亞系名稱后加一斜線，斜線后標(biāo)上引種者縮寫符號(hào)，符號(hào)通常由一個(gè)大寫字母后接1～3個(gè)小寫字母組成，如C57BL/6J/Lac，表示保存于英國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心的C57BL/6J的一個(gè)亞系。2.代乳在近交系符號(hào)后加f。例如C3Hf，即表示C3H是經(jīng)代乳寄養(yǎng)育成的支系。在f后，再加一個(gè)品系命名符號(hào)，例如C3HfC57BL，即表示C3H是用C57BL代乳后育成的支系支系的命名當(dāng)前第34頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3.受精卵或胚胎移植(eggsofembryotransfer，e)，在兩個(gè)品系的名稱符號(hào)間加e。例如：AeB，即A的受精卵移植到C57BL母鼠的子宮里。

AeC3HfBALB/c，則表示A品系胚胎移植在C3H品系母鼠的子宮里并經(jīng)BALB/c代乳后育成的支系。當(dāng)前第35頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3.卵巢移植(Ovarytransplant,o)如：C3HoC57BL，表示C3H母鼠卵巢移植于C57BL。4.人工哺乳(Handrearing,h)人工哺乳用符號(hào)h表示。如DBA／2h。5.病毒的植入或清除。表示方法在近交系符號(hào)后附上一個(gè)用大寫字母表示的病毒符號(hào)并在病毒符號(hào)后接上+或－號(hào)，以表示植入或清除某一個(gè)病毒，例如C3H／He-MTV+，表示純化的小鼠胸腺病毒已接種于剖腹手術(shù)取得的C3H／He品系的幼鼠。當(dāng)前第36頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)當(dāng)前第37頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)當(dāng)前第38頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)當(dāng)前第39頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)C57BL／6J小鼠品系來源

C57BL品系包括12個(gè)亞系：C57BL／10J、C57BL／10ScNJ、C57BL／10ScSnJ、57BL／10SnJ、C57BL／10SxJ，C57BL／10WtRkJ、C57BL／6By，C57BL／6ByJ，C57BL／6HaJI、C57BL／6JEiJ，C57BL／6NJ，C57BL／6J.1921年C．C．Little用Lathrop小鼠作近親培育時(shí)，用No．57雄鼠和No．52雌鼠交配，培育成C57。在C57中將毛色呈黑色的進(jìn)行固定，培育成C57BL。

1937年Little將維持的C57BL第六組亞系定名為C57BL／6，將第十組亞系定名為C57BL／10，繼而分別維持至今。

1947年從Little引入到美國(guó)JacksonLab，形成C57BL／6J；

1951年從JacksonLab將第32代引入到NIH，形成C57BL／6N亞系當(dāng)前第40頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)二、近交系動(dòng)物的特性1.基因純合性（近交系動(dòng)物的每個(gè)個(gè)體）

在一個(gè)近交系內(nèi)所有動(dòng)物的所有基因位點(diǎn)都是純合子。因而能繁殖出完全一致的后代。2.遺傳組成的同源性（一個(gè)近交系動(dòng)物的所有個(gè)體）同一近交品系內(nèi)，所有個(gè)體在遺傳上是同源的，都可追溯到一對(duì)共同祖先。所有純合基因只來源于同一祖先的拷貝，所以具有遺傳相同性。當(dāng)前第41頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3.表現(xiàn)型的一致性（同一近交系個(gè)體間）同一近交系動(dòng)物，在相同環(huán)境因素的作用下，由于同基因型，其表現(xiàn)型是均一的，如血型、組織型、體重、毛色、可遺傳疾病的發(fā)病率、對(duì)藥物的反應(yīng)、甚至行為的類型等。

因此,使用較少量的近交系動(dòng)物可達(dá)到生物統(tǒng)計(jì)需要的精密度。4.對(duì)外界因素的敏感性近交系動(dòng)物由于高度近交，某些生理功能的穩(wěn)定性降低，對(duì)外界環(huán)境因素變化的反應(yīng)更為敏感，更容易被制備為疾病模型動(dòng)物。二、近交系動(dòng)物的特性當(dāng)前第42頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)

5.遺傳特征的可辨別性（不同近交系比較）

近交系動(dòng)物在遺傳上已有分型，可根據(jù)這些位點(diǎn)的分型很快地將兩個(gè)外貌相似的近交系分辨出來。6.遺傳組成的獨(dú)特性（不同近交系比較）

近交系是從原始種群中分離后純合而來的一部分，因而每個(gè)品系只攜帶該種屬基因庫中極少數(shù)部分基因，故不同近交品系之間差異較大，每個(gè)品系在遺傳上都是獨(dú)特的，故一個(gè)近交系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)往往不能直接適用于整個(gè)種屬，要泛化實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則需要使用一系列不同的近交系動(dòng)物不同品系自發(fā)疾病的種類及發(fā)病率是不同的，由此可成為研究人類疾病的動(dòng)物模型。當(dāng)前第43頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)7.

分布的廣泛性近交系動(dòng)物個(gè)體具備品系的全能性，任何個(gè)體均可攜帶該品系全部基因庫，引種僅需1-2對(duì)動(dòng)物，不少近交系動(dòng)物已分布在世界各地。意味著：不同地區(qū)，不同國(guó)家的科學(xué)家有可能重復(fù)或驗(yàn)證已取得的理論和數(shù)據(jù)。8.背景資料和數(shù)據(jù)較為完善由于近交系動(dòng)物在培育和保種的過程中都有詳細(xì)記錄，加之這些動(dòng)物分布廣泛，經(jīng)常使用，已有相當(dāng)數(shù)量的文獻(xiàn)記載著各個(gè)品系的生物學(xué)特征，這些基本數(shù)據(jù)對(duì)于設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了便利條件。當(dāng)前第44頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)三、近親交配的意義和弊端意義

近親交配是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物獲得遺傳均一性的典型方法。

使用較少的近交系動(dòng)物，即可達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的精密度。

同一近交系的全部動(dòng)物，在遺傳上相同，減少了表現(xiàn)型的變異。

在個(gè)體之間能互相接受皮膚和腫瘤移植。當(dāng)前第45頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)近親交配的弊端

固定基因時(shí)，有害的隱性基因也會(huì)純合，出現(xiàn)不利的性狀而造成育種失??；

近交可能導(dǎo)致多基因之間喪失平衡，從而使高度純化的動(dòng)物對(duì)不良環(huán)境的調(diào)節(jié)適應(yīng)能力降低；

近交使動(dòng)物失去為保持足夠生物適合度所必需的最低水平的基因雜合性，從而影響動(dòng)物生長(zhǎng)率，壽命，對(duì)疾病的感受性，生活力，體力及繁殖能力。生長(zhǎng)發(fā)育慢，繁殖力差

。當(dāng)前第46頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)

很多哺乳動(dòng)物在親緣之間能夠相互識(shí)別。女兒在性成熟之前遠(yuǎn)離原社群，可以避免與父親交配，這就形成了熊貓社群內(nèi)防止近親交配的機(jī)制。

2002年3月13日，德國(guó)波恩大學(xué)的動(dòng)物學(xué)家們發(fā)布研究報(bào)告稱，蜜蜂能夠散發(fā)出一種特殊的氣味，這使得它們能夠避免近親交配和繁殖。

在澳洲，有大約1/3的純種狗由于基因上的缺陷而患有各種疾病，從癥狀程度上較輕的臍疝氣到較嚴(yán)重的眼盲和腦部疾病，所見皆見。德國(guó)狼犬罹患髖關(guān)節(jié)疾病的機(jī)率高于金獵犬；洛威拿70%也患有相同的疾病。此外，有70%的牧羊犬患有基因問題造成的眼疾，且有10%導(dǎo)致失明，大麥町及白色牛頭犬則常有耳聾的毛病。當(dāng)前第47頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)四、近交系動(dòng)物的應(yīng)用由于近交系動(dòng)物具有諸多優(yōu)點(diǎn)，得到越來越廣泛的應(yīng)用。所需動(dòng)物數(shù)目較少：近交系動(dòng)物個(gè)體之間極為一致，對(duì)實(shí)驗(yàn)處理反應(yīng)一致，由此可以消除雜合遺傳背景對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，因此在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都只需少量的動(dòng)物，即可獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)前第48頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)1.組織移植近交系動(dòng)物個(gè)體之間組織相容性抗原一致，同性別異體組織、細(xì)胞和腫瘤移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng)，是組織、細(xì)胞和腫瘤移植實(shí)驗(yàn)中最為理想的實(shí)驗(yàn)材料。個(gè)體之間組織相容性抗原是否一致，是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。在這里，近交系動(dòng)物成為必不可少的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。當(dāng)前第49頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)2.制作疾病動(dòng)物模型近交系動(dòng)物由于高度近交，隱性有害基因得以暴露，可以獲得大量先天性畸型及先天性疾病的動(dòng)物模型。如糖尿病、高血壓等。某些近交系自發(fā)或誘發(fā)腫瘤的發(fā)病率較高，這些品系是腫瘤病因?qū)W、腫瘤藥理學(xué)研究的重要模型。如A系高發(fā)乳腺腫瘤，AKR高發(fā)淋巴細(xì)胞白血病當(dāng)前第50頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3.比較遺傳學(xué)研究

多個(gè)近交系同時(shí)使用時(shí)可以分析不同遺傳組成對(duì)某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的影響，或者觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有普遍意義。當(dāng)前第51頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)五、特殊類型的近交系動(dòng)物1、重組近交系（RI）重組近交系(recombinantinbredstrain，RI)是由兩個(gè)近交系雜交之后，經(jīng)連續(xù)20代以上全同胞兄妹交配而育成的品系，稱為重組近交系。簡(jiǎn)單的培育過程：兩個(gè)近交系雜交，F(xiàn)1代互交產(chǎn)生F2代，從F2中隨機(jī)選擇個(gè)體配對(duì)，連續(xù)20代以上全同胞兄妹交配。為重組近交系提供親代的兩個(gè)近交系稱為祖系。當(dāng)前第52頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)2、重組同類系（RC）由兩個(gè)近交系雜交后，子代與親代中的一個(gè)近交系進(jìn)行數(shù)次回交，再經(jīng)不對(duì)特殊基因選擇的連續(xù)兄妹交配而育成的近交系。如CcS1-----BALB/C與STS當(dāng)前第53頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3、同源突變近交系是指近交系動(dòng)物在某個(gè)基因座上的基因發(fā)生突變而分離出來的近交系。兩個(gè)近交系，除了在一個(gè)指明位點(diǎn)等位基因不同外，其它遺傳基因全部相同。如：DBA/Ha-DC57BL/6J-bg/bg以純合狀態(tài)保持

C57BL/6J-bg/+以雜合狀態(tài)保持

同源突變近交系的代數(shù)用M表示，如：C57BL/6J-bg（F58+M+F20）表示第58代發(fā)生突變后又近交了20代。當(dāng)前第54頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)譬如，近交系小鼠129的種群中，某些個(gè)體發(fā)生了“肌萎縮癥”的隱性遺傳突變，由dy基因控制這個(gè)性狀。這個(gè)突變育成了dy的突變品系，稱為129-dy。這樣129與129-dy便互交成為了同類系，因?yàn)樗鼈儍上党齞y一對(duì)等位基因之外，其他基因都基本是一致的。

當(dāng)前第55頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)4、同源導(dǎo)入近交系（同類近交系）是通過基因?qū)?genetransfer)的方法將一個(gè)目的基因?qū)氲侥硞€(gè)近交系的遺傳基因組內(nèi)，而育成的近交系稱為同源導(dǎo)入近交系。為目的基因提供遺傳背景的近交系稱為配系(partnerstrain)。提供目的基因的品系稱為供系(donerstrain)。配系必須是近交系，而供系可以是近交系也可以不是近交系。當(dāng)前第56頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)在基因?qū)脒^程中，與目的基因緊密連鎖的其它基因也可能隨目的基因一起導(dǎo)入到近交系的遺傳基因組內(nèi)，這些隨之帶入的基因稱為乘客基因(passengergene)。因此同源導(dǎo)入近交系不僅是目的基因與原近交系不同，而且是帶有目的基因的染色體片段的不同。因此在實(shí)際應(yīng)用中，有必要隨時(shí)記住可能存在的乘客基因當(dāng)前第57頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)同源導(dǎo)入近交系與同源突變近交系的不同之處在于與原近交系相比較：同源導(dǎo)入近交系與原近交系相比較是一個(gè)染色體片段的差異。同源突變近交系與原近交系相比是一個(gè)位點(diǎn)單個(gè)基因的差異。當(dāng)前第58頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)六、國(guó)內(nèi)培育的近交系小鼠615小鼠：用KM小鼠與前蘇聯(lián)引進(jìn)的C57BL雄鼠雜交后培育的近交系?！獬０l(fā)乳腺癌，♂常發(fā)肺癌?？捎糜诎籽⊙芯亢涂拱┧幬锖Y選。當(dāng)前第59頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)六、國(guó)外引進(jìn)的近交系小鼠BALB/c小鼠：低乳腺癌，但對(duì)致癌因子敏感，血壓偏高，有心臟損害和動(dòng)脈硬化，容易飼養(yǎng)，常用于單克隆抗體和免疫學(xué)研究。C3H小鼠：野生色，為國(guó)際上使用最廣品系之一。高自發(fā)乳腺癌和肝癌，用于免疫學(xué)、腫瘤學(xué)、生理學(xué)和核醫(yī)學(xué)研究。當(dāng)前第60頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)當(dāng)前第61頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)C57BL/6小鼠：繼人類之后第二個(gè)完成基因測(cè)序工程的哺乳動(dòng)物。低乳腺腫瘤，對(duì)白血病因子和麻疹病毒敏感，有老年腎硬化癥。當(dāng)前第62頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)常用的近交系動(dòng)物C3H小鼠F344/N大鼠當(dāng)前第63頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)

第三節(jié)封閉群動(dòng)物群體的概念

是指在自然條件下能夠相互交配繁殖后代共享一個(gè)基因庫的一群動(dòng)物。它可以是指生物的一個(gè)種、一個(gè)亞種、一個(gè)品系、品種或其它類群的所有成員之和。

當(dāng)前第64頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)基因頻率（genefrequency）就是在一個(gè)群體中某一種基因的數(shù)量與占據(jù)同一基因座的全部等位基因總數(shù)的比例，取值范圍在0到1之間，通常寫成小數(shù)的形式。基因型頻率（genotypefrequency）就是在二倍體的生物群體中，某一個(gè)基因座的特定基因型(如AA、Aa和aa）在其全部基因型中所占的比例，取值范圍在0到1之間，通常也寫成小數(shù)的形式?；蝾l率和基因型頻率

當(dāng)前第65頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)Hardy-Weinberg定律

在一個(gè)大的隨機(jī)交配的群體內(nèi)，如果沒有突變，選擇和遷移因素的干擾，則該群體每一世代基因頻率和基因型頻率保持不變。當(dāng)前第66頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)一個(gè)群體既不以近交形式進(jìn)行交配，也不引入任何外來血緣，在封閉條件下交配繁殖，從而保持了群體的一般遺傳特征，又具有雜合性，我們稱之為封閉群。ICLAS（國(guó)際實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)委員會(huì)）規(guī)定，以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種群，在不從外部引入新個(gè)體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上的群體稱為封閉群。封閉群可分為遠(yuǎn)交種（outbred）和突變種。一、封閉群（closedcolony)當(dāng)前第67頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)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。當(dāng)前第68頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)遠(yuǎn)交種：是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)期與外界隔離，雌雄個(gè)體之間能夠隨機(jī)交配的動(dòng)物群。其遺傳組成比較接近于自然狀態(tài)下的動(dòng)物群體結(jié)構(gòu)。常見的遠(yuǎn)交種有：NIH小鼠、ICR小鼠、KM小鼠、LACA小鼠Wistar大鼠、SD(Sprague-Dawley)DunkinHarley豚鼠新西蘭兔，日本大耳白兔等。當(dāng)前第69頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)突變種：是指攜帶有個(gè)別突變基因的封閉群動(dòng)物。突變基因可以是純合的、也可以是雜合的形式存在于群體中。培育者除了考慮封閉群的遺傳組成之外，更加注重研究突變基因在封閉群中的保存和遺傳規(guī)律，及其應(yīng)用價(jià)值。在封閉群內(nèi)，個(gè)體間的差異程度主要取決于其祖代來源，若祖代來自一般雜種動(dòng)物，則個(gè)體差異較大，若祖代來自同一個(gè)品系的近交系動(dòng)物，差異則較少。當(dāng)前第70頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)常用的封閉群動(dòng)物SD大鼠畢格犬青藍(lán)紫兔ICR小鼠當(dāng)前第71頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)當(dāng)前第72頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)當(dāng)前第73頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)二、封閉群動(dòng)物的特點(diǎn)及應(yīng)用1、封閉群動(dòng)物避免了近親交配，具有較強(qiáng)的繁殖力和生活力。廣泛應(yīng)用各種預(yù)試驗(yàn)、學(xué)生教學(xué)、一般實(shí)驗(yàn)。表現(xiàn)為每胎產(chǎn)子多，胎間隔較短，仔鼠死亡率低，生長(zhǎng)快，成熟早，壽命長(zhǎng)，對(duì)疾病的抵抗力強(qiáng)。在飼養(yǎng)繁殖過程中無需詳細(xì)記錄譜系，成本低，易繁殖，可大量生產(chǎn)，充足供應(yīng)。當(dāng)前第74頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)2、封閉群動(dòng)物的遺傳組成具有很高的雜合性。封閉群動(dòng)物具有類似于人類群體遺傳異質(zhì)性的遺傳組成，因此在人類遺傳研究、藥物篩選和毒性試驗(yàn)等方面起著不可替代的作用。當(dāng)前第75頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3、重復(fù)性差

封閉群動(dòng)物群體在一定范圍內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定的遺傳特征，但群體內(nèi)個(gè)體則具有雜合性，因而其反應(yīng)性有差異。所以封閉群動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性和一致性不如近交系好。當(dāng)前第76頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)1.一般以2-4個(gè)大寫英文字母命名，如NIH小鼠。2.有時(shí)要標(biāo)明培育者或保持者英文名字的縮寫，并且與品種名稱用冒號(hào)隔開，種群保持者名稱為1~4個(gè)英文字母的縮寫，首字母大寫，其余小寫。如：N：NIH是指由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院保存的NIH小鼠三、封閉群動(dòng)物的命名當(dāng)前第77頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3.由于歷史原因已廣泛使用的封閉群動(dòng)物，沿用其原來的名稱。如：Wistar大鼠，NewZealand兔。4.突變種的命名是在封閉群命名的基礎(chǔ)上加上突變基因的符號(hào)，用連字符相連，基因符號(hào)用斜體字。如：N：NIH-nu/nu表示由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院保存的，帶有純合裸基因的NIH小鼠。Lac:LACA-Hh/+表示英國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心保存的帶有雜合半肢畸形基因的LACA小鼠。當(dāng)前第78頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)原則：

盡量保持封閉群動(dòng)物的基因異質(zhì)性及多態(tài)性，避免近交系數(shù)隨繁殖代數(shù)增加而上升過快。近交系數(shù)增量：?F＝1/2NN：群體個(gè)數(shù)國(guó)際實(shí)驗(yàn)動(dòng)物委員會(huì)規(guī)定封閉群每代近交系數(shù)增加量不得超過1％，由?F＝1/2N得到每代動(dòng)物數(shù)量不能少于25對(duì)。引種時(shí)，小型嚙齒類封閉群動(dòng)物數(shù)不得少于25對(duì)。四、封閉群動(dòng)物的維持當(dāng)前第79頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)第四節(jié)雜交群動(dòng)物一、基本概念1、雜交群動(dòng)物：由不同品系或種群之間雜交產(chǎn)生的后代稱為雜交群。2、雜交F1代動(dòng)物（F1-hybrid)：由兩個(gè)近交系雜交生育的第一代動(dòng)物。其遺傳組成均等地來自兩個(gè)近交系，屬于遺傳均一并具有相同表現(xiàn)型的動(dòng)物，是醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究中所使用的相同基因型動(dòng)物的一種。當(dāng)前第80頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)兩個(gè)用于生產(chǎn)雜交F1代的近交系稱為親本品系（parentalstrain)，提供雌性的為母系(maternalstrain)，提供雄性的為父系(paternalstrain)。雜交F1代的遺傳組成均等地來自兩個(gè)親本品系，即每個(gè)基因位點(diǎn)上的兩個(gè)等位基因分別來自母系或者父系?？赡苁羌兒匣蛞部赡苁请s合基因。當(dāng)前第81頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)雜交F1代動(dòng)物雖然基因型是雜合的，但個(gè)體間的遺傳型與表現(xiàn)型都是一致的，符合實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有明確遺傳背景的基本要求，在實(shí)驗(yàn)研究中應(yīng)用時(shí)能獲得一致的、可重復(fù)的、正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雜交F1代動(dòng)物不是一個(gè)品種或品系。為什么？因?yàn)樗痪哂杏N功能，不能自群繁殖出與雜交F1代相同基因型的動(dòng)物，如果進(jìn)行自群繁殖則在F2時(shí)會(huì)發(fā)生遺傳上的性狀分離。當(dāng)前第82頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)二、雜交F1代動(dòng)物的特點(diǎn)1、與近交系相比具有雜交優(yōu)勢(shì)：近交系動(dòng)物的生活力、對(duì)疾病的抵抗力、對(duì)實(shí)驗(yàn)的耐受性都較差，而且較難繁殖和飼養(yǎng)，反之，F(xiàn)1代具有較強(qiáng)的生命力，對(duì)疾病的抵抗力強(qiáng)，壽命較長(zhǎng)，容易飼養(yǎng)。適用于攜帶、保存某些有害基因和進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的慢性致死實(shí)驗(yàn)，也可作為代乳動(dòng)物以及受精卵、胚胎和卵巢移植的受體。

近交系動(dòng)物在遺傳上是均質(zhì)的，故可獲得精確度很高的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在醫(yī)學(xué)研究上具有重要價(jià)值。為什么還要繁殖由兩個(gè)不同近交系進(jìn)行雜交所得的F1動(dòng)物呢？當(dāng)前第83頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)2、基因型一致：雜交群動(dòng)物雖然具有雜合的遺傳組成，但個(gè)體間基因是相同的，可接受個(gè)體間、親本品系細(xì)胞、組織、器官、腫瘤移植。用于免疫學(xué)、發(fā)育生物學(xué)研究。例如在免疫學(xué)中單克隆抗體研究中當(dāng)前第84頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)過去單克隆抗體研究一般都用BALB／c品系小鼠，由此獲得的雜交瘤細(xì)胞注入該小鼠腹腔后即可產(chǎn)生腫瘤，同時(shí)產(chǎn)生高效價(jià)抗體的腹水?，F(xiàn)在大多采用BALB／c×AF1、BALB／c×C3HF1，用F1代小鼠作單克隆抗體研究，比單獨(dú)用小鼠要好，其F1代小鼠的脾臟比同日齡BALB/c小鼠的脾臟要大。當(dāng)前第85頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)

單克隆抗體制備過程

注射抗原B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞細(xì)胞融合、篩選雜交瘤細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)篩選，繼續(xù)培養(yǎng)足夠數(shù)量的、能產(chǎn)生特定抗體的細(xì)胞群體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔單克隆抗體當(dāng)前第86頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)3、遺傳和表型的一致性：

雜交F1代的基因不是純合子，但個(gè)體間基因型是整齊一致的，遺傳性是穩(wěn)定的，表現(xiàn)型也一致。故可獲得精確度很高的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，廣泛用于營(yíng)養(yǎng)、藥物、病原和激素的生物學(xué)評(píng)價(jià)。當(dāng)前第87頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)4、作為某些疾病研究的模型

NZB×NZWF1是自身免疫缺陷疾病的模型，該鼠在3～6月齡時(shí),大多數(shù)雌鼠會(huì)產(chǎn)生自身免疫性抗體,引起致命的免疫復(fù)合物型腎炎,是研究系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病機(jī)理的模型；C3H×IF1是肥胖病和糖尿病的模型。此外，還常用于干細(xì)胞研究（注：胚胎干細(xì)胞=全能細(xì)胞）、移植免疫研究、細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究。當(dāng)前第88頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)5、采用雜交群動(dòng)物所作的各種實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果的重復(fù)性好。6、具有親代雙親的特點(diǎn)。7、國(guó)際分布廣泛：雜交群動(dòng)物已廣泛應(yīng)用于各類實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果便于國(guó)際上進(jìn)行重復(fù)和交流。當(dāng)前第89頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)四、雜交群動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用干細(xì)胞研究免疫學(xué)研究細(xì)胞動(dòng)物力學(xué)研究單克隆抗體研究當(dāng)前第90頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)雜交群應(yīng)按以下方式命名：

雌性親代名稱在前，雄性親代名稱居后，二者之間以大寫英文字母“X”相連表示雜交。將以上部分用括號(hào)括起，再在其后標(biāo)明雜交的代數(shù)（如F1等）。對(duì)品系或種群的名稱可使用通用的縮寫名稱。

例如：（C57BL/6×

DBA/2）F1=B6D2F1

五、雜交F1代動(dòng)物的命名當(dāng)前第91頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)常見的F1代小鼠：（C57BL／6×DBA／2）F1(B6D2F1)（AKR×DBA／2）F1(AKD2F1)（C57BL／6×C3H／He）F1(B6C3F1)（BALB／c×A）F1(CAF1)（C3H／He×DBA／2）F1(C3D2F1)（BALB／c×C3H）F1(CC3F1)當(dāng)前第92頁\共有105頁\編于星期三\9點(diǎn)表2-3常見小鼠雜交F1代使用頻率雜交F1代使用頻率顏色B6D2F119.9黑BDF16.6黑NZBNZWF14.2野鼠色B6C3F14.2