醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物學(xué)：03-1 實(shí)驗(yàn)動物的遺傳學(xué)控制

1、第二章 實(shí)驗(yàn)動物的遺傳學(xué)控制,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 近交系動物 第三節(jié) 封閉群動物 第四節(jié) 突變系動物 第五節(jié) 雜交群動物 第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)動物的遺傳學(xué)質(zhì)量監(jiān)測,第一節(jié) 概述,一、實(shí)驗(yàn)動物在動物分類學(xué)上的地位 在分類學(xué)上，根據(jù)動物的解剖、外形、生理生化等相似程度，在界的下面再依次分為門、綱、目、科、屬、種六個基本階元。 實(shí)驗(yàn)動物源于野生動物，在動物分類學(xué)上可以找到它們的位置。但是由于長期的人工飼養(yǎng)和定向培育，無論在遺傳概貌還是生活習(xí)性上都與原型有了很大不同，特別是遺傳工程動物，可以說在某種程度上是“人造動物”。,以小鼠為例 界（Kingdom） 動物界 門（ Phylum） 脊椎動物門 綱（cla

2、ss） 哺乳動物綱 目（order） 嚙齒目 科（family） 鼠科 屬（genus ） 小鼠屬 種（species ） 小鼠種,常用哺乳類實(shí)驗(yàn)用動物分類學(xué)地位,二、實(shí)驗(yàn)動物按遺傳學(xué)控制的分類方法 按遺傳學(xué)控制分類，可將實(shí)驗(yàn)動物分為： 近交系 封閉群（遠(yuǎn)交系） 突變系 雜交群 不同類別動物其交配和保種方式不同。,第二節(jié) 近交系動物,定義：什么是近交？什么是近交系？ 近交(inbreeding)即近親交配。從一個動物群體中有意識地選用血緣關(guān)系比較接近的雌雄個體進(jìn)行交配。 近親交配有三種形式：兄妹交配、母子交配和父女交配，最常用的形式是全同胞兄妹交配。 近交系(inbred strain）是指采

3、用連續(xù)全同胞兄妹交配（brother-Sister inbreeding）20代以上而培育成的動物。 近交系動物因其基因型高度純合，等位基因趨于完全一致，近交系數(shù)可達(dá)98.6%，血緣系數(shù)達(dá)99.6%，個體間差異極小，因而用于實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，對各種刺激反應(yīng)均一，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。,近交系數(shù)：是指在近親交配情況下各代減少異質(zhì)基因/增加純合基因的百分?jǐn)?shù)。 近交系數(shù)的計算公式： Fn = 1 （1 F）n,血緣系數(shù)：一個群體中個體之間基因組成的相似程度用數(shù)值來表示。,（二）近交系命名 由于近交系動物品系繁多，命名頗為雜亂。國際上已規(guī)范近交系動物的命名，其規(guī)則是根據(jù)動物的來源、歷史和培育經(jīng)過，以一系列字母和數(shù)

4、字作為品系代碼（strain code）來表示。 1.以一個或數(shù)個大寫英文字母表示，如A、DBA等。 2.大寫英文字母加數(shù)字命名，如C57BL、C3H。 3.用數(shù)字表示，如129、615等。 有時還標(biāo)注近交代數(shù)。通常在品系代碼后加括號，先寫“F”，后寫代數(shù)；如615(F25)表示615小鼠，近交代數(shù)為第25代。,常用近交系縮寫符號,近交后引起的變化,近交可以降低基因的雜合性，增加純合性 近交可以使突變的隱性雜合基因暴露 近交可將群體分離為不同基因型的近交品系 近交可引起近交衰退,近交系動物的特征,1. 基因的純合性（近交系動物的每個個體） 2. 遺傳組成的同源性（一個近交系動物的所有個體） 3

5、. 遺傳的穩(wěn)定性（所有近交系） 4.遺傳組成的獨(dú)特性（不同近交系比較） 5.遺傳特征的可辨別性（不同近交系比較） 6.表現(xiàn)型的一致性（同一近交系個體間） 7. 背景資料的可查性 8. 國際分布的廣泛性,1.對某一實(shí)驗(yàn)刺激的反應(yīng)缺乏普遍性 2.對環(huán)境適應(yīng)能力差 3.生長發(fā)育慢，繁殖力差,近交系動物的缺點(diǎn),近交系動物的應(yīng)用,應(yīng)用最廣泛的是近交系小鼠，其次是近交系大鼠。近交系豚鼠、兔的品系很少。 廣泛應(yīng)用于遺傳學(xué)、免疫學(xué)和腫瘤學(xué)等研究領(lǐng)域。,第五節(jié) 封閉群動物,定義： 封閉群（closed colony）是指以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的一個種群，在不從外部引入新個體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上的

6、動物。-從群體角度 遠(yuǎn)交系(Outbred stock)：同一種群內(nèi)無血緣關(guān)系的個體之間隨機(jī)交配所產(chǎn)生的后代稱為遠(yuǎn)交系。-從個體角度,由于封閉群動物采用隨機(jī)非近親交配的方式，它的遺傳組成比較接近于自然狀態(tài)下的動物群體結(jié)構(gòu)。 在引種和飼養(yǎng)繁殖時，應(yīng)注意封閉群的“有效群體大小”。有效群體數(shù)量太小，導(dǎo)致該群體近交系數(shù)上升。 封閉群： 小鼠： KM、 ICR、NIH、Laca 大鼠：Sprague-Dawley（SD）、Wistar,封閉群的特點(diǎn)及應(yīng)用,封閉群動物的特點(diǎn) 1.保持群體動物基因的雜合性，因而無近交衰退，易飼養(yǎng)、抗病力強(qiáng)、繁殖率高、產(chǎn)仔多 2.對實(shí)驗(yàn)刺激的反應(yīng)接近自然種屬的反應(yīng)特點(diǎn) 封閉群

7、動物的應(yīng)用 1.藥物篩選和毒性試驗(yàn) 2.一般實(shí)驗(yàn)研究 3.廣泛用于預(yù)實(shí)驗(yàn)和學(xué)生教學(xué),封閉群：品系內(nèi)大部分等位基因處于雜合狀態(tài)，其群體基因組成占種群基因庫的一部分。,近交系：品系內(nèi)幾乎所有等位基因處于純合狀態(tài)，其群體基因組成完全一致，占種群基因庫的一小部分。,近交系和封閉群動物遺傳組成的比較,同一近交系小鼠的不同個體間的等位基因都是純合的,同一封閉群的不同個體間的等位基因大都處在雜合狀態(tài)，但群體的基因頻率保持相對穩(wěn)定，接近種屬的自然狀態(tài),定義： 由自然突變，或經(jīng)人工誘導(dǎo)，使動物正常染色體上的基因發(fā)生突變，表現(xiàn)出某種遺傳缺陷、或某種特異遺傳性狀的動物被稱為突變動物。 將突變動物按照科學(xué)研究的要求進(jìn)

8、行定向培育，保留其突變基因獨(dú)特性狀，并能穩(wěn)定遺傳下去成為一個品系，稱為“突變系”動物。如裸鼠、糖尿病大鼠等。 突變系的命名： 品系全稱后加一橫線，再標(biāo)上突變的等位基因符號（用+表示雜和位點(diǎn)），小寫字母表示隱性突變，大寫字母表示顯性突變。 如：ICR-nu/nu,第四節(jié) 突變系,基因突變的原因 1.自發(fā)突變 頻率很低 2.誘發(fā)突變 物理因素：宇宙射線、X線或線 化學(xué)因素： N-乙基-N-亞硝基脲（N-ethyl-N-nitrosourea，ENU） 引起點(diǎn)突變 苯丁酸氮芥（chlorambucil，CHL） 引起多位點(diǎn)缺失,突變系的應(yīng)用 1.攜帶的突變基因?qū)е聞游镌谀承┓矫娴漠惓?，可成為醫(yī)學(xué)研究

9、的疾病動物模型 2.遺傳學(xué)研究：基因定位 3.突變的免疫缺陷動物可用于腫瘤移植研究 常見的突變等位基因符號： Ca:白內(nèi)障 dw:侏儒癥 dy:肌失養(yǎng)癥 hr:無毛鼠 nu:裸鼠 rd:視網(wǎng)膜變性 ob:肥胖癥,定義： 由兩種不同的近交系雜交所繁殖的第一代雜交動物稱為雜交群（Hybrid），又稱為系統(tǒng)雜交動物，或“F1”代。 雜交群動物的雙親來自兩個不相關(guān)的近交系，它具有以下幾種特征： 各個個體的基因型相同，是其父母基因型的組合。 表型一致，對試驗(yàn)反應(yīng)均一。 具有雜交優(yōu)勢，生活力和抗病力比近交系強(qiáng)。 具備雙親的生物學(xué)特性。 由于基因互作，可產(chǎn)生不同于雙親的新性狀，,第五節(jié) 雜交群動物,國際上常用的雜交群小鼠組合,復(fù)習(xí)題,1.