實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳控制

1、關(guān)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳控制第1頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三重 點(diǎn) 掌 握 內(nèi) 容1、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)的基本概念：品種、 品系、近交、雜交等。 2、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類和各類實(shí)驗(yàn)動(dòng) 物的特點(diǎn)和應(yīng)用3、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物命名。4、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳質(zhì)量控制及培育。第2頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三羅歇爾（Russel）和布魯克（Bruch）： 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 發(fā)育環(huán)境 周圍環(huán)境 基因型-表現(xiàn)型-演出型 由此可見, 遺傳與環(huán)境是影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量的重要因素，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、營養(yǎng)、環(huán)境等四方面

2、著手。第3頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三實(shí)驗(yàn)動(dòng)物育種與傳統(tǒng)家畜育種的異同： 以遺傳學(xué)理論為基礎(chǔ)，作為育種工作的指南。前者是培育在遺傳上有更大限定的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系，專門為科學(xué)研究提供合適的實(shí)驗(yàn)材料；后者是培育具有高產(chǎn)、高質(zhì)特性的家畜品系，為人民生活提供豐富、優(yōu)質(zhì)的食品。第4頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三第 一 節(jié) 遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第5頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三一、遺傳與變異 1、遺傳 后代在形態(tài)、生理、生化等方面的特征與親代 的一致性，稱為遺傳。 2、變異 后代與親代或者兄弟、姐妹間的不一致性，稱 為變異。 遺傳

3、的突破即是變異，變異的鞏固即是遺傳。沒有變異，遺傳只是生命的機(jī)械重復(fù)，生物不會(huì)進(jìn)化。沒有遺傳，即使產(chǎn)生了變異，其特征也不會(huì)傳給后代。因此遺傳和變異是生物進(jìn)化的根本動(dòng)力。第6頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三二、染色體、基因、性狀 1、染色質(zhì)： 存在于細(xì)胞核內(nèi)易于被堿性染料染色的物質(zhì)的總稱。在細(xì)胞分裂期形成的在光學(xué)顯微鏡容易觀察到染色質(zhì)絲狀體則稱為染色體。動(dòng)物染色體組包括：常染色體-同源染色體，來自親本雙方，各一半；性染色體-哺乳動(dòng)物為配子同型（XX）為配子異型（XY），鳥類和爬蟲類為為配子異型（ZW）為配子同型（ZZ）。第7頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)1

4、2分，星期三主要實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的染色體數(shù)動(dòng)物名稱染色體數(shù)（2n）動(dòng)物名稱染色體數(shù)（2n）牛60豚鼠64馬64大鼠42豬38小鼠40狗78金黃地鼠44獼猴42中國地鼠22貓38鴿80兔44雞78山羊60蟾蜍22綿羊56青蛙26第8頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三2、基因（Gene）： 在DNA分子上占有一定位置的片段(約為5001500個(gè)堿基對(duì))，具有特定的核苷酸順序，表現(xiàn)有特定生物功能的作用單位，是傳遞遺傳信息的基本單位。DNA由腺嘌呤A、鳥嘌呤G、胸腺嘧啶T、胞嘧啶G構(gòu)成，堿基配對(duì)（A-T、G-C）與糖和磷酸構(gòu)成的2根骨架結(jié)合成雙螺旋鏈?；久~：基因：顯性基因、隱性基因

5、、基因座、等位基因基因型：純合子、雜合子基因突變：自發(fā)突變、誘發(fā)突變第9頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三基因突變基因突變是指基因組DNA分子發(fā)生的突然的、可遺傳的變異現(xiàn)象。從分子水平上看，基因突變是指基因在結(jié)構(gòu)上發(fā)生堿基對(duì)組成或排列順序的改變（一個(gè)或多個(gè)堿基的替代、插入、缺失、重排）。 可見突變-可見表型變化 生化突變-生化功能變化 突變類型 顯性致死 致死突變 隱性致死 條件致死突變第10頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三3、性狀 可觀察的生物個(gè)體性質(zhì)的單位，是生物體外觀結(jié)構(gòu)、形態(tài)和內(nèi)在生理、生化特性等的總稱。 生物體各種性質(zhì)（性狀）的顯示是

6、基因信息及其表達(dá)過程與環(huán)境交互作用的結(jié)果。表現(xiàn)型是基因型的外在顯現(xiàn)，基因型是表現(xiàn)型的內(nèi)在控制。基本名詞：顯性性狀、隱性性狀、相對(duì)性狀、質(zhì)量性狀、數(shù)量性狀、表現(xiàn)型（野生型、突變型）第11頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三三、遺傳定律 1、一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳 孟德爾顯隱性定律： 當(dāng)兩個(gè)純種雜交時(shí)，F(xiàn)1全為雜合子，只表現(xiàn)顯 性基因控制的性狀(顯性性狀)。 孟德爾分離定律： 當(dāng)兩個(gè)純種雜交的子一代自群交配時(shí)，一對(duì)等 位基因在子一代性細(xì)胞形成過程中，彼此隨機(jī)分離 進(jìn)入不同的性細(xì)胞中，通過性細(xì)胞在受精過程中的 隨機(jī)結(jié)合，基因又重組成對(duì)，其子F2的基因型比例 為1:2:1，表現(xiàn)型的分

7、離比例是3:1。第12頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三2、兩對(duì)以上相對(duì)性狀的遺傳基因自由組合（獨(dú)立分配）定律： 當(dāng)具有兩對(duì)（或更多對(duì)）相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交，在子一代產(chǎn)生配子時(shí)，在等位基因分離的同時(shí)，非同源染色體上的基因表現(xiàn)為自由組合。其實(shí)質(zhì)是非等位基因自由組合，不同染色體上的等位基因的分離或組合是彼此間互不干擾的，各自獨(dú)立地分配到配子中去。因此也稱為獨(dú)立分配律?；蜻B鎖與互換（重組）定律 在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，位于同一條染色體上的不同基因，常常連在一起進(jìn)入配子；在減數(shù)分裂形成四分體時(shí)，位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，因而產(chǎn)生了

8、基因的重組。 第13頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三分離定律和自由組合定律的區(qū)別： 前者是一對(duì)等位基因的分離，后者是非等位基因間的分離,并且這些非等位基因還必須位于不同的染色體上。 實(shí)現(xiàn)自由組合定律子二代分離規(guī)律的條件： 一符合分離定律遺傳應(yīng)具有的各項(xiàng)條件之外；二就是控制兩對(duì)或更多對(duì)相對(duì)性狀的等位基因不在同一條染色體上，而且各對(duì)等位基因不產(chǎn)生任何相互作用。 基因的連鎖和交換定律與基因的自由組合定律并不矛盾，它們是在不同情況下發(fā)生的遺傳規(guī)律：位于非同源染色體上的兩對(duì)(或多對(duì))基因，是按照自由組合定律向后代傳遞的，而位于同源染色體上的兩對(duì)(或多對(duì))基因，則是按照連鎖和交換

9、定律向后代傳遞的。第14頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三由孟德爾顯隱性定律和分離定律可知：基因決定遺傳性狀，顯隱性基因控制相對(duì)性狀；體細(xì)胞中二個(gè)基因控制一個(gè)性狀；在性細(xì)胞形成過程中成對(duì)的基因彼此分離；每個(gè)性細(xì)胞含有一半基因；性細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合；受精形成合子時(shí)，雙方提供的基因（各一個(gè)個(gè)）相互影響，決定個(gè)體性狀?；蚺c性狀的關(guān)系： 一個(gè)基因決定一個(gè)性狀； 一個(gè)基因決定多個(gè)性狀； 多個(gè)基因決定一個(gè)性狀；第15頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三四、群體遺傳學(xué) 群體遺傳學(xué)（Population genetics）又稱 族群遺傳學(xué)或種群遺傳學(xué)，是應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)

10、學(xué)方法研究生物群體中的基因頻率和基因型頻率以及影響這些頻率的遺傳學(xué)因素，從而了解生物群體遺傳結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。 通俗而言，群體遺傳學(xué)以群體為單位研究群體內(nèi)遺傳結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的遺傳學(xué)分支學(xué)科。 四種演化動(dòng)力包括自然選擇、遺傳漂變、突變以及基因流產(chǎn)。 群體遺傳學(xué)也研究種群的分類，以及種群的空間結(jié)構(gòu)，同時(shí)也試圖解釋諸如適應(yīng)和物種形成現(xiàn)象的理論。第16頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三1、群體：又稱為孟德爾群體（Mendelian population）指一定地域內(nèi)一群可以相互交配的所有生物個(gè)體。2、基因頻率和基因型頻率基因型頻率（genotype frequency）：群體中

11、不同基因型個(gè)體所占的比例?；蝾l率（gene frequency）：在一個(gè)群體中，在所研究的基因座位上不同的等位基因所占的比例。 第17頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三3、HardyWeinberg定律 在一個(gè)完全隨機(jī)交配的大群體中，如果沒有突變、選擇、基因遷移等因素的干擾，基因頻率和基因型頻率在世代之間保持不變。也稱為遺傳平衡定律（law of genetic equilibrium）平衡群體：在沒有突變、選擇、遷移的情況下，隨機(jī)交配群體的基因型頻率與等位基因頻率在世代間保持不變，這樣的群體稱為平衡群體。 第18頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星

12、期三平衡群體的基因頻率及基因型頻率： 合子基因頻率(即合子形成的概率)等于配子基因頻率的乘積： 三種基因型的頻率為： AA: P=p2 Aa: H=2pq aa: Q=q2正好是（p+q)2二項(xiàng)式的展開式（p+q)2=p2+2pq+q2第19頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三影響群體Hardy-Weinberg平衡的因素：隨機(jī)遺傳漂移 近親交配 遷移 突變 選擇 改變基因頻率的因素： 突變、選擇、遺傳漂變（奠基者效應(yīng)） 第20頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三1）基因突變是新基因的唯一來源，是自然選擇的原始材料；對(duì)基因頻率的影響也是巨大的。有些突

13、變能影響到動(dòng)物形態(tài)和生理功能.而另一些突變可能對(duì)動(dòng)物生存影響不大.突變基因也可能通過回復(fù)突變轉(zhuǎn)變?yōu)樵蓄愋偷幕颉５?1頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 突變 基因： A a 初始 頻率：p0 q0 下一代頻率： p1=p0-up0vq0 q= q0-vq0up0 改 變 量：p=p1q0= -up0 +vq0 q=q1-q0=-vq0+up0 由于u和v朝相反的方向起作用。突變成為a越多，則將會(huì)有更多的a 突變成為。因此，不難看出，朝兩個(gè)方向突變的速率可能達(dá)到平衡狀態(tài)，即基因頻率改變量為零。這時(shí)： q=up-vq=0 up=vq u(1-q)-vq=0 q=u/(u

14、+v) 同理， p=v/(u+v)第22頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三2）選擇有自然選擇和人工選擇。 自然選擇的結(jié)果總是使群體向著更加適應(yīng)于環(huán)境的方向發(fā)展。影響基因型頻率和基因的頻率；選擇作用發(fā)生在育齡期以后，對(duì)基因型頻率和基因頻率的影響不大。 選擇的強(qiáng)弱是用選擇系數(shù)（s）來表示，是指某一基因型個(gè)體減少繁殖下一代的比例。假設(shè)不受選擇的基因型個(gè)體對(duì)下一代的貢獻(xiàn)為100%或1。 如：s=1/1000,表示對(duì)于某一基因來說有1/1000的個(gè)體不能參與繁殖那么受選擇的個(gè)體對(duì)下代的貢獻(xiàn)將為1-s。這里的1-s被稱為某一基因型的適合度或選擇值。第23頁，共97頁，2022年，5

15、月20日，22點(diǎn)12分，星期三假設(shè)有兩個(gè)等位基因和a，初始頻率為p和q，對(duì)a為完全顯性，同時(shí)對(duì)aa個(gè)體的選擇系數(shù)為s，那么三種基因型個(gè)體對(duì)下一代的貢獻(xiàn)為：AAAaaasumq0p22pqq211-s111-sq1p22pqq2(1-s)1-sq2第24頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 由此可見：下一代基因型頻率的總和不再是1。 有sq2部分的個(gè)體由于選擇而被淘汰。 在下一代中，a的基因頻率為q1 由選擇所造成的基因頻率改變量q為： q=q1-q0 q0=Q+H*1/2=(pq+q2)/N q1=Q+H*1/2=pq+q2(1-s)/N q=q1-q0=(pq+q2-s

16、q2)/(1-sq2)-(pq+q2) =-sq2 (1-q)/ (1-sq2) q的大小取決兩個(gè)因素，選擇系數(shù)和初始頻率。 q為負(fù)值說明a基因的頻率每代都要減少。第25頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三3）遺傳漂變（genetic drift）：由于群體較小和偶然事件（或者是非隨機(jī)取樣）所造成的基因頻率的不確定性變化，被稱為隨機(jī)遺傳漂變（random genetic drift），或稱Wright效應(yīng)。當(dāng)一個(gè)群體起源于少數(shù)幾個(gè)個(gè)體時(shí)，就會(huì)發(fā)生遺傳漂變的極端情況，稱為奠基者效應(yīng)：（founder effect）。這最初的少數(shù)個(gè)體就是奠基者。 例如：假設(shè)群體大小為N，某位

17、點(diǎn)上基因A的頻率為p，另一個(gè)等位基因a的頻率為q。 抽樣誤差=/pq/2N 如果p=q=0.5，N=50及5000時(shí)，這時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為： N=50時(shí)，0.05 ；N=5000時(shí)，0.005第26頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三正態(tài)分布曲線群體越小，當(dāng)N=50,p=0.5時(shí)，0.05，抽樣誤差較大，p一代之后偏離0.5的概率較大。群體越大，當(dāng)N=5000時(shí)，0.005,p一代之后偏離0.5的概率較小。可以說很少出現(xiàn)抽樣誤差。第27頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三4）近親交配在個(gè)體數(shù)有限的群體中，即使交配是完全隨機(jī)進(jìn)行的，近親交配也是不可避免的。

18、群體越小，則群體中隨機(jī)抽取兩個(gè)個(gè)體有近親關(guān)系的概率越大。隨著世代的推移，如果沒有遷移和選擇等因素的影響，群體的近交系數(shù)一直有增加的趨勢。群體越小，近交系數(shù)增加越快。第28頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三近交的結(jié)果 1、增加基因純合性，即降低雜合性，導(dǎo)致動(dòng)物群 體分離為不同基因型的品系； 2、必然導(dǎo)致近交衰退。表現(xiàn)為生長、成活、生育、 抗病、適應(yīng)等能力減退。 主要原因：隱性有害基因的暴露； 多基因平衡遭到破壞。第29頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三5）遷移 遷移率（m）=遷入個(gè)體數(shù)/原群體數(shù)和遷入數(shù)之和 (如1/100) 原群體的個(gè)體比例為:1

19、-m。(如:99/100) 就某個(gè)基因的頻率而言，如果遷入者為qm，而原群體中的為q0，遷移后混合群體的頻率q1則為： q1=mqm+(1-m)q0= m(qm-q0)+q0 基因頻率變化量（q）=q1-q0 =m(qm-q0) 遷移對(duì)群體基因頻率的影響程度取決于遷移率m的大小和遷入者的基因頻率與原群體之間的基因頻率之差。第30頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三第 二節(jié) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)分類第31頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 按生物學(xué)分類： 界（kingdom,regnum）、 門（phylum, phylum）、 綱（class,class

20、is）、 目（order,ordo）、 科（family,familia）、 屬（genus,genus）、 種（pecies,species）； 例如： 小鼠屬于動(dòng)物界、脊索動(dòng)物門、脊椎動(dòng)物亞門、哺乳綱、真獸亞綱、嚙齒目、鼠科、小鼠屬、小家鼠種。種（specis）：生物分類學(xué)上的基本單位，由自然選擇形成。同種動(dòng)物能共同生活、交配、繁衍后代；異種動(dòng)物之間存在生殖隔離。 第32頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 按實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)分類：品種、品系品種(breed)：是種以下非自然分類單位。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

21、群體，其特性能較穩(wěn)定地遺傳。品系（株strain)：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。 第33頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 按實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)控制分類 近交系（含突變系） 封閉群 雜交群舉例： NIH小鼠： 小鼠屬 小家鼠種 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)分類：品種是NIH， 品系是封閉群。第34頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三由遺傳工程產(chǎn)生的新型品系 嵌合體小鼠(mouse aggregation chimeras) 由中山大學(xué)研制的黑白斑塊互相 嵌

22、合的嵌合體小鼠，它的皮膚中黑和白的部分分別來自黑色和白色皮膚的父母從懷孕白母鼠子宮內(nèi)取出受精卵，在體外培養(yǎng)成早期胚胎后，從這胚胎中取出胚胎干細(xì)胞，在體外培養(yǎng)五個(gè)月，建立一個(gè)可無限擴(kuò)增的細(xì)胞系接著將此白鼠的干細(xì)胞系細(xì)胞注入黑色小鼠早期胚胎進(jìn)行“嫁接”，再把這枚“嫁接”的種子移入“假母”子宮內(nèi)，經(jīng)三周后得到嵌合體小鼠。 第35頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 科研人員先提取白色小 鼠天胎齡的囊胚，然 后在其體內(nèi)注射-12個(gè)轉(zhuǎn) 染了綠色熒光蛋白基因的黑 色小鼠胚胎干細(xì)胞。在獲得 枚嵌合了黑、白兩種 小鼠細(xì)胞的胚胎后科研人員將其中枚分別移植到8只小鼠假母（真母在取上述胚胎時(shí)已

23、經(jīng)死亡）的子宮里，懷胎周后，結(jié)果只有只假母能分娩，只小鼠中有只存活，其中只經(jīng)藍(lán)光照射能發(fā)出綠色熒光 。遺憾的是最后僅有一只熒光鼠存活在自然光下。 ， 中山大學(xué)研制的綠色熒光小鼠第36頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 研制熒光鼠的意義在于摸清嵌合體的規(guī)律，為基礎(chǔ)研究提供幫助。例如，科研人員將神經(jīng)干細(xì)胞植入小鼠體內(nèi)治療帕金森，以前沒有熒光鼠的時(shí)候，很難分辨打入小鼠體內(nèi)的神經(jīng)干細(xì)胞與小鼠自身的細(xì)胞的不同。如果采用熒光鼠來做實(shí)驗(yàn)，科研人員就可在特制的熒光體視顯微鏡下看到，陽性小鼠的皮膚、腦部、肺部發(fā)出綠色熒光，由此可觀察胚胎干細(xì)胞發(fā)育走向。第37頁，共97頁，2022年，5月

24、20日，22點(diǎn)12分，星期三單親純合雙倍體動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物“超級(jí)小鼠”正常小鼠轉(zhuǎn)基因魚轉(zhuǎn)基因魚第38頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三一、近 交 系 動(dòng) 物（一）基本概念 近交和近交系 亞系和支系 重組近交系 重組同類系 突變系 同源突變近交系 同源導(dǎo)入近交系第39頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三1、近交和近交系 近交(inbreding)有意識(shí)地從一個(gè)動(dòng)物群體中 選用血緣關(guān)系比較接近的雌雄個(gè)體，即有共同祖 先的兄妹、母子、父女進(jìn)行交配。 近交系(inbred strain)動(dòng)物經(jīng)至少連續(xù)20代 的全同胞兄妹之間或親代與子代之間交配培育而 成的動(dòng)

25、物。如BALB/c小鼠、C57BL/6J小鼠等。 2、亞系和支系 在一個(gè)近交系內(nèi), 因殘余的雜合性或突變等原因 可導(dǎo)致該系動(dòng)物形成數(shù)個(gè)具有部分遺傳組成差異 的分支,稱亞系(substrain)。此外還通常把經(jīng)過 技術(shù)處理的品系稱為支系(subline)。第40頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三3、特殊類型的近交系動(dòng)物 重組近交系 （recombinant inbred strain RI） 由兩個(gè)近交系雜交后，經(jīng)連續(xù)20代以上兄妹交配培 育成的近交系，稱重組近交系。 重組同類系 （recombinant congenic strain RC） 由兩個(gè)近交系雜交后，子代與

26、兩個(gè)親代近交系中的 一個(gè)近交系進(jìn)行數(shù)次回交（通?；亟?次），再經(jīng) 無對(duì)特殊基因選擇的近親交配而育成的近交系。 第41頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 突變系（mutant strain） 保持有特殊突變基因的品系動(dòng)物，即正常染色 體的基因發(fā)生了變異具有各種遺傳缺陷的動(dòng)物。 同源突變近交系（coisogenic inbred strain） 兩個(gè)近交系，除了一個(gè)指明位點(diǎn)等位基因 不同外，其他遺傳基因全部相同。 同源導(dǎo)入近交系（congenic inbred strain） 通過雜交-互交或回交等方式將一個(gè)基因?qū)?入到近交系中，由此形成一個(gè)新的近交系。第42頁，共97頁，

27、2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 （二）近交系動(dòng)物的命名 1、以一系列字母和數(shù)字作為品系代碼： A、DBA，C57BL、C3H，615、129 2、亞系的命名： 在原品系名稱后加“/”，后標(biāo)明亞系符號(hào)。 亞系符號(hào)有： 1）數(shù)字：DBA/1； 2）培育或生產(chǎn)亞系的單位或個(gè)人英文縮寫： CBA/J 3）當(dāng)一個(gè)近交系擁有2個(gè)亞系時(shí)，可在數(shù)字后再 加保持者的英文縮寫,如：C57BL/6J第43頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 3、支系命名：1）“f”代乳培育。2）“e” 或“o”受精卵或卵巢移植培育。3）“p”移植胚胎經(jīng)冷凍保存的品系。4）復(fù)合亞系符號(hào)用于由于代乳

28、或?qū)胍粋€(gè)外來基因而形成的復(fù)合株符號(hào)，如：DBA/2eB/De表示由Deringer把DBA/2的受精卵轉(zhuǎn)輸給C57BL，并由Deringer保種。第44頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三4、突變系命名： 在原品系名稱后加連字號(hào)“-”和突變基因符號(hào)。例如：Balb/c-nu/nu,表示Balb/c小鼠品系的nu突變基因。第45頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三5、近交品系動(dòng)物綜合表示方法 DBA/1fLACA/LAC- “DBA” 表示小鼠近交品系名稱 “1” 表示亞系 “f” 表示代乳 “LACA” 表示代乳母鼠品系名稱 “LAC” 表示培育單

29、位代號(hào) 含義：英國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心（LAC）用自己培育的 小鼠（LACA）代乳而培育的DBA/1小鼠 第46頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三常見近交系縮寫近交系 縮寫名稱 C57BL6 B6 BALBc C DBA2 D2 C3H C3 CBA CB AKR AK 第47頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三亞系常用代號(hào)BCr Birmingham大學(xué)腫瘤研究所Cd 比利時(shí)Libre大學(xué)Albert Clande博士Crgl 美國伯克萊加利福尼亞大學(xué)腫瘤研究所遺傳實(shí)驗(yàn)室CRJ 日本Charles River Japan，Inc公司An 美國國立腫瘤研究

30、所HBAndervont博士Gr 英國倫敦大學(xué)動(dòng)物系HGrunebery博士Gro 荷蘭Groningen大學(xué)遺傳研究所H 英國醫(yī)學(xué)研究協(xié)會(huì)放射醫(yī)學(xué)部門所在地HarwellHe 美國國立腫瘤研究所的WEHeston博士第48頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三H-2 Histocompatibility-2 allele組織相容性抗血清型特性ICLC International Committee on laboratary Animal Science 國際實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)委員會(huì)ICR 美國國立腫瘤研究所Institute for Cancer ResearchJax 美國

31、杰克遜實(shí)驗(yàn)室Jackson Memoriel LaboratoryJCL 日本柯力亞（Clea）公司（株式會(huì)社）JCR 日本國立腫瘤研究所（Japen Cancer Research）Jic 日本實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中央研究所Lac 英國M.R.C實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心NIH 美國國立衛(wèi)生研究院 第49頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（三）近交系動(dòng)物的特點(diǎn) 1.基因純合性（遺傳穩(wěn)定性） 2.遺傳同源性（同基因性） 3不同品系遺傳的獨(dú)特性(可辨別性) 5.對(duì)外界因素的敏感性 6.遺傳.同一品系表型的一致性 4. 組成獨(dú)特性 7.背景資料可查性 8.國際分布廣泛性 第50頁，共97頁，2022

32、年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（四）近交系動(dòng)物的應(yīng)用 組織移植同基因性制作疾病動(dòng)物模型基因純合性 比較遺傳學(xué)研究品系間的獨(dú)特性 第51頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三常用近交系小鼠： A AKR BALB/c CBA C3H C57BL DBA 615 TA1 TA2 C-1等大鼠：BN F344 SHR等 第52頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三二、封 閉 群 動(dòng) 物（一）封閉群動(dòng)物的定義 封閉群(closed colony)動(dòng)物又稱遠(yuǎn)交群(outbred stock)動(dòng)物，是指以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的一個(gè)種群，在不從其外部引入新

33、個(gè)體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上的動(dòng)物。如昆明種小鼠、SD大鼠等。（二）封閉群動(dòng)物的命名 由24個(gè)大寫英文字母命名，種群名稱前標(biāo)明保持者的英文縮寫。如：N：NIH美國國立衛(wèi)生院保持的NIH小鼠。第53頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三常見的封閉群小鼠：NIH小鼠，KM小鼠，ICR小鼠，LACA小鼠；大鼠：Wister大鼠， SD大鼠， Long-Evans, Brown-Norway;兔：New Zealand兔，日本大耳白，青紫藍(lán)兔等。第54頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三SD,WISTER,ICR,KM第55頁，共97頁，2022年，5月

34、20日，22點(diǎn)12分，星期三(三）封閉群動(dòng)物的特點(diǎn) 1.生長發(fā)育特點(diǎn)- 繁殖率高； 小鼠生長周期短； 小鼠成熟早：性成熟35-50d 45-60d 體成熟65-75d 70-80d 小鼠性活動(dòng)保持1年，繁殖力強(qiáng)。 2.實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)-重復(fù)性差 第56頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三 3.遺傳特點(diǎn)- 遺傳雜合性程度較高，遺傳組成接近自然群體； 基因型頻率保持相對(duì)穩(wěn)定，使群體在一定范圍 內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定的特征。 4.繁殖特點(diǎn)- 繁殖量大，方法簡單、成本低、抗病力強(qiáng)。 要求一定群體大小，隨機(jī)交配，繁殖一定的代數(shù).第57頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（四）

35、應(yīng)用1.遺傳 封閉群動(dòng)物的遺傳組成具有很高的雜合性。 因此在遺傳中可作為選擇實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)群體，用于對(duì)某些性狀遺傳力的研究。 同時(shí)，封閉群可攜帶大量的隱性有害基因，可用于估計(jì)群體對(duì)自發(fā)或誘發(fā)突變的遺傳負(fù)荷能力。2. 藥物篩選和毒性試驗(yàn)3. 較強(qiáng)的繁殖力和生活力第58頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三三、雜 交 群 動(dòng) 物（一）雜交群動(dòng)物概念： 由不同品系或種群之間雜交產(chǎn)生的后代，稱雜交群(hybrids)動(dòng)物、系統(tǒng)雜交動(dòng)物、雜交系或雜交一代動(dòng)物，簡稱F1代動(dòng)物。（二）雜交群動(dòng)物的命名： 雌性親代在前，雄性親代在后，兩者之間以“X”相連。 如：AKRDBA2F1表示AKR為母

36、系，DBA/2為父系雜交后生育的雜種一代。一般可簡寫為AKD2F1， 第59頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三F1的區(qū)別舉例 C3H C57BL/6（高發(fā)品系） （低發(fā)品系） C3B6F1 （高發(fā)品系） C57BL/6 C3H （低發(fā)品系） （高發(fā)品系） B6C3F1 （低發(fā)品系）第60頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（三）雜交群動(dòng)物的特點(diǎn) 1.遺傳均質(zhì)性- 個(gè)體的雜合性, 遺傳型、表現(xiàn)型都一致； 2.F2會(huì)發(fā)生遺傳性狀分離- 一般不宜繼續(xù)繁殖和培育近交系； 3.雜交優(yōu)勢- 生命力、適應(yīng)性、抗病力強(qiáng)，繁殖旺盛。 4.F2具有親代雙親的特點(diǎn)。 5

37、.實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好- 廣泛用于各類實(shí)驗(yàn)研究，其研究結(jié)果易于重 復(fù)，便于國際交流。 第61頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三6.國際分布廣- 容易獲得；7.適當(dāng)?shù)乇４嫫淠冈唇惶匦? 無論何時(shí)都能重復(fù)育成具有相同性狀的個(gè)性；8.容易獲得該近交系中尚未發(fā)現(xiàn)的特性的雜交個(gè)體；9.利用率高- 在分析用4元雜交或F2代的動(dòng)物做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，還能利用其F1代或其基礎(chǔ)近交系（親本品系）.第62頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（四）雜交群動(dòng)物的在生物醫(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)力學(xué)研究 單克隆抗體研究第63頁，共97頁，2022年，5月20日，22

38、點(diǎn)12分，星期三具有遺傳和表型上的一致性 就某些生物學(xué)特征而言， 雜種一代比近交系動(dòng)物具有更高的一致性，不容易受環(huán)境因素變化的影響，廣泛地適用于營養(yǎng)、藥物、病原和激素的生物評(píng)估。適合于攜帶保存某些有害基因，常用來做長時(shí)間慢性致死實(shí)驗(yàn)，也可作為代乳動(dòng)物以及卵、胚胎和卵巢移植的受體。具有雜合的遺傳組成，同時(shí)又以能接受兩個(gè)親本品系的細(xì)胞、組織、 器官和腫瘤的移植，適用于免疫學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等研究領(lǐng)域。作為某些人類疾病研究的動(dòng)物模型。例如，NZBNZWF1是自身免疫缺陷的動(dòng)物模型，C3HIF1是肥胖病和糖尿病的模型。第64頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三同基因型與不同基因型動(dòng)物

39、的特性比較特 性同基因型不同基因型近交系F1動(dòng)物遠(yuǎn)交系F2或雜種動(dòng)物同基因性高高不高低純合性高低低（可變性）低長期遺傳穩(wěn)定性高高低低可檢定的客觀指標(biāo)高高中等低表型一致性高較高中等低獨(dú)特性高較高中等低國際分別很廣很廣有限及有限背景資料多中等中等少第65頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三第 三節(jié) 實(shí) 驗(yàn) 動(dòng) 物 育 種第66頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三一、近交系的培育1.原始材料的選擇從野生群中選擇 -具有未知遺傳特性，繁殖困難；從雜交群中選擇 -材料廣泛第67頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三2.交配方式單線法：從近交

40、系原種選3-5對(duì)兄妹交配，優(yōu)選其一近交傳代；特點(diǎn)是容易斷代、平行法：從近交系原種選3-5對(duì)兄妹交配，每隊(duì)都選留下一代進(jìn)行近交傳代；特點(diǎn)是個(gè)體不均一，選擇范圍大，易分化。優(yōu)選法：從近交系原種選擇N對(duì)兄妹交配，每對(duì)每代均選留N對(duì)兄妹近交傳代；具有前二法有優(yōu)點(diǎn)。第68頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三3.近交系引起的變化降低雜合性，增加純合性；暴露突變的隱性雜合基因；可將群體分化為不同基因型品系；引起近交衰退有害隱性基因暴露和多基因平衡遭破壞。第69頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三二、封閉群的培育 假如將兩個(gè)近交系進(jìn)行交配。培育出一個(gè)新的群體。此時(shí)其

41、中一個(gè)近交系的基因型假定為A/A； 另一近交系為a/a，則兩者雜交以后產(chǎn)生的F1，其基因A/a，然后讓F1進(jìn)行隨機(jī)交配，則F2代從理論上講，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，生下的F3，其基因型的比例和F2一樣，不發(fā)生變化。 第70頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三1.培育示意圖第71頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三2.培育原理在一個(gè)無限大的隨機(jī)交配群體中，如果沒有突變、選擇和遷移等因素的作用，則每代的基因頻率和基因型頻率保持不變。群體一旦具有世代恒定不變的基因頻率和基因型頻率，就稱為Ha

42、rdy-Weinberg平衡群體。Hardy-Weinberg平衡的條件：無限個(gè)個(gè)體構(gòu)成的群體，群體內(nèi)部完全進(jìn)行隨機(jī)交配。 第72頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三3、封閉群交配系統(tǒng)random mating system（隨即交配或分組交配）maximum-avoidance of inbreeding system（最大避免近親交配）circular mating system（循環(huán)交配）第73頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三random mating system（隨即交配或分組交配） 具體做法是將被選留的同一批種鼠分組編號(hào)后，分籠飼養(yǎng)。

43、配種時(shí)鼠應(yīng)按組別交叉配種。這樣就能避免同窩的交配。第1組鼠與3組鼠交配：第2組鼠1組鼠交配：第3組鼠2組鼠交配第74頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三maximum-avoidance of inbreeding system（最大避免近親交配）這種交配方法可完全避免兄妹配，使F最小。實(shí)質(zhì)上是安排堂兄妹之間進(jìn)行交配。因此，這種交配方法也稱為堂兄妹交配系統(tǒng)。這種交配方法適用于小群體繁殖，群體少于32。第75頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三第76頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三circular mating system（

44、循環(huán)交配）這種交配系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是每代都安排半同胞個(gè)體交配，和最大限度避免近交系統(tǒng)一樣，只適用于小群體的飼養(yǎng)繁殖。(參見圖)。第77頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三群體大小對(duì)封閉群的影響:群體大?。褐溉后w中雌雄動(dòng)物的具體數(shù)目，是群體遺傳學(xué)的術(shù)語一般用N表示。有效群體大小: 是指群體中能夠參與繁殖的動(dòng)物實(shí)際數(shù)量。一般用Ne表示。第78頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三影響有效群體大小的因素:雌雄個(gè)體的比例參與各代繁殖的個(gè)體數(shù)群體內(nèi)個(gè)體傳給下一代配子數(shù)每代動(dòng)物的數(shù)量第79頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三二、雜交群的培育1.二元

45、雜交（正逆交配）C57BL/6（）DBA/2 （） DBA/2 （） C57BL/6 （） B6D2F1 D2B6F1 Y染色體，B6D2F1的雄性帶有來自DBA/2的Y染色體， 而D2B6F1則帶有來自C57BL/6的Y染色體；母性因素，包括細(xì)胞質(zhì)成分， 子宮環(huán)境和母乳。B6D2F1是從C57BL/6接受這些因素，而D2B6F1從DBA/2接受這些因素。第80頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三2.多元雜交 兩個(gè)以上的近交系雜交稱為多元雜交，如3元雜交，4元雜交等。 A B AB C D F1C F1F1 3元雜交動(dòng)物 4元雜交動(dòng)物第81頁，共97頁，2022年，5月2

46、0日，22點(diǎn)12分，星期三第 四 節(jié) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳質(zhì)量監(jiān)測第82頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三一、遺傳監(jiān)測目的目的：是為了證實(shí)各品系動(dòng)物應(yīng)具有的遺傳特性，檢查是否發(fā)生遺傳突變和是否混入其他血緣動(dòng)物以及是否發(fā)生錯(cuò)誤交配而造成遺傳污染等，以確保被監(jiān)測對(duì)象符合該品系的要求。原因:擴(kuò)散后變異的影響、殘余雜合子的影響、管理的影響、特殊品種的錯(cuò)配。第83頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三二、遺傳監(jiān)測的主要方法形態(tài)學(xué)方法：主要監(jiān)測外形特征，如毛色基因測試法、下頜骨測定法；免疫學(xué)監(jiān)測方法：包括皮膚移植法、混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)法、 腫瘤移植法、血清反應(yīng)法。蛋白質(zhì)和

47、酶監(jiān)測：通常使用生化標(biāo)記的方法進(jìn)行檢測。分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用監(jiān)測 ：限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)、DNA指紋技術(shù)和多聚酶鏈反應(yīng)開始應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳監(jiān)測中。第84頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（一）、形態(tài)學(xué)監(jiān)測1毛色基因檢測（CoatColorGeneTesting） 原理：被毛顏色的變化是位于細(xì)胞水平的生化過程，它是由基因控制。在一個(gè)小鼠品系中，小鼠毛色形狀，主要受位于不同染色體上Aa、Bb、Cc三個(gè)位點(diǎn)的基因控制。由于基因效應(yīng)的相互作用，白化小鼠的C基因是隱性等位基因，當(dāng)cc基因型存在時(shí)，可遮攔任何色素基因顯示顏色反應(yīng)，而表現(xiàn)白色。方法：毛色基因測試法就是根據(jù)

48、這一原理，用已經(jīng)知道隱性毛色基因的有色近交系小鼠與被測的白化小鼠交配，按照基因分離規(guī)律和自由重組規(guī)律，觀測第一代小鼠顯示的毛色在3-4周以上，確定毛色基因型，并檢查有無污染。 第85頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三2下頜骨測定法（MandibleMeasurement） 原理：動(dòng)物的骨骼形態(tài)具有高度的遺傳性，而各種骨骼的形態(tài)、大小及其出現(xiàn)的差異均可以作為鑒定品系的方法。利用下頜骨分析法來鑒別和檢測大、小鼠的亞系變異。方法：將年齡、性別、體重相當(dāng)?shù)拇蟆⑿∈筇幩?，小心剪下腦部，煮沸2-3min，加入蛋白酶，恒溫保持過夜，去除殘余肌肉和牙齒，找到下頜骨，加以標(biāo)記，在直角坐標(biāo)

49、系上測量多個(gè)形態(tài)特征參考點(diǎn)距離，然后將所有測量的平均數(shù)做統(tǒng)計(jì)分析，利用判別函數(shù)確定下頜骨形狀。 第86頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（二）、免疫學(xué)方法監(jiān)測 1皮膚移植法（SkinGrafting）原理：皮膚移植法的依據(jù)是高度純合的近交系，其組織相容性基因也應(yīng)該是純合的。由于移植物的接受或排斥取決于組織相容性抗原，若皮膚移植的供體和受體之間，基因是同質(zhì)的就接受，基因異質(zhì)的就排斥。2.腫瘤移植法： 使用經(jīng)過適當(dāng)選擇和培養(yǎng)的腫瘤系株，將腫瘤制成懸液或小塊狀，接種到受檢測的動(dòng)物體內(nèi)，品系內(nèi)腫瘤將被接納出現(xiàn)生長，最終受體動(dòng)物死 亡；若品系間動(dòng)物會(huì)發(fā)生腫瘤排斥。第87頁，共97

50、頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三3.血清反應(yīng)法： 紅細(xì)胞凝集試驗(yàn)和細(xì)胞毒性試驗(yàn)是主要常用的兩種血清學(xué)方法。紅細(xì)胞凝集試驗(yàn)用于檢測紅細(xì)胞抗原和某些H-2抗原。細(xì)胞毒性試驗(yàn)主要用于檢測H-2抗原、Ia抗原和白細(xì)胞抗原。4.混合淋巴細(xì)胞反應(yīng) 反應(yīng)的基本原理是不同品系動(dòng)物或遺傳上存在個(gè)體差異 的動(dòng)物淋巴細(xì)胞混合，或混合培養(yǎng)后，這些淋巴細(xì)胞開始增大，合成DNA、RNA蛋白質(zhì)，進(jìn)一步出現(xiàn)裂解。此反應(yīng)結(jié)果可在7-9d內(nèi)觀察到，定期從動(dòng)物群體抽取足夠量的動(dòng)物進(jìn)行檢測，可以確定動(dòng)物遺傳質(zhì)量的穩(wěn)定。第88頁，共97頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)12分，星期三（三）生化標(biāo)記監(jiān)測原理：生化標(biāo)記基因檢測是近交系動(dòng)物遺傳純度檢測中常規(guī)、首選的檢測方法，也是國際上實(shí)驗(yàn)動(dòng)物檢測機(jī)構(gòu)常用的一種方法。由于每個(gè)動(dòng)物體內(nèi)具有自已特有的不同電荷的同工酶和同種異構(gòu)蛋白，采用電泳方法可以區(qū)分開來，推斷其基因型，建立各近交系其遺傳概貌。該方法敏感性好，當(dāng)一個(gè)品系或亞系由于遺傳污染或突變而發(fā)生改變時(shí)，可顯示出來