實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)質(zhì)量控制及分類

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)質(zhì)量控制及分類第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與動(dòng)物分類按動(dòng)物學(xué)分類可分為：界（kingdom）動(dòng)物界門（phylum）脊索動(dòng)物門綱（class）哺乳綱目（order）食肉目科（family）犬科屬（genus）犬屬種（species）家犬種種是動(dòng)物學(xué)分類系統(tǒng)上的基本單位。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。一般認(rèn)為，不同種的動(dòng)物是自然選擇的產(chǎn)物。在自然條件下，野生動(dòng)物只有種和變種，它們是自然選擇的產(chǎn)物。目科屬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有袋目大袋鼠科袋鼠屬袋鼠嚙齒目鼠科倉(cāng)鼠屬黑線倉(cāng)鼠鼠科棉鼠屬棉鼠鼠科大鼠屬大鼠鼠科小鼠屬小鼠倉(cāng)鼠科沙鼠屬長(zhǎng)爪沙鼠鼠科倉(cāng)鼠屬金黃鼠豚鼠科豚鼠屬豚鼠表2-1

常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在動(dòng)物學(xué)的分類位置目科屬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物偶蹄目野豬科豬

屬豬牛科羊

屬羊兔形目兔科兔

屬兔鼠科田鼠屬田鼠鼠兔科鼠兔屬鼠兔食肉目貓科貓

屬貓犬科犬

屬犬靈長(zhǎng)目猴科獼猴屬獼猴猩猩科猩猩屬猩猩狨科狨猴屬狨猴實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系指來源明確，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。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是具有明確遺傳背景并受嚴(yán)格遺傳控制的遺傳限定動(dòng)物。根據(jù)其遺傳特點(diǎn)的不同，按品系分為近交系（inbred

strain）

、突變系（mutant

strain）、封閉群（outbred

strain）、雜交群（hybrid

strain）和遺傳工程動(dòng)物（genetic

engineering

animal）

。一般近交系重組近交系近交系動(dòng)物重組同類系同基因型動(dòng)物同源突變近交系同源導(dǎo)入近交系遺傳限定動(dòng)物雜交群動(dòng)物（F1）異基因型動(dòng)物封閉群動(dòng)物第二節(jié)

按遺傳學(xué)控制分類第三節(jié)

近交系實(shí)驗(yàn)動(dòng)物一、概念近交系（inbred

strain）是經(jīng)連續(xù)20代以上全同胞兄妹交配(或親代與子代交配)培育而成,

近交系數(shù)應(yīng)大于99%,

品系內(nèi)所有個(gè)體都可追溯到起源于第20代或以后代數(shù)的一對(duì)共同祖先。近交系數(shù)：是指群體中某個(gè)體通過遺傳攜帶兩個(gè)同源等位基因的概率。近交系數(shù)的計(jì)算Falconer（1960）指出連續(xù)全同胞的兄妹交配，每代近交率平均上升19%，他提出了一個(gè)簡(jiǎn)化的計(jì)算公式：Fn=1-(1-⊿F)n式中

n=近交代數(shù)；⊿F為每一代近交系數(shù)上升率。例如⊿F=19%，則連續(xù)兄妹交配10代的近交系數(shù)為F10=1-(1-0.19)10=87.84%同理，連續(xù)兄妹交配20代的近交系數(shù)為98.96%，沒有達(dá)到99％，仍然需要繼續(xù)近交。Howcanyoufindinformationonthe

mouse?二、命名一般以大寫英文字母或大寫英文字母加阿拉伯?dāng)?shù)字命名，符號(hào)應(yīng)盡量簡(jiǎn)短。如A系、BALB、TA1系、C3H。三、亞系和支系近交系的亞系（substrain）：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，稱為亞系。1．亞系和支系的形成原因：①近交代數(shù)達(dá)40代以前形成的分支。20-40之間。②一個(gè)分支與其它分支分開繁殖超過100代。③基因突變，殘雜合基因或遺傳污染。2．亞系的命名亞系的命名方法是在原品系名稱后另一道斜線（/），可以是以下四種：①數(shù)字，如DBA/1、DBA/2等。②培育或產(chǎn)生亞系的單位或人的縮寫英文名稱。如A/He,表示A近交系的Heston亞系。③當(dāng)一個(gè)保持者保持的一個(gè)近交系具有兩個(gè)以上的亞系時(shí)，可在數(shù)字后再加保持者的縮寫英文名稱來表示亞系。如：C57BL/6J，C57BL/10J④一些建立及命名較早，并為人們所熟知的近交系、亞系名稱可用小寫英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。四、重組近交系1．定義重組近交系(recombinant

inbred

strain

RI）由兩個(gè)近交系雜合后，經(jīng)連續(xù)20代以上兄妹交配育成的近交系。重組同類系（recombinant

congenic

strainRC）

由兩個(gè)近交系雜合后，子代與兩個(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)過無特殊基因選擇的近親交配而育成的近交系。2．命名（1）重組近交系的命名

由兩個(gè)親代近交系的縮寫名稱中間加大寫英文字母X命名。由相同雙親交配育成的一組重組近交系用阿拉伯?dāng)?shù)字予以區(qū)分。如：由BALB/c與C57BL兩個(gè)近交系雜育成的一組重組近交系，分別命名為CXB1、CXB2

……（2）重組同類系的命名

由兩個(gè)親代近交系的縮寫名稱中間加小寫英文字母c命名，用其中做回交的親代近交系（稱受體近交系）在前，供體近交系在后。由相同雙親交配育成的一組重組同類系近交系用阿拉伯?dāng)?shù)字予以區(qū)分。如：CcS1,表示由以BALB/c(C)為親代受體近交系，以STS(S)品系為供體近交系，經(jīng)2代回交育成的編號(hào)為1的重組同類系。五、同源突變近交系定義同源突變近交系(coisogenic

inbredstrain)是兩個(gè)近交系，除了在一個(gè)指明位點(diǎn)等位基因不同外，其他遺傳基因全部相同。同源突變近交系一般皆由近交系發(fā)生基因突變而形成。命名由發(fā)生突變的近交系名稱后加突變基因符號(hào)（用英文斜體印刷體）組成，二者之間以連接號(hào)分開，如：DBA/Ha-D。六、同源導(dǎo)入近交系1．定義同源導(dǎo)入近交系(congenic

inbredstrain)通過雜交--互交或回交等方式將一個(gè)基因?qū)氲浇幌抵?，由此形成的一個(gè)新的近交系。2．命名同源導(dǎo)入系名稱由以下三部分組成：接受導(dǎo)入基因的近交系名稱；提供導(dǎo)入基因的近交系的縮寫名稱，并與前項(xiàng)之間用英文句號(hào)分開；導(dǎo)入基因的符號(hào)（用英文斜體）與前項(xiàng)之間以字符分開。如：B10．129-H-12b。表示該同源導(dǎo)入近交系的遺傳背景為C57BL/10sn(=B10),導(dǎo)入B10的基因?yàn)镠-12b，基因提供者為本129近交系。七

近交系的特征基因位點(diǎn)的純合性遺傳組成的同源性品系內(nèi)所有動(dòng)物個(gè)體都可追溯到一對(duì)共同祖先表型一致性長(zhǎng)期遺傳穩(wěn)定性5．遺傳特征的可分辨性每個(gè)近交品系都有自已的標(biāo)準(zhǔn)遺傳概貌，選用適當(dāng)?shù)倪z傳監(jiān)測(cè)方法，即可分辨各個(gè)近交系。6．遺傳組成的獨(dú)特性每個(gè)近交系都具有獨(dú)自的遺傳組成和獨(dú)自的生物學(xué)特性。各品系間具有不同的基因型和表型。7．分布的廣泛性同一品系在不同地區(qū)不同國(guó)家都廣泛存在，引種方便。8．背景資料的完整性八、近交系的應(yīng)用遺傳組成和遺傳性狀一致，對(duì)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一致，因此，只需用少量的動(dòng)物，即可得到非常規(guī)律的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。組織相容性抗原一致，異體移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng)，是組織細(xì)胞和腫瘤移植實(shí)驗(yàn)中最為理想的材料。明顯的生物學(xué)特征，如先天畸形，高腫瘤發(fā)病率，對(duì)某些因子敏感和耐受等，這些特點(diǎn)在醫(yī)學(xué)研究中是天然模型，非常重要。多個(gè)近交系同時(shí)使用不僅可分析不同遺傳組成對(duì)某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的不同反應(yīng)與影響，還可觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有普遍意義。第四節(jié)、封閉群一、概念封閉群（遠(yuǎn)交群）（Closed

clony

oroutbred

stock）是以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種群，在不從其外部引入新個(gè)體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上。封閉群是一個(gè)與外界隔離的動(dòng)物群體，不從外部引入新的個(gè)體，即不引進(jìn)新基因，同時(shí)避免近親交配，不讓群體內(nèi)基因丟失。二、命名封閉群由2-4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名稱，第一個(gè)字母須大寫，后面的字母小寫，一般不超過4個(gè)字母。保持者與種群名稱之間用冒號(hào)分開。如N：NIH表示由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（N）保持的NIH封閉群小鼠。Lac：LACA表示由英國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心（Lac）保持的LACA封閉群小鼠。四、特征及應(yīng)用封閉群動(dòng)物的遺傳組成具有很高的雜合性。封閉群動(dòng)物具有較強(qiáng)的繁殖力和生活力。突變種所攜帶的突變基因通常導(dǎo)致動(dòng)物在某些方面的異常。第五節(jié)

雜交群動(dòng)物（一）概念雜交群（hybrids）是由不同品系或種群之間雜交產(chǎn)生的后代。兩個(gè)不同近交系雜交所生的第一代動(dòng)物稱為雜交一代動(dòng)物（F1）。只是第一代，第二代就產(chǎn)生性狀分離。（二）命名雌性親代名稱在前，雄性親代名稱在后，二者之間以大寫英文字母“X”相連表示雜交。用括號(hào)括起來，在其后標(biāo)明雜交的代數(shù)，如：（C57BL/6 X DBA/2）F1縮寫：B6D2F1雜交群命名中所用的標(biāo)準(zhǔn)縮寫129P3/J=129PC57L=L129S1/SvImJ=129SCBA/J=CBAA/HeJ=AHeC3H/HeJ＝C3A/J＝ADBA/1J=D1BALB/cJ＝CDBA/2J=D2C57BL=BSJL/J=SJL或JC57BL/6J=B6SWR/J=SW遺傳和表型上的一致性

廣泛用于營(yíng)養(yǎng)、藥物、病原體和激素的生物評(píng)估。雜交優(yōu)勢(shì)

雜交一代具有較強(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)，適合于攜帶保存某些有害基因和長(zhǎng)期慢性致死實(shí)驗(yàn)。雜合的遺傳組成

同時(shí)具有兩個(gè)親本品系的特點(diǎn)，適用于免疫學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等領(lǐng)域的研究?？梢宰鳛槟承┘膊⊙芯康哪Ｐ汀Ｈ鏑3H

X

IF1是肥胖和糖尿病的模型。（三）雜交一代動(dòng)物的特征及應(yīng)用第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳控制的實(shí)施基本概念：通過實(shí)驗(yàn)動(dòng)物育種的方法，獲得遺傳上高度限定的動(dòng)物品系，并在遺傳特征上長(zhǎng)期保持穩(wěn)定不變。這就是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳質(zhì)量控制（genetic

quality

control）

。遺傳監(jiān)測(cè)（genetic

monitoring）：是及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)遺傳組成上的變化，遺傳質(zhì)量控制的一項(xiàng)重要內(nèi)容。一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的繁殖方法（一）近交系動(dòng)物的繁殖方法1、引 種：引種動(dòng)物應(yīng)來自近交系的基礎(chǔ)群2、基礎(chǔ)群：目的是保持近交系自身的傳代繁衍和提供種源3、血緣擴(kuò)大群：來自基礎(chǔ)群4、生產(chǎn)群：目的是生產(chǎn)供應(yīng)動(dòng)物，種子來自基礎(chǔ)群或血緣擴(kuò)大群近交系動(dòng)物的生產(chǎn)過程（→表示動(dòng)物的流程）（二）封閉群動(dòng)物的繁殖方法1、引種：引種動(dòng)物數(shù)量要足夠多，小型嚙齒類動(dòng)物引種數(shù)目一般不少于25對(duì)。2、繁殖：封閉群應(yīng)足夠大，盡量避免近親交配。二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)(一)檢測(cè)目的是檢查是否發(fā)生遺傳變異、是否混入其它動(dòng)物血緣或發(fā)生了錯(cuò)誤的交配等，以確保檢測(cè)群體符合該遺傳群體的要求。（二）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)監(jiān)測(cè)的一般性原則整體性原則必要性原則連續(xù)性原則三、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳質(zhì)量監(jiān)測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基本內(nèi)容（一）主題內(nèi)容與適用范圍（二）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳分類及命名（三）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的繁殖方法（四）近交系動(dòng)物的遺傳質(zhì)量監(jiān)測(cè)四、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)監(jiān)測(cè)的常用技術(shù)方法（一）近交系動(dòng)物的遺傳質(zhì)量檢測(cè)生化標(biāo)志基因(Biochemical

markers)

檢測(cè)法近交系小鼠生化基因位點(diǎn)有13個(gè)，近交系大鼠的生化基因位點(diǎn)有9個(gè)。免疫標(biāo)志（Immunogenetic

markers）檢測(cè)法grafting）皮膚移植法（Skin混合淋巴