第二章 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類課件

第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)控制第一節(jié)概述第二節(jié)近交系動(dòng)物第三節(jié)封閉群動(dòng)物第四節(jié)突變系動(dòng)物第五節(jié)雜交群動(dòng)物第六節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類第一節(jié)概述一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在動(dòng)物分類學(xué)上的位置二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種、品種與品系的概念三、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類方法第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類生物系統(tǒng)分類法動(dòng)物界植物界真菌界原生生物界原核生物界病毒界第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類動(dòng)物分類法

以小鼠為例界（Kingdom）動(dòng)物界門（Phylum）脊索動(dòng)物門綱（class）哺乳動(dòng)物綱目（order）嚙齒目科（family）鼠科屬（genus）小鼠屬種（species）小鼠種第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類常用哺乳類實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物分類學(xué)地位目的名稱動(dòng)物名稱貧齒目Edentata犰狳食蟲(chóng)目Insectivora刺猬、鼩鼱、鼴鼠翼手目Chiroptera蝙蝠靈長(zhǎng)目Primates獼猴、狨猴、樹(shù)鼩兔形目Lagomorpha兔、鼠兔嚙齒目Rodentia大鼠、小鼠、豚鼠、金黃地鼠、旱獺、黑線倉(cāng)鼠、棉鼠、長(zhǎng)爪沙鼠、鯨目Cetacea須鯨、齒鯨、白鰭豚食肉目Carnivore貓、犬、鼬鰭足目Pinnipedia海豹長(zhǎng)鼻目Proboscidea亞洲象奇蹄目Perissodactyla馬、驢、騾、犀牛偶蹄目Artiodactyla牛、羊、鹿、豬第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種、品種與品系的概念種（Species）：是生物分類學(xué)上的基本單位，由自然選擇形成。品種（Stock）：是種以下的非自然分類單位，由人工選擇和定向培育出來(lái)的，具有某些生物學(xué)特性，能穩(wěn)定遺傳。品系（Strain）：是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分類學(xué)上專用名詞，采用一定的交配方式繁殖且祖先明確的動(dòng)物群。三大特征：獨(dú)特的生物學(xué)特性，相似的外貌特性，穩(wěn)定的遺傳特性。第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類方法根據(jù)基因類型的不同，可將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為：近交系封閉群（遠(yuǎn)交系）突變系雜交群第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類第二節(jié)近交系動(dòng)物什么是近交？什么是近交系？

近交是指近親交配。近親交配的形式有兄妹交配、父女交配和母子交配三種。

近交系是指采用連續(xù)全同胞兄妹交配（brother-Sisterinbreeding）20代以上，基因型高度純合，等位基因趨于完全一致的動(dòng)物。近交系動(dòng)物的近交系數(shù)可達(dá)98.6%，血緣系數(shù)達(dá)99.6%，個(gè)體間差異極小，用于實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，對(duì)各種刺激反應(yīng)均一，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類近交系數(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(jì)算公式：

Fn=1–

（1–ΔF）n

血緣系數(shù)：一個(gè)群體中個(gè)體之間基因組成的相似程度用數(shù)值來(lái)表示。第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類代數(shù)F代數(shù)F0011.9081.25012.9262.37513.9403.50014.9514.59415.9615.67216.9686.73417.9747.78518.9798.82619.9839.85920.98610.886近交代數(shù)與近交系數(shù)的關(guān)系第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類常用近交系縮寫符號(hào)品系全稱縮寫符號(hào)Balb/cCC57BLBC57BL/6B6C57BL/10B10C57BRBRC3HC3CBACBDBA/1D1DBA/2D2AKRAKRⅢR3HRS/JHR第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類近交系小鼠的培育示意圖第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類近交后引起的變化1．近交可以降低雜合性，增加純合性2．近交可將群體分離為不同基因型的品系3．近交可引起近交衰退第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類

亞系（Substrain)：在近交系培育和維持過(guò)程中，由于殘留雜合基因的分離、基因突變以及在不同地區(qū)繁育而造成同一品系內(nèi)不同分支之間在遺傳上有差異的動(dòng)物稱為亞系。亞系形成的原因：1.近交40代之前，殘留雜合基因的分離2.不同地點(diǎn)繁育100代以上，由于基因突變3.遺傳污染后繼續(xù)近交許多代第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類支系（Subline）：通過(guò)各種非自然繁育技術(shù)處理的品系稱之為支系。這些處理包括：人工哺乳(fosteronhandrearing，fh)其它品系帶奶(fosternursing,f)受精卵移植等(embryotransfer,e)卵巢移植(ovarytransfer,o)冷凍保存(cryo-preservation,p)第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類重組近交系（recombinantinbredstrain）由兩個(gè)近交系雜交后，再經(jīng)連續(xù)20代以上兄妹交配培育成的近交系，稱為重組近交系。命名：親代近交系X親代近交系如：AKRXB例如：由BALB/c與C57BL兩個(gè)近交系雜交育成的一組重組近交系，分別命名為CXB1、CXB2……

幾種特殊類型的近交系第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類

分離近交系

在近交系培育過(guò)程中，采用特定的交配方法，以迫使其個(gè)別基因位點(diǎn)上的基因處于雜合狀態(tài)，并能分離出在該基因位點(diǎn)上帶有不同等位基因的兩個(gè)近交系亞系幾種特殊類型的近交系第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類同源突變近交系（coisogenicinbredstrain）指兩個(gè)近交系除了在一個(gè)確定位點(diǎn)等位基因不同外，其它遺傳基因全部相同。命名：發(fā)生突變的近交系-突變基因如：C57BL/6J-bg第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類同源導(dǎo)入近交系（Congenicinbredstrain）：是將攜帶一個(gè)基因或基因片段的近交系動(dòng)物通過(guò)反復(fù)多次雜交-互交導(dǎo)入到另一個(gè)近交系中而培育成的新的近交系，該近交系與原近交系之間的差別僅為一個(gè)基因或基因片段的不同，其它基因基本相同。這兩個(gè)近交系互稱為同類系。命名：接受基因的近交系.提供基因的近交系-基因名稱如：B10.129-H-12b第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類近交系保種和生產(chǎn)流程圖B×SB×SB×SB×S或隨機(jī)交配隨機(jī)交配核心群增殖群生產(chǎn)群供實(shí)驗(yàn)用第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類近交系動(dòng)物的特征1.基因的純合性2.遺傳的同源性3.表現(xiàn)型的一致性4.遺傳的穩(wěn)定性4.對(duì)外界因素的敏感性5.遺傳特征的可辨別性6.遺傳組成的獨(dú)特性7.背景資料的可查性8.國(guó)際分布的廣泛性第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類1）缺乏普遍性2）對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力差3）產(chǎn)子數(shù)量少4）體型小5）維持費(fèi)用高近交系動(dòng)物的缺點(diǎn)第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類1）實(shí)驗(yàn)反應(yīng)均一2）近交系動(dòng)物個(gè)體間組織相容性一致3）可獲得大量先天性畸形及先天性疾病的動(dòng)物模型4）某些近交系具有一定的自發(fā)或誘發(fā)腫瘤發(fā)生率近交系動(dòng)物的應(yīng)用第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類第三節(jié)封閉群動(dòng)物定義：封閉群（closedcolony）是指以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的一個(gè)種群，在不從外部引入新個(gè)體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上的動(dòng)物。遠(yuǎn)交系動(dòng)物：同一種群內(nèi)無(wú)血緣關(guān)系的個(gè)體之間隨機(jī)交配所產(chǎn)生的后代稱為遠(yuǎn)交系。遠(yuǎn)交系動(dòng)物的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)。常用的遠(yuǎn)交系：小鼠：ICR、KM

大鼠：Sprague-Dawley（SD），Wistar第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類有效群體大小有效群體：一個(gè)自繁殖群體中多有具有生殖能力的雌雄個(gè)體。F1=1/2NeF1：近交系數(shù)上升率

Ne：有效群體數(shù)量

第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類

封閉群的繁殖方法封閉群采用循環(huán)交配法。最常用的是三級(jí)循環(huán)交配，即將種群分為A、B、C組，在繁殖下一代時(shí)，把不同組生產(chǎn)的♂和♀組合進(jìn)行交配。交配組合圖如下所示：新♂♀ABCBCACAB新♂♀ABCBCACAB第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類封閉群的特點(diǎn)及應(yīng)用封閉群動(dòng)物的應(yīng)用

1、保持群體動(dòng)物基因的雜合性，因而無(wú)近交衰退，易飼養(yǎng)、抗病力強(qiáng)、繁殖率高、產(chǎn)仔多，廣泛用于預(yù)實(shí)驗(yàn)和學(xué)生教學(xué)

2、具有類似于人類群體遺傳異質(zhì)性的遺傳組成，對(duì)實(shí)驗(yàn)刺激接近自然種屬反應(yīng)，藥物篩選和毒性試驗(yàn)第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類定義：由于自然變異或人工致突變，正常染色體上的基因發(fā)生突變，而具有某種遺傳缺陷或具備某種獨(dú)特的遺傳特點(diǎn)的品系稱為突變系動(dòng)物。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(hào)（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)突變系動(dòng)物第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類基因突變?cè)蜃园l(fā)突變

誘發(fā)突變物理因素：宇宙射線，X射線化學(xué)致突變劑：N-乙基-N-亞硝基脲（N-ethyl-N-nitrosourea,ENU）,苯丁酸氮芥（chlorambucil,CHL）第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類基因突變的表現(xiàn)形式實(shí)質(zhì)是基因DNA序列上堿基對(duì)發(fā)生了變化

表現(xiàn)形式：可見(jiàn)突變：裸小鼠，裸大鼠血液生化突變致死性突變：顯性和隱性第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類突變系突變系的應(yīng)用攜帶的突變基因?qū)е聞?dòng)物在某些方面的異常，可成為醫(yī)學(xué)研究的疾病動(dòng)物模型常見(jiàn)的突變等位基因符號(hào)：

Ca:白內(nèi)障dw:侏儒癥

dy:肌失養(yǎng)癥ob:肥胖癥

nu:裸鼠

第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類又稱系統(tǒng)雜交動(dòng)物，F(xiàn)1代動(dòng)物

定義：由兩種不同的近交系雜交所繁殖的第一代雜交動(dòng)物稱為系統(tǒng)雜交動(dòng)物，俗稱“F1”代。系統(tǒng)雜交動(dòng)物的雙親來(lái)自兩個(gè)不相關(guān)的近交系，它具有以下幾種特征：具有雜交優(yōu)勢(shì)，生活力和抗病力比近交系強(qiáng)。各個(gè)個(gè)體的基因型相同，是其父母基因型的組合。表型一致，對(duì)試驗(yàn)反應(yīng)均一。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。實(shí)際應(yīng)用時(shí)具有相對(duì)固定的雜交組合，應(yīng)用廣泛，便于國(guó)際交流。第五節(jié)雜交群動(dòng)物第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類常用的系統(tǒng)雜交小鼠的組合F1代小鼠名稱交配親代名稱F1代小鼠名稱交配親代名稱AKD2F1BA2GF1BCF1BCBAF1BC3F1B6AF1B6D1F1CAF1CAKF1CBAAF1AKRXDBA/2C57BLXA2GC57BLXBalb/cC57BLXCBAC57BLXC3HC57BL/6XAC57BL/6XDBA1Balb/cXABalb/cXAKRCBAXACBA-T6D2F1CB6F1CCBA-T6F1CC3F1CD2F1CBF1C3BF1C3D2F1129B6F1-dyCBA-T6XDBA/2Balb/cXC57BL/6Balb/cXCBA-T6Balb/cXC3HBalb/cXDBA/2Balb/cXC57BLC3HXC57BLC3HXDBA/2129XC57BL/6-dy第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類第六節(jié)遺傳學(xué)監(jiān)測(cè)為什么要進(jìn)行遺傳監(jiān)測(cè)？基因突變和遺傳漂變殘留雜合基因的分離人為造成遺傳污染第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類監(jiān)測(cè)目的近交系動(dòng)物：保證近交系動(dòng)物基因的高度純合，淘汰各種原因引起的遺傳變異的個(gè)體。封閉群動(dòng)物：防止群體內(nèi)個(gè)體之間發(fā)生近交，保持整個(gè)群體各位點(diǎn)的基因頻率穩(wěn)定在一定的范圍。突變系動(dòng)物：防止突變基因在繁殖過(guò)程中丟失。第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類近交系動(dòng)物遺傳質(zhì)量監(jiān)測(cè)常用方法原理方法評(píng)價(jià)形態(tài)學(xué)1.下頜骨形態(tài)分析法較復(fù)雜，需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜計(jì)算，捕殺大量動(dòng)物2.毛色基因測(cè)試法簡(jiǎn)單，但需長(zhǎng)時(shí)間觀察3.染色體帶紋分析法較復(fù)雜，準(zhǔn)確性較差免疫學(xué)1.同系異體植皮法簡(jiǎn)單，有權(quán)威性，得到結(jié)果時(shí)間長(zhǎng)2.H-2復(fù)合體監(jiān)測(cè)法較復(fù)雜，費(fèi)用高，準(zhǔn)確性較高3.混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)較復(fù)雜，費(fèi)用高，需一定設(shè)備生物化學(xué)生化標(biāo)記電泳法經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確性高，普遍采用第二章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類近交系動(dòng)物遺傳監(jiān)測(cè)結(jié)果的判斷與處理檢測(cè)結(jié)果判斷處理與標(biāo)準(zhǔn)遺傳概貌完全一致未發(fā)現(xiàn)遺傳變異，遺傳質(zhì)量合格有一個(gè)