近交系動物-浙江大學

康利軍浙江大學基礎醫(yī)學院浙江大學神經科學研究所《實驗醫(yī)學與論理》實驗動物分類、命名及質量控制一、實驗動物的生物學分類二、實驗動物的遺傳學分類

三、實驗動物的微生物學分類

原生動物門多孔動物門腔腸動物門扁形動物門線形動物門環(huán)節(jié)動物門軟體動物門節(jié)肢動物門棘皮動物門半索動物門脊索動物門（脊椎動物亞門）一、實驗動物的生物學分類動物分類：研究動物的種類、種類之間的親緣關系、動物界起源和演化等。主要根據內部構造、外部性狀、生活方式、生理習性、生物的發(fā)生和彼此間的血緣關系等特征，進行綜合研究，將特征相同或相似的動物歸為一類種（species）

、品種（stock）和品系（Strain）的概念

品種、品系的概念超出了一般動物學分類的概念，它們才是實驗動物分類的基本單位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。但不同品系、品種的動物也有外貌相似的。2.獨特的生物學特性:

獨特的生物學特性是一個品系、品種存在的基礎，在長期的研究過程中，在一些動物身上發(fā)現了所需要的不同于其他動物的生物學特性，進行定向選擇，將這些特性保留下來，成為今天為數眾多的品系、品種。每個品系、品種的生物學特性都有或多或少的差別。

3.穩(wěn)定的遺傳性能:

作為一個品系，不僅要有相似的外貌特征，獨特的生物學特性，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，能將其特性穩(wěn)定地傳給后代。換言之，就是一個品系、品種必須具有一定的育種價值。4.共同的遺傳來源和一定的遺傳結構:

任何品系、品種都可追溯到其共同的祖先，并由此分支經選育而成，其遺傳結構也應是獨特的。二、實驗動物的遺傳學分類

實驗動物(laboratory

animals，LA)：由人工培育，來源清楚，遺傳背景明確，對其攜帶的微生物和寄生蟲進行監(jiān)控，用于生命科學研究、藥品與生物制品生產和檢定以及其他科學研究的動物。

遺傳學要求：

近交系、封閉群、雜交群微生物和寄生蟲控制要求：

普通級動物、清潔動物、無特定病原體動物、無菌動物應用要求

：用于科學實驗Genetic

Defined

Animal不同基因型

相同基因型近交系雜交群（F1）封閉群突變系(一)近交系動物是指至少連續(xù)經過20

代以上全同胞兄妹或親子交配，品系內所有個體都可追溯到起源于第20

代或以后代數的一對共同祖先。近交系動物的近交系數（Inbreeding

Coefficient）應大于

99%。近交系動物經過20

代近交后，個體有98.6%的遺傳位點是純合的，個體間雜合基因僅僅剩余1.4%；不同近交系之間由于近交所固定的基因不同，相互間的遺傳差異會很大。

每個近交系都有各自特有的遺傳組成和生物學特性，在標準的飼養(yǎng)條件下能長期繁育傳代而性狀基本保持不變。

近交系(Inbred

Strain)近交系數（coefficientofinbreeding

,F):

一個個體在一個給定的位點，從其父母的一個共同祖先獲得兩個相同基因的概率。

根據近親交配的世代數，將基因的純化程度用百分比來表示。

血緣系數（coefficientofkinship,K）：兩個個體從一個共同祖先獲得同一個基因的概率。

同卵孿生子之間的基因組成完全相同時，血緣系數為100％。子代從雙親中獲得基因各一半，親子之間的血緣系數為50％。隨著近交代數增加，血緣系數相應不斷升高，到第20代時血緣系數可以達到99.6%。

近交系的命名近交系的近交代數用大寫英文字母F表示。例如當一個近交系動物的近交代數為57

代時，寫成（F57）亞系（substrain）:

育成的近交系在培育過程中，由于雜合子基因的分離，基因突變的產生以及抽樣誤差導致部分遺傳組成改變而形成遺傳差異的近交系動物群。亞系分化存在以下幾種情況：

1）同一近交系在兄妹交配40代以前分離(即分支發(fā)生于F20到F40之間)，很可能由于殘余雜合性而導致形成亞系。2）同一近交系長年處于分離狀態(tài)(100代以上)，可能由于突變形成亞系。

3）已發(fā)現有遺傳差異的品系產生，這種差異的原因可能是殘留雜合、突變或遺傳污染（geneticcontamination）(即一個近交系與非本品系動物之間雜交引起遺傳改變)。

亞系的命名

在原品系的名稱后加一道斜線后表明亞系的符號。

1）數字名稱

例：DBA/1，DBA/2

2）培育或產生亞系的單位或人的縮寫英文名稱。第一個字母大寫，隨后字母小寫。例：CBA/J

3）當一個保持者保持的一個近交系具有兩個以上的亞系時，可用在數字后再加保持者的縮寫英文名稱來表示亞系。例：C57BL/6J，C57BL/10J

4）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

C57BL/6JBALB/cDBA/2J常用亞系代號：近交系動物的特點1.遺傳基因位點的純合性2.遺傳組成的同源性3.長期遺傳的穩(wěn)定性4.遺傳特征的可辨性5.表型上的一致性6.遺傳組成的獨特性7.背景資料清楚8.國際分布廣泛9.對外界因素的敏感性10.生活力弱11.飼養(yǎng)成本高兩個無血緣關系的近交系動物進行交配，得到F2代，分組分別經過連續(xù)20代以上的全同胞兄妹交配而育成的近交系列組動物。特殊類型的近交系重組近交系（recombinantinbredstrain,RI）同源突變系（coisogenicinbredstrain）兩個近郊系，除了一個指明位點等位基因不同以外，其他遺傳基因全部相同的品系。同源導入近交系（congenicinbredstrain）通過雜交-互交或回交等方式將一個基因導入到近交系中，由此形成一個新的近交系，與原品系只是在一個很小的染色體片段上基因不同。(一)封閉群動物以非近親交配方式進行繁殖生產的一個實驗動物種群，在不從其外部引入新個體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上，稱為封閉群（Closed

Colony），亦稱遠交群（Outbred

Stock）。

封閉群(closedcolony)哈迪-溫伯格（Hardy-Weinberg）定律（基因平衡定律）在隨機交配群體中，設一染色體上有兩種等位基因A和a的頻率分別為p和q，基因型AA、Aa和aa的頻率分別為p，2pq和q，則該群體為遺傳平衡群體，不隨世代變化。在世代間，遺傳平衡群體的等位基因頻率（群體中，一條染色體上某種等位基因數與該染色體上全部等位基因數之比）與基因型頻率（群體中，某基因型個體數與該群體全部個體數之比）的這種恒定關系，稱為哈迪-溫伯格（Hardy-Weinberg）定律，也稱基因平衡定律。

維持基因平衡的條件是：群體無限大，沒有突變、選擇、遷移和遺傳漂變。封閉群動物的特點1.既保持了群體的一般遺傳特性，又保持了個體間的雜合性；2.具有較強的繁殖能力和生產力；成本低、避免了近交衰退；3.封閉群中突變體所攜帶的突變基因通常導致動物在某些方面的異常，從而可以成為生理學、醫(yī)學生物學等研究的模型為了保持封閉群的遺傳異質性及基因多態(tài)性的穩(wěn)定，引種或留種的動物數量還應達到有效數量（不少于25對），避免近交系數隨繁殖代數增加而上升過快（每代近交系數上升不能超過1%）。封閉群的種群大小、選種方法及交配方法是關鍵因素常用封閉群的嚙齒類的實驗動物：昆明（KM）小鼠、NIH小鼠、LACA

小鼠、ICR小鼠、Wistar大鼠、SD大鼠、Hartley豚鼠、大耳白兔青紫蘭兔

大耳白兔Wistar大鼠昆明（KM）小鼠Hartley豚鼠青紫蘭兔(三)雜交群動物兩個近交系之間交配所繁殖的第一代動物，也稱雜交一代動物，簡稱F1（First

Generation）動物。不同于一般遺傳學上的F1（雜交一代）。兩個親雌雄互換會使F1代表型出現差異。特點：1）遺傳和表型上的均質性；2）具有雜交優(yōu)勢；3）具有同基因性。

雜交群(Hybrid

Strain)雜交群的命名：以父系名稱在前，母系名稱在后，二者之間用大寫英文字母“X”相連表示雜交。將以上部分用括號括起，再在其后標明雜交的代數（如F1、F2等）。

對品系或種群的名稱可使用通用的縮寫名稱。

例如：（C57BL/6XDBA/2）F1=B6D2F1

（NMRIXLAC）F2

B6D2F1三、實驗動物的微生物學分類

實驗動物(laboratory

animals，LA)：由人工培育，來源清楚，遺傳背景明確，對其攜帶的微生物和寄生蟲進行監(jiān)控，用于生命科學研究、藥品與生物制品生產和檢定以及其他科學研究的動物。

遺傳學要求：

近交系、封閉群、雜交群微生物和寄生蟲控制要求：

普通級動物、清潔動物、無特定病原體動物、無菌動物應用要求

：用于科學實驗實驗動物微生物控制的重要性：1）人畜共患病可致人發(fā)病甚至死亡；2）引起實驗動物的疾病和死亡；3）干擾動物實驗結果鼠念珠桿菌鼠咬熱（rat-bitefever）一級

普通動物(conventional

animal，CV)

不攜帶主要人獸共患病原和動物烈性傳染病的病原。飼養(yǎng)于普通環(huán)境。

二級

清潔動物(clean

animal，CL)除一級動物應排除的病原外，不攜帶對動物危害大和對科學研究干擾大的病原。

飼養(yǎng)于隔離環(huán)境。國家級標準。

三級

無特殊病原體動物(specific

pathogen

free

animal，SPF)除一、二級動物應排除的病原外,不攜帶主要潛在感染或條件致病和對科學實驗干擾大的病