实验动物遗传学及质量控制.pptx

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1、第二讲第二讲实验动物遗传学及质量控制实验动物遗传学及质量控制 第一节第一节 遗传学分类遗传学分类 第二节第二节 近交系动物近交系动物 第三节第三节 封闭群动物封闭群动物 第四节第四节 杂交杂交F1代代动物动物 第五节第五节 遗传质量监测遗传质量监测实验动物具有明确遗传背景并严格遗传控制的动物，实验动物具有明确遗传背景并严格遗传控制的动物，遗传因素会遗传因素会对实验结果的干扰对实验结果的干扰，甚至通过改变实验动物的遗传结构，使，甚至通过改变实验动物的遗传结构，使某些某些特定实验特定实验能顺利开展。很多生命科学的研究，要求实验动物的遗能顺利开展。很多生命科学的研究，要求实验动物的遗传结构有较高的传

2、结构有较高的同一性、稳定性和纯合度同一性、稳定性和纯合度。这就提出了实验动物。这就提出了实验动物的遗传质量和监测的问题。的遗传质量和监测的问题。目前，实验动物已目前，实验动物已培育培育出众多不同品种和品系的动物，如近交系、出众多不同品种和品系的动物，如近交系、突变系、封闭群等等。突变系、封闭群等等。 为什么实验动物要遗传学及质量监控为什么实验动物要遗传学及质量监控？ 20世纪世纪50年代年代, 罗歇尔罗歇尔(Russel) 和布鲁克和布鲁克(Bruch)： 发育环境发育环境 周围环境周围环境 基因型基因型 表现型表现型 演出型演出型 动物的基因型、表现型、演出型与环境之间的关系模式动物的基因型

3、、表现型、演出型与环境之间的关系模式 实现实验动物标准化实现实验动物标准化应从控制实验动物的遗传、应从控制实验动物的遗传、 微生物和寄生虫、营养、环境等四方面着手。微生物和寄生虫、营养、环境等四方面着手。一、实验动物按遗传学控制分类一、实验动物按遗传学控制分类 近交系动物（近交系动物（Inbred strains) 相同基因型相同基因型 杂交杂交F1代动物代动物(F1-Hybrid) 相同基因型相同基因型 封闭群动物封闭群动物(Closed-colony) 不同基因型不同基因型 突变系动物（突变系动物（Mutant strains) 不同基因型不同基因型第一节第一节 遗传学分类遗传学分类二、实

4、验动物的传统分类方法二、实验动物的传统分类方法一切动物的分类都离不开传统的生物学分类法则。每一一切动物的分类都离不开传统的生物学分类法则。每一种实验动物都可以在传统分类法中找到自己的位置。种实验动物都可以在传统分类法中找到自己的位置。以大鼠为例以大鼠为例, 它属于它属于: 脊椎动物脊椎动物门门哺乳动物哺乳动物纲纲啮齿啮齿目目鼠鼠科科大鼠大鼠属属种种(species)：是动物学分类系统上的基本单位。是动物学分类系统上的基本单位。在实验动物学中，种是指可以在实验动物学中，种是指可以相互交配且后代有繁殖能相互交配且后代有繁殖能力力的同一种类的动物。的同一种类的动物。异种动物之间存在生殖隔离。异种动物

5、之间存在生殖隔离。种、品种和品系的概念种、品种和品系的概念T品种品种(stock)是种以下的分类单位，一般指具有一些容易是种以下的分类单位，一般指具有一些容易识别和人们所需要的识别和人们所需要的性状性状，而且可以，而且可以基本稳定遗传基本稳定遗传的动的动物群体。一般用于填封闭群，如新西兰白兔、物群体。一般用于填封闭群，如新西兰白兔、Wistar大大鼠、鼠、KM小鼠等。小鼠等。T品系品系(strain)在实验动物学上把在实验动物学上把基因高度纯合基因高度纯合的动物称的动物称作品系动物，通常指近交系和突变系。作品系动物，通常指近交系和突变系。T例如，例如，C57BL/6是近交系动物中的一个品系，属

6、低癌组、是近交系动物中的一个品系，属低癌组、高补体活性的动物。裸鼠是带有突变基因高补体活性的动物。裸鼠是带有突变基因(nu/nu)的品的品系动物。系动物。T习惯上把近交系动物称为品系，封闭群动物称为品种。习惯上把近交系动物称为品系，封闭群动物称为品种。v动物分类学中，种动物分类学中，种(species)是分类的基本单位。而实验是分类的基本单位。而实验动物学中把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分成动物学中把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分成不同的品种不同的品种(stock)、品系、品系(strain)。v品种品种、品系的概念超出了一般动物学分类的概念，它们品系的概念超出了一般动物学分类的概

7、念，它们才是实验动物分类的基本单位。才是实验动物分类的基本单位。v目前，世界各地培育着目前，世界各地培育着200多种共计多种共计26000多个多个实验动物实验动物品系，其中品系，其中2607个个为常规实验动物品系。为常规实验动物品系。v我国实验动物（包括实验用动物）我国实验动物（包括实验用动物）30种共计种共计1100多个多个品品种、品系，其中常规品系种、品系，其中常规品系103个个。小鼠种系资源比较小鼠种系资源比较遗传分类遗传分类国际国际国内国内近交系近交系430320突变系突变系1161630基因工程品系基因工程品系29301000其它品系其它品系29717合计合计218201057引自引

8、自Jackson Lab websiteJackson Lab website大鼠种系资源比较大鼠种系资源比较遗传分类遗传分类国际国际国内国内常规品系常规品系163710突变系突变系3017基因工程品系基因工程品系2210其它品系其它品系430合计合计220217引自引自Jackson Lab websiteJackson Lab website三、作为品种、品系的条件三、作为品种、品系的条件 1. 相似的外貌特征相似的外貌特征 同一品系或品种具有相同的外貌特征同一品系或品种具有相同的外貌特征, 如毛色。如毛色。 但不同品系、品种的动物也有外貌相似的。但不同品系、品种的动物也有外貌相似的。BA

9、LB/cBALB/c小鼠小鼠ICRICR小鼠小鼠 2.独特的生物学特性独特的生物学特性 独特的生物学特性是一个品系、品种存在的基础独特的生物学特性是一个品系、品种存在的基础, 在长期的研在长期的研究过程中究过程中, 在一些动物身上发现了所需要的不同于其他动物的生在一些动物身上发现了所需要的不同于其他动物的生物学特性物学特性, 进行定向选择进行定向选择, 将这些特性保留下来将这些特性保留下来, 成为今天为数众成为今天为数众多的品系、品种。每个品系、品种的生物学特性都有或多或少的多的品系、品种。每个品系、品种的生物学特性都有或多或少的差别。差别。 例如例如A品系品系, 在经产鼠中高发乳腺癌（在经产

10、鼠中高发乳腺癌（30-80%）; AKR品系自发淋巴细胞白血病（品系自发淋巴细胞白血病（68%-99%）; 封闭群封闭群ICR品种繁殖能力强。品种繁殖能力强。 3.稳定的遗传性能稳定的遗传性能 作为一个品系，不仅要有相似的外貌特征，作为一个品系，不仅要有相似的外貌特征， 独特的生物学特性，独特的生物学特性， 更重要的是要有稳定的遗传性能，更重要的是要有稳定的遗传性能， 即在品系、品种自群繁殖时，即在品系、品种自群繁殖时， 能将其特性稳定地传给后代。能将其特性稳定地传给后代。 换言之，换言之， 就是一个品系、品种必须具有一定的育种价值。就是一个品系、品种必须具有一定的育种价值。 4. 共同的遗传

11、来源和一定的遗传结构共同的遗传来源和一定的遗传结构任何品系、品种都可追溯到其共同的祖先，并由此分支任何品系、品种都可追溯到其共同的祖先，并由此分支经选育而成，其遗传结构也应是独特的。经选育而成，其遗传结构也应是独特的。例如，例如，KM小鼠小鼠Glo-l位点为位点为a基因，为单一型，而基因，为单一型，而NIH小鼠在该基因呈多态分布，小鼠在该基因呈多态分布，a、b型基因频率分别为型基因频率分别为67和和33。如果将上述两个品种建立基因概貌就发现它们。如果将上述两个品种建立基因概貌就发现它们在基因概貌上的差异，而品种内这种差异是有限的。在基因概貌上的差异，而品种内这种差异是有限的。 一、基本概念一、

12、基本概念 1. 近交（近交（inbreeding)： 遗传上血缘关系较近的雌雄个体之间的近亲交配。遗传上血缘关系较近的雌雄个体之间的近亲交配。 2.近交方式：近交方式：全同胞交配全同胞交配亲子交配亲子交配半同胞半同胞叔侄叔侄祖孙等交配类型祖孙等交配类型第二节第二节 近交系动物近交系动物近交系数近交系数 coefficient of inbreeding 根据近亲交配的世代数，将基因的纯化程度用百分比来表示。根据近亲交配的世代数，将基因的纯化程度用百分比来表示。理论上，随着同胞交配或亲子交配世代数的增加，近交系数上升，理论上，随着同胞交配或亲子交配世代数的增加，近交系数上升，到到20代时，近交系

13、数可达代时，近交系数可达98.6，杂合基因仅剩，杂合基因仅剩1.4。血缘系数血缘系数coefficient of relationship 群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示。同卵群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示。同卵孪生子之间的基因组成完全相同时孪生子之间的基因组成完全相同时, 血缘系数为血缘系数为100，子代从双，子代从双亲中获得基因各一半，亲子之间的血缘系数为亲中获得基因各一半，亲子之间的血缘系数为50。随着近交代。随着近交代数增加，血缘系数相应不断升高，到第数增加，血缘系数相应不断升高，到第20代时血缘系数可以达到代时血缘系数可以达到99.6%。3.3.近交程

14、度：近交程度：近交代数与近交系数近交代数与近交系数近交代数近交代数近交系数（近交系数（F）近交代数近交代数近交系数（近交系数（F）10.250110.90820.375120.92630.500130.94040.594140.95150.672150.96160.734160.96870.785170.97480.826180.97990.859190.983100.886200.986举例：巴马香猪举例：巴马香猪举例：版纳小耳猪（滇南小耳猪），举例：版纳小耳猪（滇南小耳猪）， 云南农业大学曾养志教授已近交云南农业大学曾养志教授已近交2020代。代。 至少经过至少经过2020代以上代以上的连

15、续全同胞交配或亲子交配，品系内所有的连续全同胞交配或亲子交配，品系内所有个体都可追溯到起源于第个体都可追溯到起源于第2020代或以后代数的一对共同祖先的动物代或以后代数的一对共同祖先的动物群。群。近交系数大于近交系数大于99%99%。这种动物在自然界并不存在，是经人工。这种动物在自然界并不存在，是经人工专门培育而成。专门培育而成。 5.5.近交衰退：近交衰退： 在近亲繁殖的实践中，通常伴随着遗传缺陷的出现，生命早亡在近亲繁殖的实践中，通常伴随着遗传缺陷的出现，生命早亡较多，动物体质普遍较差，并且较为容易感染疾病，生产能力和较多，动物体质普遍较差，并且较为容易感染疾病，生产能力和隐性基因暴露增多

16、，这个现象叫隐性基因暴露增多，这个现象叫“近交衰退近交衰退”。 这种有害影响是由于若干对不利的隐性基因纯合造成的，如不这种有害影响是由于若干对不利的隐性基因纯合造成的，如不能产生正常生活所需要的酶，或者产生不正常的蛋白质和其它化能产生正常生活所需要的酶，或者产生不正常的蛋白质和其它化合物，或激素的不平衡。合物，或激素的不平衡。 4.4.近交系动物的定义：近交系动物的定义： 衰退的原因：衰退的原因： 随着纯合基因位点的增多，有害的随着纯合基因位点的增多，有害的隐性基因暴露增多隐性基因暴露增多，一般有，一般有害基因为隐性基因，其性状被正常的显性基因所掩盖，当隐性基害基因为隐性基因，其性状被正常的显

17、性基因所掩盖，当隐性基因纯合时，常表现出遗传缺陷。因纯合时，常表现出遗传缺陷。 多基因平衡的破坏多基因平衡的破坏导致生命活动的异常。过去认为导致生命活动的异常。过去认为“一个基因一个基因一个酶一个酶”，忽视了基因之间的作用。现在证明基因之间有相互作，忽视了基因之间的作用。现在证明基因之间有相互作用，虽然相互的影响很小，但是由于长期的自然选择、优胜劣汰用，虽然相互的影响很小，但是由于长期的自然选择、优胜劣汰的结果，使得有利生存的组合保存下来，近交使平衡关系破坏，的结果，使得有利生存的组合保存下来，近交使平衡关系破坏，引起异常。引起异常。 实践证明，实践证明，近交到近交到7 78 8代，最为困难，

18、往往有断代危险，随着代，最为困难，往往有断代危险，随着代数上升，可慢慢稳定。代数上升，可慢慢稳定。5.5.近交衰退：近交衰退：小鼠标准化遗传命名国际委员会小鼠标准化遗传命名国际委员会近交系小鼠国际命名法近交系小鼠国际命名法 International Committee On Standardized Genetic Nomenclature for MiceMouse News Letter小鼠新闻通讯小鼠新闻通讯Inbred strain of Mice近交系小鼠近交系小鼠（1 1）一般以大写英文字母命名，应尽量简短，）一般以大写英文字母命名，应尽量简短，1 14 4个字母，例如：个字母，

19、例如：A、DBA。（2 2）有些命名可在大写字母中间加一些阿拉伯数字，如：）有些命名可在大写字母中间加一些阿拉伯数字，如：C3H，C57BL等。等。（3 3）近交系的代数用大写的英文字母）近交系的代数用大写的英文字母F F表示，例如：当一个近交系的代数为表示，例如：当一个近交系的代数为8787代代时，写成（时，写成（F87）。如果资料不全，可以只写已知的代数，如）。如果资料不全，可以只写已知的代数，如AKR（F?+10）。）。（4 4）有时一些较早使用的非正规命名，已广泛为国际所共识，可以沿用。如）有时一些较早使用的非正规命名，已广泛为国际所共识，可以沿用。如615615、129129、101

20、101等；而昆明种小鼠、津白等；而昆明种小鼠、津白I I、津白、津白IIII、中国、中国1 1号则改为号则改为KM、TA1、TA2和和C-1等。等。6. 6. 近交系动物的命名近交系动物的命名 7.亚系亚系(substrain): 是指育成的近交系在培育过程中，由于杂合子基因的分离，基因突变的产生是指育成的近交系在培育过程中，由于杂合子基因的分离，基因突变的产生以及抽样误差导致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群。以及抽样误差导致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群。 亚系分化存在以下几种情况：亚系分化存在以下几种情况：同一近交系在兄妹交配同一近交系在兄妹交配40代以前分离代以

21、前分离(即分支发生于即分支发生于F20到到F40之间之间)，很可能，很可能由于残余杂合性而导致形成亚系。由于残余杂合性而导致形成亚系。同一近交系长年处于分离状态同一近交系长年处于分离状态(100代以上代以上), 可能由于突变形成亚系。可能由于突变形成亚系。已发现有遗传差异的品系产生，这种差异的原因可能是残留杂合、突变或遗已发现有遗传差异的品系产生，这种差异的原因可能是残留杂合、突变或遗传污染（传污染（genetic contamination）(即一个近交系与非本品系动物之间杂交引起即一个近交系与非本品系动物之间杂交引起遗传改变遗传改变)。 亚系的命名亚系的命名在原品系的名称后加在原品系的名称

22、后加一道斜线后一道斜线后表明亚系的符号。表明亚系的符号。1. 数字名称数字名称 例：例：DBA/1，DBA/22. 培育或产生亚系的单位或人的缩写英文名称。第一个字母大写，培育或产生亚系的单位或人的缩写英文名称。第一个字母大写，随后字母小写。例：随后字母小写。例：CBA/J3. 当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的亚系时，可用在当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的亚系时，可用在数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。例：数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。例：C57BL/6J，C57BL/10J亚系命名方法例外情况亚系命名方法例外情况 一些建立及命名较早，且人们所知的近交系

23、，亚系名称可用小一些建立及命名较早，且人们所知的近交系，亚系名称可用小写英文字母表示。例：写英文字母表示。例：BALB/c 8.支系支系(subline): 当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性处理时，当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性处理时，也有可能对近交系的某些生物学特征产生影响，这些特也有可能对近交系的某些生物学特征产生影响，这些特征可能是遗传性的，也可能是非遗传性的。如：代乳、征可能是遗传性的，也可能是非遗传性的。如：代乳、受精卵或胚胎移植、卵巢移植、冷冻保存和人工哺乳等。受精卵或胚胎移植、卵巢移植、冷冻保存和人工哺乳等。这些处理在某些实验中会影响实验结果，因此有必要对这些处理在

24、某些实验中会影响实验结果，因此有必要对同一品系或亚系进行区分，这些经过处理的动物可视为同一品系或亚系进行区分，这些经过处理的动物可视为这些近交系或亚系的支系。这些近交系或亚系的支系。1. 经人为技术处置形成的支系，应在原品系名称后附加一个小写英经人为技术处置形成的支系，应在原品系名称后附加一个小写英文字母标明处理方式。具体符号：文字母标明处理方式。具体符号：精子移植精子移植 e; 卵巢移植卵巢移植 o; 奶母奶母代乳代乳 f; 人工喂养人工喂养 h; 人工喂养人工喂养+奶母代乳奶母代乳 fh 例：例：C3HfC57BL/6，表示由，表示由C57BL/6品系代乳的品系代乳的C3H近交系近交系2.

25、 由引种形成的支系，在原品系或亚系名称后加一斜线，然后标明由引种形成的支系，在原品系或亚系名称后加一斜线，然后标明引入单位的英文缩写名称。引入单位的英文缩写名称。 例：例：NC/S3. 用代乳等人为技术处置的目的之一是去除或植入垂直感染的病毒。用代乳等人为技术处置的目的之一是去除或植入垂直感染的病毒。当去除或植入的病毒十分明确时，用下面方法表示。在品系名称当去除或植入的病毒十分明确时，用下面方法表示。在品系名称后后加一横线加一横线，以大写英文字母标明病毒的名称，最后加上一个，以大写英文字母标明病毒的名称，最后加上一个“+”或或“-”的符号分别表示植入或去除。的符号分别表示植入或去除。 例：例：

26、C3H/HeNMTV+支系的命名支系的命名9.常用小鼠近交系名称缩写常用小鼠近交系名称缩写品系名品系名缩写缩写品系名品系名缩写缩写AKRAKC57BL/10B10BALB/cCC57BRR111CBACBDBA/1D1C3HC3DBA/2D2C57LLHRS/JHRC57BL/6B6STSS常用英文缩写符号常用英文缩写符号ICLAS ICLAS 国际实验动物科学委员会国际实验动物科学委员会(International Committee of Laboratory (International Committee of Laboratory Animal Science)Animal Scie

27、nce)WHO WHO 世界卫生组织（世界卫生组织（World Health OrganizationWorld Health Organization）NIHNIH或或N N 美国国立卫生研究所（美国国立卫生研究所（National Institute of HealthNational Institute of Health）COBS COBS 以无菌手段剖腹取出后饲养在屏障环境的动物（以无菌手段剖腹取出后饲养在屏障环境的动物（ceasarearceasarear originated originated barrier barrier sustaiedsustaied）An An 美国

28、国立肿瘤研究所美国国立肿瘤研究所H.B.AndewontH.B.Andewont博士博士BirBir Birmingham Birmingham大学肿瘤研究所大学肿瘤研究所ICR ICR 美国国立肿瘤研究所美国国立肿瘤研究所(Institute for Cancer Research) (Institute for Cancer Research) GroGro 荷兰荷兰GroningenGroningen大学遗传研究所大学遗传研究所J J或或JaxJax 美国杰克逊实验室（美国杰克逊实验室（Jackson Jackson MemoriaiMemoriai Laboratory Laborat

29、ory）JCR JCR 日本国立肿瘤研究所日本国立肿瘤研究所(Japan National Institute for Cancer Research)(Japan National Institute for Cancer Research)LacLac英国医学研究委员会（英国医学研究委员会（Medical Research Medical Research Committee,MRCCommittee,MRC）实验动物中心）实验动物中心(Laboratory Animal (Laboratory Animal Centre,LacCentre,Lac) ) 二、近交系动物的特性二、近交系动

30、物的特性1、同和性、同和性 在一个近交系内所有动物的所有基因位点都是纯合子，个体之在一个近交系内所有动物的所有基因位点都是纯合子，个体之间、祖代个体与后代个体之间都是纯合子。间、祖代个体与后代个体之间都是纯合子。2、同基因性、同基因性 一个近交系中所有个体在遗传上是同源的，所有个体都可追溯一个近交系中所有个体在遗传上是同源的，所有个体都可追溯到一对共同祖先。个体之间可进行器官移植、皮肤移植、肿瘤移到一对共同祖先。个体之间可进行器官移植、皮肤移植、肿瘤移植。植。3、一致性、一致性 近交系动物任何可遗传的体征都是一致的，如血型、组织型、近交系动物任何可遗传的体征都是一致的，如血型、组织型、形态上的

31、特征、行为的类型。如个体间出现差异，是环境不均一形态上的特征、行为的类型。如个体间出现差异，是环境不均一造成的。造成的。二、近交系动物的特性二、近交系动物的特性4、长期的遗传稳定性、长期的遗传稳定性 近交系动物在遗传上是稳定的。遗传变异或基因突变的机率近交系动物在遗传上是稳定的。遗传变异或基因突变的机率极低，并及时清楚遗传变异的动物。如极低，并及时清楚遗传变异的动物。如DBA小鼠已维持近小鼠已维持近100年。年。5 5、可分辨性、可分辨性 近交系动物在遗传上已有分型，可根据这些位点的分型很快近交系动物在遗传上已有分型，可根据这些位点的分型很快地将两个外貌相似的近交系分辨出来。地将两个外貌相似的

32、近交系分辨出来。6 6、个体性、个体性 从整个近交系动物来看，每个品系在遗传上都是独立的，在从整个近交系动物来看，每个品系在遗传上都是独立的，在某些情况下，品系间的差别显示在量上，而不在质上。便于筛选某些情况下，品系间的差别显示在量上，而不在质上。便于筛选。如津白如津白I I（TA1）为抗癌品系，而津白）为抗癌品系，而津白IIII（TA2）为高乳腺癌。）为高乳腺癌。 7 7、 分布的广泛性分布的广泛性 大部分近交系动物分布在世界各地，不同地区、不同国家的大部分近交系动物分布在世界各地，不同地区、不同国家的科学家有可能去重复或验证已取得的理论和数据。科学家有可能去重复或验证已取得的理论和数据。8

33、 8、背景资料和数据较为完善、背景资料和数据较为完善 近交系动物在培养和保存过程中都有详细的记录。对于设计近交系动物在培养和保存过程中都有详细的记录。对于设计新的实验和解释所得结果提供了便利条件。新的实验和解释所得结果提供了便利条件。 三近交系动物的分类和应用三近交系动物的分类和应用 普通近交系普通近交系 重组近交系重组近交系 同源近交系：同源近交系： 同源突变近交系同源突变近交系 同源导入近交系同源导入近交系 分离近交系分离近交系1.普通近交系普通近交系: 普通近交系动物是通过至少（或相当）普通近交系动物是通过至少（或相当）20代以上兄妹或亲子交配之后培育成。代以上兄妹或亲子交配之后培育成。

34、 应用：应用：节省样本量。节省样本量。组织细胞或肿瘤移植组织细胞或肿瘤移植, 个体间相容性一致。个体间相容性一致。隐性纯合基因的暴露，获得先天性畸形及先天性疾病的动物隐性纯合基因的暴露，获得先天性畸形及先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。模型，如糖尿病、高血压等。某些品系自发或诱发肿瘤，成为肿瘤病因学，肿瘤药理模型。某些品系自发或诱发肿瘤，成为肿瘤病因学，肿瘤药理模型。多个近交系同时使用，分析不同的遗传组成对某项实验结果多个近交系同时使用，分析不同的遗传组成对某项实验结果的影响，或观察实验结果是否具有普遍意义。的影响，或观察实验结果是否具有普遍意义。 2.重组近交系重组近交系( reco

35、mbinant inbreed strain, RI) 由两个无血缘关系的近交系杂交后，得到由两个无血缘关系的近交系杂交后，得到F2代，分组分别代，分组分别继续继续20代以上的兄妹交配而育成的近交系动物。为重组近交系提代以上的兄妹交配而育成的近交系动物。为重组近交系提供亲代的两个近交系称为祖系。该品系动物既具有其双亲品系的供亲代的两个近交系称为祖系。该品系动物既具有其双亲品系的特性特性。 应用：应用：重组近交系对祖系间有差异的性状和基因进行遗传分析是重组近交系对祖系间有差异的性状和基因进行遗传分析是非常有用实验材料。非常有用实验材料。 命名：命名： 用大写英文用大写英文“X”号将两个亲代近交系

36、动物的缩写符号连号将两个亲代近交系动物的缩写符号连在一起后，按顺序冠以在一起后，按顺序冠以A B C 字母，或加上一波折号，标上阿字母，或加上一波折号，标上阿拉伯数字。如：拉伯数字。如：BALB/c和和 C57BL/6两个近交系杂交育成的一组两个近交系杂交育成的一组重组近交系，分别命名重组近交系，分别命名CXB1、CXB2等。等。3.同源突变近交系同源突变近交系(coisogenic inbred strain) ：（1）突变系动物）突变系动物 是带有是带有突变基因突变基因的品系动物。动物遗传基因发生突变而具有某些特殊性状的品系动物。动物遗传基因发生突变而具有某些特殊性状表现。人们把发现的具有

37、基因突变的动物称为表现。人们把发现的具有基因突变的动物称为突变株突变株，相同突变株的动物，相同突变株的动物为为突变系突变系。有近交突变系，也有远交突变种。有近交突变系，也有远交突变种。（2）同源突变近交系）同源突变近交系 两个近交系除了两个近交系除了一个指明位点等位基因不同一个指明位点等位基因不同外，其它遗传基因全部相同的外，其它遗传基因全部相同的品系。是某个近交系在某基因位点上发生突变而分离出的近交系亚系，与品系。是某个近交系在某基因位点上发生突变而分离出的近交系亚系，与原近交系的差异只是发生突变的基因位点上带有不同的基因，而其它位点原近交系的差异只是发生突变的基因位点上带有不同的基因，而其

38、它位点上的基因完全相同。上的基因完全相同。（3）同源突变近交系的命名）同源突变近交系的命名 在品系（亚系）的名称之后在品系（亚系）的名称之后加连字符和突变基因符号（加连字符和突变基因符号（斜体斜体） 当突变基因处于当突变基因处于杂合子状态杂合子状态时，符号中应包括一个时，符号中应包括一个正号正号来指示来指示 同源突变近交系的代数用同源突变近交系的代数用M M表示表示 如：如：NIH-nu/nu，NIH-nu/+；BALB/c-nu/nu；BALB/c-nu/+； 如：如：C57BL/6J-bg表示表示C57BL/6J携带携带bg基因；基因； 如：如：C57BL/6J-bg/+； 如：如：C57

39、BL/6J-bg(F58+M+F20)表示表示C57BL/6J第第58代突变，然后又代突变，然后又进行进行20代近交代近交。（4）常见的突变系（突变近交系）常见的突变系（突变近交系） 肥胖症与糖尿病小鼠（肥胖症与糖尿病小鼠（obesity and diabetes，ob): ob突变系小鼠纯合子突变系小鼠纯合子46周龄时，糖尿病开始发作，周龄时，糖尿病开始发作，910周龄发病率最高，所患糖尿病与人的糖尿病非常相似，在临床周龄发病率最高，所患糖尿病与人的糖尿病非常相似，在临床医学研究经常采用。医学研究经常采用。肌肉萎缩症小鼠（肌肉萎缩症小鼠（Dystrophia muscularis，dy）:

40、dy纯合子小鼠出生纯合子小鼠出生2周之内后肢萎缩，步行困难，与人的肌周之内后肢萎缩，步行困难，与人的肌肉营养障碍症十分相似。肉营养障碍症十分相似。 无胸腺裸小鼠（无胸腺裸小鼠（Nude mice，nu）: T淋巴细胞功能缺陷小鼠。淋巴细胞功能缺陷小鼠。4.4.同源导入近交系同源导入近交系( (congeniccongenic inbred strain inbred strain) )： 通过通过基因导入基因导入的方法将一个目的基因导入某个近交系的基的方法将一个目的基因导入某个近交系的基因组内，由此形成的一个近交系与原来的近交系只是在一个很小因组内，由此形成的一个近交系与原来的近交系只是在一个

41、很小的染色体片段上基因不同。的染色体片段上基因不同。 同源导入近交系命名：同源导入近交系命名：命名是在背景品系的全名或缩写符号后，命名是在背景品系的全名或缩写符号后，加某些符号加某些符号. .一个圆点一个圆点和一个供体品系符号的缩写，然后加连字符与目的基因和一个供体品系符号的缩写，然后加连字符与目的基因符号。如：符号。如：B10B10 129-129-H-2H-2b b，表示以表示以C57BL/10sn(=B10)C57BL/10sn(=B10)为遗传背景为遗传背景的品系，导入的品系，导入129129品系上的等位基因品系上的等位基因H-2H-2b b。如果用同样的供体作几次导入，用括号里的数字

42、或字母来区分导如果用同样的供体作几次导入，用括号里的数字或字母来区分导入的第几次。例如：入的第几次。例如：B10B10 129(12M129(12M)-)-H-2H-2b b，表示背景品系是表示背景品系是B10B10，第第1212次导入了次导入了129129品系的品系的H-2H-2b b等位基因。等位基因。 供体品系不是近交系，或遗传的差异是复杂的，或这个品系已广供体品系不是近交系，或遗传的差异是复杂的，或这个品系已广泛使用而众所周知时，可使用稍微不完整的符号。如泛使用而众所周知时，可使用稍微不完整的符号。如BALB/c-BALB/c-nunu/+/+表示携带杂合表示携带杂合nunu基因的基因

43、的BALB/cBALB/c品系品系. . 同源近交系的应用：同源近交系的应用：在同一遗传背景下比较某基因位点上不同等位基因的遗传效应。在同一遗传背景下比较某基因位点上不同等位基因的遗传效应。在不同遗传背景中研究同一基因与遗传背景及其它基因的关系。在不同遗传背景中研究同一基因与遗传背景及其它基因的关系。消除杂合遗传背景对某些突变基因表达的影响，以获得更为稳定消除杂合遗传背景对某些突变基因表达的影响，以获得更为稳定的实验动物模型。的实验动物模型。对复杂的多基因性状进行遗传分析。对复杂的多基因性状进行遗传分析。 1、动物的交配方式：动物的交配方式： 近交、杂交、远缘交配、随机交配近交、杂交、远缘交配

44、、随机交配 2、近交系保种：、近交系保种：育成的近交系严格按全同胞方式进行交配。育成的近交系严格按全同胞方式进行交配。育成的近交系不得与其他品系杂交。育成的近交系不得与其他品系杂交。近交系有特异的遗传特性，保种过程随时分离或淘汰遗传变近交系有特异的遗传特性，保种过程随时分离或淘汰遗传变异的个体。异的个体。近交繁殖力低，选择繁殖力高的，淘汰繁殖力低的家系。近交繁殖力低，选择繁殖力高的，淘汰繁殖力低的家系。对个体进行详细记录和建立系谱。对个体进行详细记录和建立系谱。四、近交系动物的维持四、近交系动物的维持四、近交系动物的维持四、近交系动物的维持 3、近交系生产：、近交系生产： 基础群基础群：严格以

45、全同胞兄妹方式交配：严格以全同胞兄妹方式交配 血缘扩大群血缘扩大群：全同胞兄妹方式交配：全同胞兄妹方式交配 生产群生产群：从基础群和血缘扩大群引入动物随机交配，繁殖代数不：从基础群和血缘扩大群引入动物随机交配，繁殖代数不超过超过4代。代。 第三节第三节 封闭群动物封闭群动物群体的概念群体的概念 所谓群体是指生物的一个种、一个亚种、一个品系、所谓群体是指生物的一个种、一个亚种、一个品系、品种或其它类群的所有成员之和。在生物的进化历史中，品种或其它类群的所有成员之和。在生物的进化历史中，单个生物个体的存在与否是无意义的，生物只有以群体单个生物个体的存在与否是无意义的，生物只有以群体的方式生存，这个

46、物种才能存在与发展。的方式生存，这个物种才能存在与发展。 基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率 基因频率（基因频率（gene frequency）就是在一个群体中某一种基因的数就是在一个群体中某一种基因的数量与占据同一基因座的全部等位基因总数的比例，取值范围在量与占据同一基因座的全部等位基因总数的比例，取值范围在0到到1之间，通常写成小数的形式之间，通常写成小数的形式 。 基因型频率（基因型频率（genotype frequency）就是在二倍体的生物群体中，就是在二倍体的生物群体中，某一个基因座的特定基因型某一个基因座的特定基因型(如如AA、Aa和和aa）在其全部基因型中）在其全部基因型

47、中所占的比例，取值范围在所占的比例，取值范围在0到到1之间，通常也写成小数的形式。之间，通常也写成小数的形式。Hardy-Weinberg定律定律 在一个大的随机交配的群体内，如果没有突变，选择和迁移因在一个大的随机交配的群体内，如果没有突变，选择和迁移因素的干扰，则该群体每一世代基因频率和基因型频率保持不变。素的干扰，则该群体每一世代基因频率和基因型频率保持不变。一个群体既不以近交形式进行交配，也不引入任何外来血缘，在一个群体既不以近交形式进行交配，也不引入任何外来血缘，在封闭条件下交配繁殖，从而保持了群体的一般遗传特征，又具有封闭条件下交配繁殖，从而保持了群体的一般遗传特征，又具有杂合性，

48、我们称之为杂合性，我们称之为封闭群。封闭群。ICLAS( (国际实验动物科学委员会国际实验动物科学委员会) )规定，以非近亲交配方式进行规定，以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新的血缘条件下，至少连繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新的血缘条件下，至少连续繁殖续繁殖4代以上称为封闭群。代以上称为封闭群。封闭群可分为封闭群可分为远交种远交种（outbred）和）和突变种突变种。一、一、 封闭群（封闭群（closed colony)closed colony)二、封闭群动物的特点及应用二、封闭群动物的特点及应用1、封闭群动物避免了近亲交配，具有较强的繁殖力和生活力，、封闭群动物

49、避免了近亲交配，具有较强的繁殖力和生活力，表表现为每胎产子多，胎间隔较短，仔鼠死亡率低，生长快，成熟早，现为每胎产子多，胎间隔较短，仔鼠死亡率低，生长快，成熟早，寿命长，对疾病的抵抗力强。在饲养繁殖过程中无需详细记录谱寿命长，对疾病的抵抗力强。在饲养繁殖过程中无需详细记录谱系，成本低，易繁殖，可大量生产，充足供应。广泛应用于一般系，成本低，易繁殖，可大量生产，充足供应。广泛应用于一般实验及学生的教学实验。实验及学生的教学实验。2、封闭群动物（远交种）的遗传组成具有很高的杂合性，、封闭群动物（远交种）的遗传组成具有很高的杂合性，类似于类似于人类群体遗传异质性的遗传组成，用于人类遗传学研究、药物筛

50、人类群体遗传异质性的遗传组成，用于人类遗传学研究、药物筛选、毒物试验，生物制品和化学药品的鉴定等方面。选、毒物试验，生物制品和化学药品的鉴定等方面。 3、由于封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性，所以在遗传、由于封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性，所以在遗传学研究中可作为选择实验的基础群体，用于对一些性状遗传力的学研究中可作为选择实验的基础群体，用于对一些性状遗传力的研究。研究。 4、封闭群动物的、封闭群动物的突变种突变种携带的携带的突变基因突变基因通常可导致动物某些方通常可导致动物某些方面的异常，成为生理学、胚胎学和医学研究的模型。如面的异常，成为生理学、胚胎学和医学研究的模型。如SHR大