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1、第二章实验动物遗传第二章实验动物遗传学学第1页，此课件共107页哦 本章简要介绍了实验动物遗传学的基本知识，实验动物的遗传分类和命名方法；近交系、封闭群、杂交群动物等的基本概念及其特点。通过本章的学习，了解实验动物遗传学上分类和不同遗传类别实验动物的特点。第2页，此课件共107页哦本章重点本章重点1 1、基本、基本概概念：品念：品种种、品系、近交系、品系、近交系动物、物、杂交群、交群、杂交交F1F1代代动物物、封、封闭群群动物、物、亚系系、支系、支系2 2、实验动物的物的遗传学学分分类，各，各类实验动物的特物的特点和点和应用用3 3、作、作为一一个个品品种种、品系、品系应该具具备的特点。的特点
2、。4 4、各、各类实验动物的命名。物的命名。第3页，此课件共107页哦 20世纪世纪50年代，罗歇尔年代，罗歇尔(Russel)和布鲁克和布鲁克(Bruch)：基因型基因型 表表现型型 演出型演出型 动物的基因型、表物的基因型、表现型、演出型型、演出型与与环境之境之间的的关关系模式系模式周周围环境境发育育环境境胚胚胎胎期期、哺哺乳乳期期生活环境、生活环境、实验环境实验环境生生物物反反应应现现象象，对对实实验验产产生生相相应应反反应应酶、蛋白质、动物酶、蛋白质、动物形态、新陈代谢特形态、新陈代谢特征征基基因因、染染色色体体、DNADNA及及构构象象实现实验动物物标准化准化应从从控制控制实验动物的
3、物的遗传、微生物和寄生虫、微生物和寄生虫、营养养、环境境等四方面着手。等四方面着手。第4页，此课件共107页哦 从从遗传学学角度角度讲，实验动物物应是具有明确是具有明确遗传背景背景并并受受严格格遗传控制的，控制的，属属于于遗传限定限定性性动物。物。实验动物的物的遗传背景背景与与反反应特性是影特性是影响响实验结果的重要因素，不同果的重要因素，不同遗传背景背景与与反反应性的性的实验动物，物，对同一刺激有同一刺激有时可引可引出不同出不同质和量的反和量的反应。第5页，此课件共107页哦C57BL/6J小鼠照射后小鼠照射后3mC3H/HeN小鼠照射后小鼠照射后3m照射野部位出现脱毛和毛发变白现照射野部位
4、出现脱毛和毛发变白现照射野部位出现脱毛和毛发变白现照射野部位出现脱毛和毛发变白现象象象象第6页，此课件共107页哦第一第一节 实验动物的分物的分类一切一切动物的分物的分类都离不都离不开开传统的生物的生物学学分分类法法则。每一每一种种实验动物都可以在物都可以在传统分分类法中找到自己的位置。法中找到自己的位置。以大鼠以大鼠为例，例，它属它属于于:脊索脊索动物物门哺乳哺乳动物物纲啮齿目目 鼠鼠科科大家鼠大家鼠属属大家鼠大家鼠种种界界-门门-纲纲-目目-科科-属属-种种一、一、实验动物在物在动物分物分类学学上的位置上的位置第7页，此课件共107页哦近交系动物（近交系动物（Inbred strains)
5、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遗传特点特点基因基因类型型二、实验动物按遗传学控制分类二、实验动物按遗传学控制分类突突变系系动物（物（mutant strain animalmutant strain animal）第8页，此课件共107页哦遗传限定的限定的动物物相同基因相同基因类型型不同基因不同基因类型型近交系近交系封封闭群群同同源源突突变近近交交系系同同源源导入入近近交交系系分分离离近近交交系系重重组近近交交系系杂交交F1F1代代远交交种种突突变种种品系品系品系品
6、系品品品品种种种种第9页，此课件共107页哦种种(species)(species)：是是动物物学学分分类系系统上上的的基基本本单位。位。为一群形态相似、能相互交配的自然群体，为一群形态相似、能相互交配的自然群体，它们在生殖上与其他群体相隔离。它们在生殖上与其他群体相隔离。三、三、种、品种和品系的概念种、品种和品系的概念第10页，此课件共107页哦品品种种(stock)stock)：是是人人们根根据据不不同同需需要要而而对动物物进行行改改良良、选择，即即定定向向培培育育，并并具具有有某某种种特特定定外外形形和和生生物物学学特特性的性的动物群体，其特性能物群体，其特性能较稳定地定地遗传。如新西如
7、新西兰白白兔兔、青青紫紫兰兔兔、日本大耳白、日本大耳白兔兔。新西新西兰兔兔第11页，此课件共107页哦品品系系(strain)：即即“株株”，为为实实验验动动物物学学的的专专用用名名词词。指指来来源源明明确确，并并采采用用某某种种交交配配方方法法繁繁殖殖，而而具具有有相相似似的的外外貌貌、独独特特的的生生物物学学特特征征和和稳稳定定的的遗遗传传特特性性，可可用用于不同实验目的的动物群体。于不同实验目的的动物群体。例例如如，C57BL/6是是近近交交系系动动物物中中的的一一个个品品系系，属属低低癌癌组组、高高补补体体活活性性的的动动物物。肌萎缩症肌萎缩症(dystrophia musculari
8、s)小鼠是带有突变基因小鼠是带有突变基因(dy/dy)的品系动物。的品系动物。第12页，此课件共107页哦动动物物分分类类学学中中，种种(species)是是分分类类的的基基本本单单位位。而而实实验验动动物物学学中中把把同同一一种种动动物物中中具具有有不不同同遗遗传传特特性性的的动动物物分分成成不不同的同的品种品种(stock)、品系、品系(strain)。品品种种(stock)(stock)和和品品系系(strain)(strain)是是实实验验动动物物的的基基本本分分类类单位。单位。是人工选择的产物是人工选择的产物。习惯上：近交系上：近交系动物物称称为品系品系 封封闭群群动物物称称为品品种
9、种例如：例如：C57BLC57BL6 6小鼠是近交系小鼠是近交系动物中的一物中的一个个品系，品系，KMKM小鼠是封小鼠是封闭群中的群中的一一个个品品种种。KMKM小鼠小鼠第13页，此课件共107页哦四、作为品种、品系的条件四、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，如毛色。同一品系或品种具有相同的外貌特征，如毛色。毛色是黑色的毛色是黑色的毛色是白色的毛色是白色的毛色是淡棕色的毛色是淡棕色的第14页，此课件共107页哦2.独特的生物学特性独特的生物学特性 独独特特的的生生物物学学特特性性是是一一个个品品系系、品品种种 存存在在的基的基础。在在长长期
10、期的的研研究究过过程程中中，在在一一些些动动物物身身上上发发现现了了所所需需要要的的不不同同于于其其他他动动物物的的生生物物学学特特性性，进进行行定定向向选选择择，将将这这些些特特性性保保留留下下来来，成成为为今今天天为为数数众众多多的的品品系系、品品种种。每每个个品品系系、品品种种的的生生物物学特性都有或多或少的差别。学特性都有或多或少的差别。例例如如A A品品系系，在在经产鼠鼠中中高高发乳乳腺腺肿瘤瘤，对致致癌癌物物质敏敏感感，易易产生生肺肺癌癌，老老年年鼠鼠多多有有肾脏病病变；AKRAKR品品系系自自发淋淋巴巴细胞胞白白血血病病（60%-90%60%-90%）；）；ICRICR品品种种繁
11、殖能力强。繁殖能力强。第15页，此课件共107页哦 作作为一一个个品品系系或或品品种种，不不仅要要有有相相似似的的外外貌貌特特征征，独独特特的的生生物物学学特特性性，更更重重要要的的是是要要有有稳定定的的遗传性性能能，即即在在品品系系、品品种种自自群群繁繁殖殖时，能能将将其特性其特性稳定地定地传给后代。后代。（三）（三）稳定的定的遗传性能性能如：DBA系已维持了70多年，C57BL系已维持60多年，至今仍与原品系极相似。第16页，此课件共107页哦任任何何品品系系、品品种种都都可可追追溯溯到到其其共共同同的的祖祖先先，并并由由此此分分支支经经选选育育而而成成。任任何何品品系系、品品种种遗遗传传
12、结结构构也也应应是是独独特的。特的。例如：例如：KMKM小鼠小鼠Glo1(Glo1(乙二乙二醛酶酶1 1）位点为位点为a a基因单一基因单一型，而型，而NIHNIH小鼠在该位点基因呈多态性分布，小鼠在该位点基因呈多态性分布，a a、b b基因频率分别为基因频率分别为6767和和3333。（四）具有共同的（四）具有共同的遗传来来源和一定的源和一定的遗传结构构KMKM小鼠小鼠NIH小鼠小鼠第17页，此课件共107页哦近近交交系系小小鼠鼠的的起起源源与与谱系系之之一一 第18页，此课件共107页哦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
13、雌雄个体之间的近亲交配。实验动物育种多采用兄妹交配的方法近交。实验动物育种多采用兄妹交配的方法近交。2.近交方式：近交方式：全同胞交配、亲子交配、半同胞、叔侄、祖孙等交配类全同胞交配、亲子交配、半同胞、叔侄、祖孙等交配类型。型。近交衰退：即近交后代出现生长、成活、生育、抗病适近交衰退：即近交后代出现生长、成活、生育、抗病适应环境等方面的减退。应环境等方面的减退。第二节 近交系动物 一、基本概念一、基本概念第19页，此课件共107页哦近交衰退的表近交衰退的表现由于有害由于有害隐性基因的性基因的纯合，可能暴露出一些合，可能暴露出一些遗传缺陷或某缺陷或某种种疾病疾病较高的高的发生率，生率，这些特殊的
14、生些特殊的生物物学学特征，在特征，在医学医学领域非常重要。域非常重要。出出现如如产仔仔数数下降，母性不良等影下降，母性不良等影响响繁育的繁育的现象。象。个个体体发育不如育不如杂合子合子动物，物，对环境的适境的适应性差，使性差，使得近交系得近交系动物在物在饲育上存在一定的育上存在一定的难度。度。第20页，此课件共107页哦3.近交程度：近交程度：近交系数近交系数 coefficient of inbreeding 根根据据近近亲亲交交配配的的世世代代数数，将将基基因因的的纯纯化化程程度度用用百百分分比比来来表表示示。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。到20代时，近交系数可
15、达98.6，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。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，血缘系数为100。子代从双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99.6%。第21页，此课件共107页哦4.4.近交系近交系动物（物（纯系系动物）物）：至少至少经过2020代以上的代以上的连续全同胞交配或全同胞交配或亲子交配子交配培育而成，品系培育而成，品系内内所有所有个个体都可追溯到起
16、源于第体都可追溯到起源于第2020代代或以上代或以上代数数的一的一对共同祖先的共同祖先的动物群。物群。近交系近交系数达数达98.698.6%以上。以上。第22页，此课件共107页哦全同胞交配的近交系全同胞交配的近交系数数世代世代F F世代世代F F世代世代F F0 00 01 125252 237.537.53 350.050.07 778.578.58 882.682.69 985.985.9101088.688.690.890.8141495.195.1151596.196.1161696.896.8171797.497.4 181897.997.9191998.398.3202098.6
17、98.65 567.267.26 673.473.4121292.592.5131394944 459.459.41111第23页，此课件共107页哦近交系近交系动物的命名物的命名19521952年以前年以前没没有有国国际通用的近交系通用的近交系标准命名制度，所以往准命名制度，所以往往出往出现一一个个品系使用多品系使用多个个不同的名字。不同的名字。一一个个品系品系从从一一个研个研究者究者或或单位位传到另一到另一个研个研究者或究者或单位，名字往往位，名字往往会会改改变。19521952年成立了近交系小鼠年成立了近交系小鼠标准命名委准命名委员会会（CSNMCSNM），），该组织定期在定期在Mous
18、e New LetterMouse New Letter、Inbred Strain Inbred Strain MiceMice刊物上刊登新出刊物上刊登新出现的近交系小鼠品系的名的近交系小鼠品系的名称称。第24页，此课件共107页哦国际命名方法的有关规定分述如下：国际命名方法的有关规定分述如下：近交系的命名统一用近交系的命名统一用1 1 4 4个大写英文字母来表个大写英文字母来表示，如示，如A A、BABA、DBADBA、STARSTAR等分别表示个不同的近等分别表示个不同的近交系。交系。有些品系个大写英文字母间加入有些品系个大写英文字母间加入 个阿拉个阿拉伯数字，书写时要与英文字母平行，如
19、伯数字，书写时要与英文字母平行，如C3HC3H、C57BL C57BL、C57BRC57BR等；不可用下标形式（过去教材都用下标）等；不可用下标形式（过去教材都用下标）。第25页，此课件共107页哦(3)(3)非正规的命名，如果已广泛为国际学术界所公非正规的命名，如果已广泛为国际学术界所公认者，可继续沿用，认者，可继续沿用，如如129129、101101、615615等品系。等品系。(4)(4)近交代数的表示方法近交代数的表示方法 用英语字母用英语字母F(FilialF(Filial的缩写的缩写)来表示如来表示如:A(F58)A(F58)第26页，此课件共107页哦常用近交系的缩写 品品系系缩
20、缩写写品品系系缩缩写写AKRAKC57BRBRBALB/cCC57LLC3HC3DBA/1D1C57BLBDBA/2D2CBACBHRS/JHRC57BL/6B6C57BL/10B10第27页，此课件共107页哦是指育成的近交系在培育是指育成的近交系在培育过程中，由于程中，由于残残余余杂合子合子基因的分离和基因突基因的分离和基因突变的的产生而生而导致部分致部分遗传组成改成改变而形成而形成遗传差差异异的近交系的近交系动物群，物群，称称为该品系的品系的亚系。系。亚系的分化是指一系的分化是指一个个近交系近交系内内各各个个分支的分支的动物之物之间已已经发现或十分可能存在或十分可能存在遗传差差异异。5.
21、5.亚系系(substrain):(substrain):如：如：CBACBA的的亚系系CBA/JCBA/J是有是有视网网膜退膜退变基因的，基因的，CBA/caCBA/ca则没没有有这种种基因；基因；两两者者对放射放射线的敏感性不同，的敏感性不同，组织相容性也不同，至少有相容性也不同，至少有个个5 5位点是不同的。位点是不同的。第28页，此课件共107页哦在原品系的名在原品系的名称称后加后加/，后表明后表明亚系的符系的符号号。亚系的符亚系的符号有以下号有以下3 3种。种。1.数字名称数字名称 例：例：DBA/1，DBA/22.用用培培育育出出亚亚系系的的研研究究单单位位或或研研究究者者的的英英
22、文文名名称称缩缩写写来来表表示示。第第一一个个字母大写，随后字母小写。例：字母大写，随后字母小写。例：CBA/J3.当当一一个个保保持持者者所所保保持持的的一一个个近近交交系系具具有有两两个个以以上上的的亚亚系系时时，可可用用在在数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。例：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 一一些些建建立立及及命命名名较较早早，且且人人们们所所知知的的近近交交系系，亚亚系系名名称称可可用用小小写英文字母表示。例：写英文字母表示。例：BALB/c、C57BR/aC57BR/a和和C57BR
23、/cdC57BR/cd。是美国杰克逊研究所的 CBACBA近交系的亚系。亚系的命名系的命名第29页，此课件共107页哦C57BL/6JCold Spring Harbor Laboratory冷泉港实验室冷泉港实验室第第57号号雌雌鼠鼠Blank 黑黑色色Jackson实验室实验室6 表示亚系表示亚系第30页，此课件共107页哦 李莉培育李莉培育BALBBALBc c近交系小鼠，小鼠胚胎近交系小鼠，小鼠胚胎经冷冷冻并并在液在液氮氮中保存中保存1010年，年，复复苏后移植到后移植到ICRICR小鼠的体小鼠的体内内，生出的小鼠，生出的小鼠属属于于BALBBALBc c小鼠的小鼠的 。A A 品系品
24、系 B B亚系系 C C支系支系 D D 重重组近交系近交系 第31页，此课件共107页哦6.支系支系(subline):是指是指经过人工技人工技术处理后的品系理后的品系或或亚系系称称为支系。支系。当饲养环境改变，或对动物进行当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性处理某些技术性处理时，时，有可能对某些生物学特征产生影响；这些特征可能是有可能对某些生物学特征产生影响；这些特征可能是遗传的，也可能是非遗传的。遗传的，也可能是非遗传的。下列情况可视为支系：下列情况可视为支系：第32页，此课件共107页哦（1 1）引）引种种到另一到另一实验室。室。（2 2）经过某某种种技技术处理，包括：理，包括：代乳
25、代乳(foster nursing(foster nursing，f f)受精卵或胚胎移植受精卵或胚胎移植 (eggs of embryo transfer(eggs of embryo transfer，e e)人工人工喂养喂养(hand rearing(hand rearing，h h)卵巢移植卵巢移植(ovary transplant(ovary transplant，o o)、冷冷冻保存保存(freeze preservation(freeze preservation，p p)人工人工喂养喂养加代乳加代乳(foster on hand-rearing(foster on hand-r
26、earing，fhfh)。第33页，此课件共107页哦1.由由引引种种形形成成的的支支系系，在在原原品品系系或或亚亚系系名名称称后后加加一一斜斜线线，斜斜线线后后标标上上引引种种者者缩缩写写符符号号，符符号号通通常常由由一一个个 大大 写写 字字 母母 后后 接接1 13 3个个 小小 写写 字字 母母 组组 成成，如如C57BL/6J/LacC57BL/6J/Lac，表表示示保保存存于于英英国国实实验验动动物物中中心心的的C57BL/6JC57BL/6J的一个亚系。的一个亚系。2.代代乳乳 在在近近交交系系符符号号后后加加f f。例例如如C3HfC3Hf，即即表表示示C3HC3H是是经经代代
27、乳乳寄寄养养育育成成的的支支系系。在在f f后后，再再加加一一个个品品系系命命名名符符号号，例例如如C3HfC3HfC57BLC57BL，即即表表示示C3HC3H是是用用C57BLC57BL代乳后育成的支系代乳后育成的支系支系的命名支系的命名第34页，此课件共107页哦3.3.受精卵或胚胎移植受精卵或胚胎移植(eggs of embryo transfer(eggs of embryo transfer，e)e)，在，在两个两个品系的名品系的名称称符符号号间加加e e。例如：。例如：AeBAeB，即，即A A的受精卵移植到的受精卵移植到C57BLC57BL母鼠的子母鼠的子宫里。里。AeAeC3
28、HC3HfBALB/cfBALB/c，则表示表示A A品系胚胎移植在品系胚胎移植在C3HC3H品系母鼠的子品系母鼠的子宫里里并并经BALB/cBALB/c代乳后育成的支代乳后育成的支系。系。第35页，此课件共107页哦3.3.卵巢移植卵巢移植(Ovary transplant,o)(Ovary transplant,o)如：如：C3HoC57BLC3HoC57BL，表示，表示C3HC3H母鼠卵巢移植于母鼠卵巢移植于C57BLC57BL。4.4.人工哺乳人工哺乳(Hand rearing,h)(Hand rearing,h)人工哺乳用符人工哺乳用符号号h h表示。表示。如如DBADBA2h2h。
29、5.5.病毒的植入或病毒的植入或清清除。表示方法在近交系符除。表示方法在近交系符号号后附上一后附上一个个用大用大写写字母表示的病毒符字母表示的病毒符号并号并在病毒符在病毒符号号后接上后接上+或或号号，以表示植入或，以表示植入或清清除某一除某一个个病毒，例如病毒，例如C3HC3HHe-He-MTV+MTV+，表示，表示纯化的小鼠化的小鼠胸腺病毒胸腺病毒已接已接种种于剖腹手于剖腹手术取取得的得的C3HC3HHeHe品系的幼鼠。品系的幼鼠。第36页，此课件共107页哦第37页，此课件共107页哦第38页，此课件共107页哦第39页，此课件共107页哦C57BLC57BL6J6J小鼠品系小鼠品系来来源
30、源 C57BLC57BL品系包括品系包括1212个个亚系：系：C57BLC57BL10J10J、C57BLC57BL10ScNJ10ScNJ、C57BLC57BL10ScSnJ10ScSnJ、57BL57BL10SnJ10SnJ、C57BLC57BL10SxJ10SxJ，C57BLC57BL10WtRkJ10WtRkJ、C57BLC57BL6By6By，C57BLC57BL6ByJ6ByJ，C57BLC57BL6HaJI6HaJI、C57BLC57BL6JEiJ6JEiJ，C57BLC57BL6NJ6NJ，C57BLC57BL6J.6J.1921 1921年年C CC CLittleLittl
31、e用用LathropLathrop小鼠作近小鼠作近亲培育培育时，用，用NoNo5757雄雄鼠和鼠和NoNo5252雌鼠交配，培育成雌鼠交配，培育成C57C57。在。在C57C57中中将将毛色呈黑色的毛色呈黑色的进行固行固定，培育成定，培育成C57BLC57BL。19371937年年LittleLittle将将维持的持的C57BLC57BL第六第六组亚系定名系定名为C57BLC57BL6 6，将将第十第十组亚系定名系定名为C57BLC57BL1010，继而分而分别维持至今。持至今。19471947年年从从LittleLittle引入到美引入到美国国Jackson LabJackson Lab，形
32、成，形成C57BLC57BL6J6J；19511951年年从从JacksonLabJacksonLab将将第第3232代引入到代引入到NIHNIH，形成，形成C57BLC57BL6N6N亚系系第40页，此课件共107页哦二、近交系动物的特性二、近交系动物的特性1.基因纯合性基因纯合性（近交系（近交系动物的每物的每个个个个体）体）在在一一个个近近交交系系内内所所有有动动物物的的所所有有基基因因位位点点都都是是纯合子。因而能繁殖出完全一致的后代。纯合子。因而能繁殖出完全一致的后代。2.遗传组成的同源性遗传组成的同源性（一（一个个近交系近交系动物的所有物的所有个个体）体）同同一一近近交交品品系系内内
33、，所所有有个个体体在在遗遗传传上上是是同同源源的的，都都可可追追溯溯到到一一对对共共同同祖祖先先。所所有有纯纯合合基基因因只只来源于同一祖先的拷贝，所以具有遗传相同性。来源于同一祖先的拷贝，所以具有遗传相同性。第41页，此课件共107页哦3.3.表表现型的一致性型的一致性（同一近交系（同一近交系个个体体间）同一近交系同一近交系同一近交系同一近交系动动物，在相同物，在相同物，在相同物，在相同环环境因素的作用下，由于同境因素的作用下，由于同境因素的作用下，由于同境因素的作用下，由于同基因型，其表基因型，其表基因型，其表基因型，其表现现型是均一的，如血型、型是均一的，如血型、型是均一的，如血型、型是
34、均一的，如血型、组织组织型、体重、毛色、型、体重、毛色、型、体重、毛色、型、体重、毛色、可可可可遗传遗传疾病的疾病的疾病的疾病的发发病率、病率、病率、病率、对药对药物的反物的反物的反物的反应应、甚至行、甚至行、甚至行、甚至行为为的的的的类类型等。型等。型等。型等。因此因此因此因此,使用使用使用使用较较少量的少量的少量的少量的近交系近交系近交系近交系动动物可物可物可物可达达达达到生物到生物到生物到生物统计统计需要的需要的需要的需要的精密度。精密度。精密度。精密度。4.4.对外界因素的敏感性外界因素的敏感性 近交系近交系动物由于高度近交，某些生理功能的物由于高度近交，某些生理功能的稳定性降低，定性
35、降低，对外界外界环境因素境因素变化的反化的反应更更为敏感，更容易被制敏感，更容易被制备为疾病模疾病模型型动物。物。二、近交系动物的特性二、近交系动物的特性第42页，此课件共107页哦 5.遗传特征的可辨别性遗传特征的可辨别性（不同近交系比较）（不同近交系比较）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。将两个外貌相似的近交系分辨出来。6.遗传组成的独特性遗传组成的独特性（不同近交系比较）（不同近交系比较）近交系是从原始种群中分离后纯合而来的一部分，因而每个品系只携带近交系是从原始种群中分离后纯合而来
36、的一部分，因而每个品系只携带近交系是从原始种群中分离后纯合而来的一部分，因而每个品系只携带近交系是从原始种群中分离后纯合而来的一部分，因而每个品系只携带该种属基因库中极少数部分基因，故不同近交品系之间差异较大，每个品该种属基因库中极少数部分基因，故不同近交品系之间差异较大，每个品该种属基因库中极少数部分基因，故不同近交品系之间差异较大，每个品该种属基因库中极少数部分基因，故不同近交品系之间差异较大，每个品系在遗传上都是独特的，故一个近交系的实验数据往往不能直接适用于整系在遗传上都是独特的，故一个近交系的实验数据往往不能直接适用于整系在遗传上都是独特的，故一个近交系的实验数据往往不能直接适用于整
37、系在遗传上都是独特的，故一个近交系的实验数据往往不能直接适用于整个种属，要泛化实验结果，则需要使用一系列不同的近交系动物个种属，要泛化实验结果，则需要使用一系列不同的近交系动物个种属，要泛化实验结果，则需要使用一系列不同的近交系动物个种属，要泛化实验结果，则需要使用一系列不同的近交系动物不同品系不同品系自发自发疾病的种类及发病率是不同的，由此可成为研究疾病的种类及发病率是不同的，由此可成为研究人类疾病的人类疾病的动物模型。动物模型。第43页，此课件共107页哦7.7.分布的广泛性分布的广泛性 近交系近交系动物物个个体具体具备品系的全能性品系的全能性，任何，任何个个体均可携体均可携带该品系品系全
38、部基因全部基因库，引，引种种仅需需1-21-2对动物，不少近交系物，不少近交系动物已分布在世界物已分布在世界各地。各地。意味着：不同地意味着：不同地区区，不同，不同国国家的科家的科学学家有可能重家有可能重复复或或验证已取得的理已取得的理论和和数数据。据。8.8.背景背景资料和料和数数据据较为完善完善 由于近交系由于近交系动物在物在培育和保培育和保种种的的过程中都有程中都有详细记录，加之，加之这些些动物分布广泛，物分布广泛，经常使用，已有相常使用，已有相当数当数量的文量的文献献记载着各着各个个品系的生物品系的生物学学特征，特征，这些些基本基本数数据据对于于设计新的新的实验和解和解释实验结果提供了
39、便利果提供了便利条条件。件。第44页，此课件共107页哦三、三、近近亲交配的意交配的意义和弊端和弊端意意 义义 近亲交配是实验动物获得近亲交配是实验动物获得遗遗遗遗传均一性的典型方法传均一性的典型方法传均一性的典型方法传均一性的典型方法。使用较少的近交系动物，即使用较少的近交系动物，即可达到统计学要求的精密度。可达到统计学要求的精密度。同一近交系的全部动物，在同一近交系的全部动物，在遗传上相同，遗传上相同，减少了表现型减少了表现型减少了表现型减少了表现型的变异的变异的变异的变异。在在个体之间能互相接受皮肤个体之间能互相接受皮肤个体之间能互相接受皮肤个体之间能互相接受皮肤和肿瘤移植和肿瘤移植和肿
40、瘤移植和肿瘤移植。第45页，此课件共107页哦近亲交配的弊端 固定基因固定基因时，有害的，有害的隐性基因也性基因也会会纯合，合，出出现不利的性不利的性状状而造而造而造而造成育成育成育成育种种种种失失失失败败；近交可能导致多基因之间近交可能导致多基因之间丧失平衡，从而使高度纯丧失平衡，从而使高度纯化的动物化的动物对不良环境的调对不良环境的调节适应能力降低；节适应能力降低；近交使动物失去为保持足够生物适合度所必需的最低近交使动物失去为保持足够生物适合度所必需的最低水平的基因杂合性，从而水平的基因杂合性，从而影响动物生长率，寿命，对影响动物生长率，寿命，对疾病的感受性，生活力，体力及繁殖能力疾病的感
41、受性，生活力，体力及繁殖能力。生生长发育育慢，繁殖力差慢，繁殖力差。第46页，此课件共107页哦 很多哺乳动物在亲缘之间能够相互识别。女儿很多哺乳动物在亲缘之间能够相互识别。女儿在性成熟之前远离原社群，可以避免与父亲交在性成熟之前远离原社群，可以避免与父亲交配，这就形成了熊猫社群内防止近亲交配的机配，这就形成了熊猫社群内防止近亲交配的机制。制。2002年3月13日，德国波恩大学的动物学家们发布研究报告称，蜜蜂能够散发出一种特殊的气味，这使得它们能够避免近亲交配和繁殖。在澳洲，有大约在澳洲，有大约1/31/3的纯种狗由于基因的纯种狗由于基因上的缺陷而患有各种疾病，从症状程度上较轻上的缺陷而患有各
42、种疾病，从症状程度上较轻的脐疝气到较严重的眼盲和脑部疾病，所见皆的脐疝气到较严重的眼盲和脑部疾病，所见皆见。德国狼犬罹患髋关节疾病的机率高于金猎见。德国狼犬罹患髋关节疾病的机率高于金猎犬；洛威拿犬；洛威拿70%70%也患有相同的疾病。此外，有也患有相同的疾病。此外，有70%70%的牧羊犬患有基因问题造成的眼疾，且有的牧羊犬患有基因问题造成的眼疾，且有 10%10%导致失明，大麦町及白色牛头犬则常有导致失明，大麦町及白色牛头犬则常有耳聋的毛病。耳聋的毛病。第47页，此课件共107页哦四、近交系四、近交系动物的物的应用用由于近交系由于近交系动物具有物具有诸多多优点，得到越点，得到越来来越越广泛的广
43、泛的应用。用。所需所需动物物数数目目较少：少：近交系近交系动物物个个体之体之间极极为一致，一致，对实验处理反理反应一致一致，由此，由此可以消可以消除除杂合合遗传背景背景对实验结果的影果的影响响，因此在因此在实验中，中，实验组和和对照照组都只需少量的都只需少量的动物，物，即可即可获得准确的得准确的试验结果。果。第48页，此课件共107页哦 1.1.组织移植组织移植 近交系动物个体之间近交系动物个体之间组织相容性抗原一致，组织相容性抗原一致，同性别异体同性别异体组织、细胞和肿瘤移植不产生排斥组织、细胞和肿瘤移植不产生排斥反应，是组织、细胞和肿瘤移植实验中最为理反应，是组织、细胞和肿瘤移植实验中最为
44、理想的实验材料。想的实验材料。个体之间组织相容性抗原是否一致，是实验成败个体之间组织相容性抗原是否一致，是实验成败的关键。在这里，近交系动物成为必不可少的实的关键。在这里，近交系动物成为必不可少的实验动物。验动物。第49页，此课件共107页哦2.2.制作疾病制作疾病动物模型物模型近交系近交系动物物由于高度近交，由于高度近交，隐性有害基因得性有害基因得以暴露，可以以暴露，可以获得大量先天性畸型及先天性得大量先天性畸型及先天性疾病的疾病的动物模型。物模型。如糖尿病、高血如糖尿病、高血压等。等。某些近交系自某些近交系自发或或诱发肿瘤的瘤的发病率病率较高，高，这些些品系是品系是肿瘤病因瘤病因学学、肿瘤
45、瘤药理理学研学研究的重要模型。究的重要模型。如如A A系高系高发乳腺乳腺肿瘤，瘤，AKRAKR高高发淋巴淋巴细胞白血病胞白血病第50页，此课件共107页哦 3.3.比较遗传学研究比较遗传学研究 多个近交系同时使用多个近交系同时使用时可以分析时可以分析不同遗传组成不同遗传组成对某项实验的影响，对某项实验的影响，或者观察实验结果是否具有或者观察实验结果是否具有普遍意义。普遍意义。第51页，此课件共107页哦五、特殊五、特殊类型的近交系型的近交系动物物1 1、重、重组近交系（近交系（RIRI）重组近交系重组近交系(recombinant inbred strain(recombinant inbre
46、d strain，RI)RI)是由两个近交系杂交之后，经连续是由两个近交系杂交之后，经连续2020代以上全代以上全同胞兄妹交配而育成的品系，称为重组近交系。同胞兄妹交配而育成的品系，称为重组近交系。简单的培育过程：简单的培育过程：两个近交系杂交，两个近交系杂交，F1F1代互交代互交产生产生F2F2代，从代，从F2F2中随机选择个体配对，连续中随机选择个体配对，连续2020代以上全同胞兄妹交配。代以上全同胞兄妹交配。为重组近交系提供为重组近交系提供亲代的两个亲代的两个近交系称为近交系称为祖系。祖系。第52页，此课件共107页哦2 2、重、重组同同类系（系（RCRC）由由两个两个近交系近交系杂交后
47、，子代交后，子代与与亲代中的代中的一一个个近交系近交系进行行数数次回交，再次回交，再经不不对特殊基特殊基因因选择的的连续兄妹交配而育成的近交系。兄妹交配而育成的近交系。如如CcS1-BALB/CCcS1-BALB/C与与STSSTS第53页，此课件共107页哦3 3、同源突、同源突变近交系近交系是指近交系动物在某个是指近交系动物在某个基因座基因座上的基因发生突变而分上的基因发生突变而分离出来的近交系。离出来的近交系。两个两个近交系，除了在一近交系，除了在一个个指明位点等位基因不同外，其指明位点等位基因不同外，其它它遗传基因全部相同。基因全部相同。如：如：DBA/Ha-DBA/Ha-D D C
48、C5757BL/6J-BL/6J-bgbg/bgbg以以纯合合状状态保持保持 C C5757BL/6J-BL/6J-bgbg/+/+以以杂合合状状态保持保持 同源突同源突变近交系的代近交系的代数数用用MM表示，如：表示，如：C57BL/6J-bgC57BL/6J-bg（F58+M+F20F58+M+F20）表示第）表示第5858代代发生突生突变后又近交了后又近交了2020代。代。第54页，此课件共107页哦譬如，近交系小鼠譬如，近交系小鼠129129的的种种群中，某些群中，某些个个体体发生了生了“肌萎肌萎缩症症”的的隐性性遗传突突变，由，由dydy基因控制基因控制这个个性性状状。这个个突突变育
49、成了育成了dydy的突的突变品系，品系，称称为129-dy129-dy。这样129129与与129-dy129-dy便互交成便互交成为了同了同类系，因系，因为它它们两两系除系除dydy一一对等位基因之外，其他基因都基本是一致的。等位基因之外，其他基因都基本是一致的。第55页，此课件共107页哦4 4、同源、同源导入近交系（同入近交系（同类近交系）近交系）是通过基因导入是通过基因导入(gene transfer)(gene transfer)的方法将一个的方法将一个目目的基因的基因导入到某个近交系的遗传基因组内，而导入到某个近交系的遗传基因组内，而育成的近交系称为同源导入近交系。育成的近交系称为
50、同源导入近交系。为目的基因提供遗传背景的近交系称为为目的基因提供遗传背景的近交系称为配系配系(partner strain)(partner strain)。提供目的基因的品系称为。提供目的基因的品系称为供系供系(doner strain)(doner strain)。配系配系必须是近交系，必须是近交系，而供系可以是而供系可以是近交系近交系也可也可以以不是近交系。不是近交系。第56页，此课件共107页哦在基因在基因导入入过程中，程中，与与目的基因目的基因紧密密连锁的其的其它它基因基因也可能也可能随随目的基因一起目的基因一起导入到近交系的入到近交系的遗传基因基因组内内，这些些随随之之带入的基因入