实验动物的遗传学控制.ppt

实验动物的遗传学控制,邱国光 中山大学实验动物中心,实验动物被称为“活的试剂” 遗传背景清楚，微生物控制、环境、营养、饲养等符合规定的标准。,标准化实验动物,实验动物的分类,同基因型动物： 近交系动物 近交同类系动物 突变同类系动物 重组同类系动物 杂交F1代动物 不同基因型动物：封闭群,近交系动物,近交系动物的历史 近交系动物的定义 经至少20代的全同胞兄妹交配培育而成，品系内所有个体都可以追溯到起源于第 20代或以后代数的一对共同祖先，该品系称近交系。经连续20代以上亲代与子代交配与全同胞兄妹交配有同等效果。,20代 21代 22代 23代, ,近交系动物的命名 一般以大写英文字母命名，亦可以用大写英文字母加阿拉伯数字命名，符号应尽量简短。例：A系、TA1系。,亚 系,亚系的形成 近交系的亚系分化是指一个近交系内各个分支的动物之间，已经发现或十分可能存在遗传差异。 a. F20-40 b. 分开繁殖100代以上 c. 遗传差异,亚系的命名,在原品系的名称后加一道斜线后表明亚系的符号。 数字名称 例：DBA/1，DBA/2 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：CBA/J 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：C57BL/6J，C57BL/10J 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，亚系名称可用小写英文字母表示。例：BALB/c,支 系,支系的形成:一个近交系或亚系内部由于存在各种差异而出现的支系。包括环境、母方、细胞质、可能（极小）遗传上差异等。 支系的命名 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文字母标明处理方式。具体符号：卵子移植 e; 卵巢移植 o;奶母代乳 f; 人工喂养 h;人工喂养+奶母代乳 fh 例：C3HfC57BL/6或C3HfB，表示由C57BL/6品系代乳的C3H近交系 2. 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。 例：NC/S 3. 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。在品系名称后加一横线，以大写英文字母标明病毒的名称，最后加上一个“+”或“-”的符号分别表示植入或去除。 例：C3H/HeNMTV+,近交系动物的特性,1、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、个体之间、祖代个体与后代个体之间都是纯合子。 2、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。 3、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、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。 4、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极低，并及时清除遗传变异的动物。,5、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地将两个外貌相似的近交系分辨出来。 6、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。 7、 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、不同国家的科学家有可能去重复或验证已取得的理论和数据。 8、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。对于设计新的实验和解释所得结果提供了便利条件。,近交系动物的特性,近交同类系动物 （同源导入近交系、同源导入系）,定义：通过杂交互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中，由此形成的一个新的近交系，与原来的近交系只是在一个很小的染色体片段上的基因不同。 命名：在接受导入基因的近交系和提供基因的近交系的复合符号（名称）中间用英文句号分开，后面加一横标，导入基因的符号。例：B6AKR H-2k,突变同类系动物 （同源突变近交系、同源突变系）,定义：两个近交系，除了在一个指明位点等位基因不同外，其他遗传基因全部相同。 命名： 在发生突变的近交系名称后加突变符号。 例：129 dy/dy。 当突变基因必须以杂合子形式保持时，用“+”号代表野生型基因。例：129 +/dy,重组近交系,定义：将两个无关的近交系动物进行交配产生F2代后，经过连续20代以上的全同胞兄妹交配而育成的近交系，称为重组近交系。 命名：用“x”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A B C 字母，或加上一波折号，标上阿拉伯数字。如：CXBD CXB-1(BALB/c C57BL/6),重组近交系,第一近交系 第二近交系 AAbb aaBB F1代 AaBb AaBb F2代 AABB AABb AAbb AaBB AaBb Aabb aaBB aaBb aabb (连续20代以上的全同胞兄妹交配),杂交F1代动物,定义：由两个无关的近交系杂交而繁殖的第一代动物。 主要特性： 1、基因型相同 2、表现型一致，变异低 3、有杂种优势，生活力和抗病力强。 4、试验反应均一 5、具有双系双亲的特性,要通过不同杂交组合的对比观察，从中筛选出最理想的杂交组合。 命名：两个亲代近交系的名称中间加大写英文字母X，雌性近交系在前，雄性近交系在后，再在后写上F1符号。亲代雌性品系 亲代雄性品系 F1。如：C57BL/6 DBA/2 F1,F1代动物,AAbbcc（） aaBBCC（） 近交系 近交系 F1代 AaBbCc F2代 AaBbCc AABbCc aaBbCc AabbCc AaBBCc AAbbCc AABBCc aabbCc aaBBCc ,C3H/He C57BL/6J F1 乳腺癌高发 乳腺癌低发 乳腺癌低发 C3H/He C57BL/6J F1 乳腺癌高发 乳腺癌因子可通过母乳传递给后代。,近交系的应用,近交系动物个体之间极为一致，对实验反应一致，在实验组和对照组都只需较少量的动物。 在某些涉及组织或肿瘤移植的实验中，个体之间组织相容性一致与否是实验成败的关键。 有些近交系肿瘤发病率，先天性异常是医学研究的模型。 多个近交系同时使用，可使研究者分析不同遗传组成对某项实验的影响，或观察实验结果是否具有普遍意义。,封闭群动物,定义：以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物群，在不从其外部引入新的个体的条件下，至少连续繁殖4代以上，称为封闭群动物，又称近交系动物。 命名：封闭群由2-4个大写英文字母命名，种群名称前标明保持者的英文缩写命名，第一个字母需大写，后面的字母小写，一般不超过4个字母。保持者与种群名称之间用冒号分开（这是近交系动物命名中最显著的区别）。如：N：NIH-nu/nu LAC：LACA例外： wistar大鼠 ddy小鼠 封闭群动物繁殖方法 条件：1、隔离 2、选择 3、有效群体大小 方法：1、随机交配方法 2、循环交配方法,中山大学实验动物中心保存封闭群,小鼠：S:NIH 中国昆明种小鼠 ICR 大鼠：wistar S.D. 豚鼠：Hartly 兔子：新西兰兔,封闭群动物的应用,封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性在遗传学中可作为现在实验的基础群体。 封闭群原种具有类似于人类群体遗传异质性的遗传组成，因此，在人类遗传研究、药物筛选和毒性试验等方面起着不可替代的作用。 封闭群动物具有较强的繁殖力和生活力。生产容易、成本低广泛应用于预试验、一般性实验。,同基因型动物与不同基因动物之间的 比较,营养与饲料对实验动物的影响,标准化实验动物必需有合理的营养和饲料供给。 合理营养是指要满足该种动物对各种营养素需 要，并略有富裕。 动物的食性不同，对营养的要求不同。 同一种动物，不同品系对营养的要求不同。 同一品系动物，在不同生长期，对营养的需求不同。 要做到饲料的原料组成和营养成份的比例稳定、统一，这是使研究结果获得比较一致的重要保证。,饲料中营养成份对动物的影响,饲料中营养成份包括：蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐、维生素、水。 蛋白质 脂肪 碳水化合物: 1.无氮浸出物、淀粉、糖 ; 2.粗纤维 注：狗、猫不能利用生淀粉 无机盐（矿物质、微量元素） 维生素 豚鼠和猴在体内不能合成维生素C；无菌动物因肠道无正常菌丝，需补充各种维生素及脂肪 水 动物体内损失 20%的水分时，动物死亡。,各种实验动物的营养和饲料 大鼠和小鼠的饲料,蛋白质 20%以上 特别补充 V.A V.E 大鼠和小鼠每日耗料量和饮水量 小鼠每日耗料量：占小鼠