续-第六章实验动物学育种ppt课件

1、n 第六章第六章 实验动物的繁育技术实验动物的繁育技术n研讨实验动物的育种，需自创家畜育种研讨实验动物的育种，需自创家畜育种学的知识。但是实验动物和家畜之间，学的知识。但是实验动物和家畜之间，因用途的不同，育种方向存在着很大的因用途的不同，育种方向存在着很大的差别。差别。n实验动物育种主要是以动物实验和生物实验动物育种主要是以动物实验和生物检定为目的。检定为目的。n家畜主要围绕提高产乳、产肉、产蛋和家畜主要围绕提高产乳、产肉、产蛋和产毛等而开展的育种。产毛等而开展的育种。 n 一、根底群的选择一、根底群的选择n1、从野生鼠中选择、从野生鼠中选择 n这种选择有能够发现目前实验鼠所没有这种选择有能

2、够发现目前实验鼠所没有的遗传特性。的遗传特性。n其缺陷是野生鼠需求经过一段驯化时期其缺陷是野生鼠需求经过一段驯化时期，有时人工豢养条件下繁衍有困难。，有时人工豢养条件下繁衍有困难。第一节第一节 近交系的培育与维持近交系的培育与维持n2 2、从封锁群中选择、从封锁群中选择 因封锁群内的个体因封锁群内的个体之间存在着遗传上的差别，所以经过近交之间存在着遗传上的差别，所以经过近交和选择，可把所需求的特性固定下来。和选择，可把所需求的特性固定下来。n3 3、从杂交群中选择、从杂交群中选择 此处的杂交群包括此处的杂交群包括：近交系与近交系之间，近交系与封锁群：近交系与近交系之间，近交系与封锁群之间，封锁

3、群与封锁群之间，野生鼠与封之间，封锁群与封锁群之间，野生鼠与封锁群之间的各种类型的杂交，尤其是锁群之间的各种类型的杂交，尤其是“三三元、元、“四元杂交，经过这种杂交有能四元杂交，经过这种杂交有能够构成多种的基因组合。从中选出具有突够构成多种的基因组合。从中选出具有突出特点的性状。出特点的性状。n二、近交系的培育二、近交系的培育n近交系的培育方法，目前仍采用近交系的培育方法，目前仍采用FalconerFalconer于于19721972年提出的以下三种方法。年提出的以下三种方法。n1 1、平行线法：由、平行线法：由5 5个家系组成根底繁衍群，从个家系组成根底繁衍群，从每个家系中选出一对鼠进展全同

4、胞交配，以此每个家系中选出一对鼠进展全同胞交配，以此类推，最后有能够育成类推，最后有能够育成5 5个亚系。个亚系。n采用平行线法培育近交系过程中，同时存在很采用平行线法培育近交系过程中，同时存在很多品系，因此容易选择出具有优良性能的品系多品系，因此容易选择出具有优良性能的品系n虽然亲代遗传差别不明显，但随着继代近交，虽然亲代遗传差别不明显，但随着继代近交，品系之间的性状差别会不断加大。品系之间的性状差别会不断加大。n2 2、单线法：以某个家系为根底繁衍对，在、单线法：以某个家系为根底繁衍对，在其后代中普通选留其后代中普通选留3-53-5对种鼠，但仅有对种鼠，但仅有1 1对对向下传送，消费的种鼠

5、个体均一，最后构向下传送，消费的种鼠个体均一，最后构成单一的品系。其缺陷是选择范围小，由成单一的品系。其缺陷是选择范围小，由于只需单线的仔代，有断代的危险。于只需单线的仔代，有断代的危险。n3 3、优选法：在根底群中，每代常有、优选法：在根底群中，每代常有6-86-8对对种鼠，通常选择种鼠，通常选择3 3对向下传送，系谱呈树枝对向下传送，系谱呈树枝状，向上追溯状，向上追溯4-64-6代即可找到一对共同祖先代即可找到一对共同祖先。它兼有以上两个方法的优点。它兼有以上两个方法的优点。n见图见图6-16-1 A：平行线法 B：优选法 C ：单线法 图图6-1 近交的培育近交的培育Falconer，1

6、972n在实际中，每代以不少于在实际中，每代以不少于1212对为宜，对对为宜，对数少选择时机少，有时难以维持下去。数少选择时机少，有时难以维持下去。有的近交系如有的近交系如C3HC3H、AKRAKR品系的亲代需保品系的亲代需保管管20-3020-30对，子代应保管对，子代应保管300300只。只。n由于乳腺癌、白血病的自然发病率多在由于乳腺癌、白血病的自然发病率多在8-98-9月龄的经产母鼠，因此应将经产母鼠月龄的经产母鼠，因此应将经产母鼠放入单独豢养，对其子代必需作好标志放入单独豢养，对其子代必需作好标志，当亲代发病后，再选留其子代作为下，当亲代发病后，再选留其子代作为下一代。一代。 n三、

7、近交系的维持与消费三、近交系的维持与消费n小鼠的近交系一旦育成或引进的近交系小鼠的近交系一旦育成或引进的近交系原种，应按保种的要求，以维持其特定原种，应按保种的要求，以维持其特定的生物学特性的稳定。的生物学特性的稳定。n近交系小鼠维持与消费包括近交系小鼠维持与消费包括3 3个群。个群。n 根底群、血缘扩展群、消费群根底群、血缘扩展群、消费群n消费过程普通是从根底群输出种鼠，经消费过程普通是从根底群输出种鼠，经血缘扩展群扩增后，建立消费群。血缘扩展群扩增后，建立消费群。 n1 1、根底群：、根底群：n设根底群的目的，一是坚持近交系本身的传代繁设根底群的目的，一是坚持近交系本身的传代繁衍，二是为血

8、缘扩展群提供种鼠。衍，二是为血缘扩展群提供种鼠。n根底群严厉采用全同胞兄妹交配方式进展繁衍根底群严厉采用全同胞兄妹交配方式进展繁衍n根底群应设动物个体记录卡包括近交代数、根底群应设动物个体记录卡包括近交代数、编号、出生日期、双亲编号等和繁衍系谱编号、出生日期、双亲编号等和繁衍系谱n根底群包括血缘扩展群种鼠向追溯，不超根底群包括血缘扩展群种鼠向追溯，不超越越5-75-7代都能追溯到代都能追溯到1 1对共同祖先。对共同祖先。n2 2、血缘扩展群：种鼠来自根底群、血缘扩展群：种鼠来自根底群n血缘扩展群采用全同胞兄妹交配方式血缘扩展群采用全同胞兄妹交配方式进展繁衍。进展繁衍。 n血缘扩展群种鼠应设繁衍

9、记录卡血缘扩展群种鼠应设繁衍记录卡n血缘扩展群种鼠向上追溯，不超越血缘扩展群种鼠向上追溯，不超越5-75-7代也都能追溯到代也都能追溯到1 1对共同祖先。对共同祖先。n3 3、消费群：、消费群：n消费群的目的是消费供应实验用近交系消费群的目的是消费供应实验用近交系动物。消费群种用动物种鼠来自根动物。消费群种用动物种鼠来自根底群或血缘扩展群。底群或血缘扩展群。n消费群动物普通采用随机交配方式进消费群动物普通采用随机交配方式进展繁衍，后代供实验用，不得留种。展繁衍，后代供实验用，不得留种。n消费群动物应设繁衍记录卡。消费群动物应设繁衍记录卡。n消费群动物随机交配繁衍代数普通不消费群动物随机交配繁衍

10、代数普通不超越超越4 4代。代。n突变系的培育方法主要有突变系的培育方法主要有2 2种种: :n一是经过培育近交系的方法使突变基因一是经过培育近交系的方法使突变基因保管下来保管下来n二是将突变基因导入近交系二是将突变基因导入近交系n1 1、纯合隐性突变系小鼠的培育、纯合隐性突变系小鼠的培育 n以突变白化小鼠为例：以突变白化小鼠为例： 第二节第二节 突变系的培育突变系的培育nP 突变白化 野鼠色n cc(仅有一只) CCnF1 野鼠色 突变白化n Cc ccnF2 野鼠色 突变白化 n Cc ccn 50% 50%n将F2白化小鼠经20代的全同胞兄妹交配，即可育成纯合白化纯系小鼠。 n2 2、纯

11、合显性突变系小鼠的培育、纯合显性突变系小鼠的培育 n携带显性突变基因的个体，从表型分不携带显性突变基因的个体，从表型分不出其基因型是纯合出其基因型是纯合AAAA或杂合或杂合AaAan必需与必需与aaaa交配后，根据其子代的毛色表交配后，根据其子代的毛色表现型加以区别。现型加以区别。nAAAAaaaa或杂合或杂合AaAaaaaan当显性突变小鼠当显性突变小鼠AAAA与隐性纯合小鼠与隐性纯合小鼠aaaa交配时，其交配时，其F1F1代全都为杂合型代全都为杂合型AaAa，毛色为野鼠色，即可证明其突变，毛色为野鼠色，即可证明其突变个体的基因型为纯合的显性突变小鼠。个体的基因型为纯合的显性突变小鼠。nF1

12、F1代互交，代互交，F2F2分别为分别为3A3A：1aa1aa。n淘汰隐性个体，让纯合显性个体淘汰隐性个体，让纯合显性个体(AA)(AA)兄兄妹交配延续进展妹交配延续进展2020代，显性基因纯合率代，显性基因纯合率可达可达99.6%99.6%255/256255/256。n1 1、每代回交导入法、每代回交导入法n1 1显性突变基因导入的方法显性突变基因导入的方法 n以野生色基因以野生色基因AAAA导入到黑色导入到黑色C57BLC57BLaaaa近近交系培育交系培育C57BLC57BLAAAA为例，其方法是：为例，其方法是：n以突变纯合基因以突变纯合基因AAAA个体与个体与C57BLC57BLa

13、aaa个体个体杂交，产生杂交，产生F1F1AaAa， F1 F1再与近交系再与近交系C57BLC57BL回交，产生回交一代回交，产生回交一代N1N1n选择具有突变性状即选择具有突变性状即AAAA的回交一代的回交一代N1N1再再与近交系与近交系C57BLC57BL回交产生回交二代回交产生回交二代N2N2。二、将突变基因导入近交系的方法二、将突变基因导入近交系的方法n如此一代代回交下去其近交系基因导入如此一代代回交下去其近交系基因导入率为率为1 11/21/2n n。n当回交到第当回交到第8 8代时，即当代时，即当n=8n=8时时，近交时时，近交系基因导入率为系基因导入率为99.6%(265/26

14、6)99.6%(265/266)，此法，此法培育出的近交系即为突变导入近交系培育出的近交系即为突变导入近交系n假设需纯化突变基因可选择回交假设需纯化突变基因可选择回交8 8代以后代以后的带有突变基因的不同性别的个体进展的带有突变基因的不同性别的个体进展交配，即可育成纯合型近交系。交配，即可育成纯合型近交系。 P C57BLaa C3HAA F1 野生色Aa 1/2 C3H“血缘、1/2C57BL“血缘 C57BLaa 野生色Aa 1/2C57BL“血缘N1 黑色 50%aa 野生色50%Aa 共实验用 3/4C57BL“血缘 C57BLaa野生色Aa(3/4C57BL“血缘) AA导入到黑色导

15、入到黑色C57BLaa内的表示图内的表示图N2 黑色黑色50%aa 野生色野生色50%Aa 共实验用共实验用 1/8C3H“血血缘、缘、7/8C57BL“血缘血缘 C 5 7 B L 黑 色 黑 色 野 生 色 野 生 色 A a (7/8C57BL“血缘血缘 ) N3 黑色黑色50%aa 野生色野生色50%Aa( 共 实 验 用共 实 验 用 ) 1 / 1 6 C 3 H “ 血 缘 、血 缘 、15/16C57BL“血缘血缘：N8 黑色黑色50%aa野生色野生色50%Aa共实验用共实验用 1/256 C3H“血缘、血缘、 255/256C57BL“血缘血缘 2 隐性突变基因导入的方法隐性

16、突变基因导入的方法 将隐性突变基因将隐性突变基因cc导入到巧克力色的导入到巧克力色的615CC近交系，其方法如下：近交系，其方法如下：白化小鼠白化小鼠cc 615 CC F1Cc F1(Cc)代再与代再与615(CC)回交，产生回交一代回交，产生回交一代N1，其基因型为，其基因型为CCCccc，其表型均为，其表型均为有色，从表型无法区分基因类型。有色，从表型无法区分基因类型。将将CCCc与白化小鼠与白化小鼠cc测交，根据子代的毛测交，根据子代的毛色加以区别。假设所生子代全部为有色，那么色加以区别。假设所生子代全部为有色，那么亲代基因型为亲代基因型为CC；假设子代为有色和白化两种；假设子代为有色

17、和白化两种，那么亲代基因型为，那么亲代基因型为Cc。nP 615有色 白 化 n CC ccnF1 杂合有色Cc 615 CC回交 n nN1 615CC 杂合有色 Cc 隐性突变基因导入表示图隐性突变基因导入表示图n615有色CC 杂合有色Ccn 50%共实验用 50%nN2 615CC 杂合有色50%Cc n n 615有色CC 杂合有色Ccn 50%共实验用 50%n nN3 615有色 杂合有色Ccn：n： nN8 615有色 杂合有色Cc n回交8次后所得到的杂合有色615Ccn615有色近交系基因导入率为99.6%n完成导入后，杂合有色615Cc互交后即可从其后代中分别出纯合615

18、即615- cc。n即615(Cc)615(Cc) 615- cc。n当纯合的隐性突变个体无繁衍才干或繁当纯合的隐性突变个体无繁衍才干或繁衍才干低下，那么可采用此法进展维持衍才干低下，那么可采用此法进展维持和繁衍。和繁衍。n例如例如129/Re-dy肌肉萎缩症、肌肉萎缩症、C57BL/6J-ob肥胖症就是采用此法肥胖症就是采用此法进展维持和繁衍的。进展维持和繁衍的。2 2、互交、互交- -回交导入法回交导入法n现以裸鼠为例图示阐明将现以裸鼠为例图示阐明将nu基因导入到基因导入到BALB/c的方法。的方法。n利用亲代裸鼠利用亲代裸鼠nu / nu和和BALB/c杂交，杂交， F1为为(/ nu

19、)，F1互交全同胞兄妹，所生后代互交全同胞兄妹，所生后代中有裸鼠中有裸鼠nu / nu、/，/ nu，选其中，选其中雄性裸鼠雄性裸鼠nu / nu与与BALB/c/回交回交，回交后代，回交后代N1仍为杂合型仍为杂合型/，/ nu，因此类推。循环，因此类推。循环6次次12代。其代。其BALB/c近近交系基因导入率可达交系基因导入率可达99.6%。即后代遗传组成。即后代遗传组成有有255/256是是BALB/c n P BALB/c/ 裸鼠nu / nunF1互交 正常/ nu 正常/ nun回交 BALB/c / 裸鼠nu / nu N1互交互交 正常正常/ nu 正常正常/ nu N2回交回交

20、 BALB/c / 裸鼠裸鼠nu / nuN6回交回交 BALB/c / 裸鼠裸鼠nu / nu：nu基因导入到基因导入到BALB/c遗传基因组内表示图遗传基因组内表示图n当突变的两性都不能繁衍时，如肌肉萎当突变的两性都不能繁衍时，如肌肉萎减少鼠减少鼠dy / dydy / dy由于后肢瘫痪，运动由于后肢瘫痪，运动失调，根本上丧失了自然交配才干。失调，根本上丧失了自然交配才干。n除采用正常母鼠除采用正常母鼠/ /或杂合型母鼠或杂合型母鼠/ dy/ dy与杂合型与杂合型/ dy/ dy公鼠进公鼠进展交配消费外，多采用卵巢移植的方以展交配消费外，多采用卵巢移植的方以维持突变基因的特性。维持突变基因

21、的特性。n一、随机交配的方法一、随机交配的方法n方法有三种：方法有三种：n按随机数表配对法，按随机数表配对法，n分组交叉交配法分组交叉交配法n循环配对法循环配对法n1、按随机数表配对法、按随机数表配对法n将断奶后的小鼠编号，按随机数表组成将断奶后的小鼠编号，按随机数表组成配种对。配种对。第三节第三节 封锁群的繁育体系封锁群的繁育体系n2、分组交叉交配法：、分组交叉交配法：n将被选留的种鼠分组编号后，将被选留的种鼠分组编号后， 分笼豢养分笼豢养n配种时种鼠应按组别交叉配种，配种时种鼠应按组别交叉配种，n 即即13、24、 (n一一1) 1，n2。n当当n=4时，时，(n1)1即即31，配对后组成

22、，配对后组成A，B，C，D四组，见图四组，见图6-2。n再将再将A，B，C，D四组生下的小鼠分别按顺序四组生下的小鼠分别按顺序定为定为1，2、3，4反复上面的循环。反复上面的循环。 1 2 3 4 D C B A 4 3 2 1 雄鼠组号 雌鼠组号 子代组号子代组号图图6-2 6-2 分组交叉交配法表示图分组交叉交配法表示图n3、循环配对法：、循环配对法：n每盒仅豢养每盒仅豢养1对种鼠，每代种鼠的对数相等，对种鼠，每代种鼠的对数相等，每盒种鼠在下个世代中仅留每盒种鼠在下个世代中仅留1对后代，可以想对后代，可以想像成按一个圆圈陈列，每个盒子包含像成按一个圆圈陈列，每个盒子包含1对第对第n代代的小

23、鼠，下一个循环称为的小鼠，下一个循环称为n1代，子代分代，子代分别进入它下一个循环对应编号临近的笼子里，别进入它下一个循环对应编号临近的笼子里，即鼠按逆时针方向循环，鼠按顺时针方向即鼠按逆时针方向循环，鼠按顺时针方向循环循环n例如鼠按例如鼠按1 n，2 21 n n1n鼠那么按鼠那么按1 11， 2 21n1 n，n 1 ，见图，见图5-3 公公1 母母 公 4 母 公 3 母 公 5 母 公 2 母 公 1 母 公 2 母 公 4 母 公 3 母 公 5 母n 代代n1代代 图图6-3 6-3 循环配对法表示图循环配对法表示图n二、封锁群的维持与消费二、封锁群的维持与消费n封锁群动物的繁衍是

24、尽量坚持封锁群动物封锁群动物的繁衍是尽量坚持封锁群动物基因异质性及多态性，防止随繁衍代数添基因异质性及多态性，防止随繁衍代数添加，导致近交系数的过快上升。加，导致近交系数的过快上升。n封锁群可来源于非近交系，也可来源于近封锁群可来源于非近交系，也可来源于近交系的繁衍群及其子代、而不采用近交。交系的繁衍群及其子代、而不采用近交。n著名的封锁群有著名的封锁群有NIHNIH、ICRICR，LACALACA、SwissSwiss和和ddNddN小鼠，小鼠，WistarWistar、SDSD大鼠，大鼠，HarHeyHarHey豚豚鼠等鼠等n1、引种原那么、引种原那么n 作为原种的封锁群动物必需遗传背景作

25、为原种的封锁群动物必需遗传背景明确，来源清楚，有完好资料包括种明确，来源清楚，有完好资料包括种群称号、来源、遗传基因特点及主要生群称号、来源、遗传基因特点及主要生物学特性等。物学特性等。n为坚持封锁群动物的遗传异质性及基为坚持封锁群动物的遗传异质性及基因多态性，引种动物数量要足够多，小因多态性，引种动物数量要足够多，小型啮齿类封锁群动物引种数目普通不少型啮齿类封锁群动物引种数目普通不少于于25对。对。n2、繁衍原那么、繁衍原那么n为坚持封锁群动物的遗传基因的稳定，为坚持封锁群动物的遗传基因的稳定，封锁群应足够大，并尽量防止近亲交配封锁群应足够大，并尽量防止近亲交配。根据封锁群的大小，采用循环交

26、配法。根据封锁群的大小，采用循环交配法等方法进展繁衍，以确保每代近交系数等方法进展繁衍，以确保每代近交系数上升不超越上升不超越1%。n3、方法的选择、方法的选择n当封锁群中每代交配的公鼠为当封锁群中每代交配的公鼠为10-25只时，普通采用循环交配法。只时，普通采用循环交配法。n当封锁群中每代交配的公鼠为当封锁群中每代交配的公鼠为26-100只时，普通采用循环交配法或分组交配只时，普通采用循环交配法或分组交配法。法。n当封锁群中每代交配的公鼠为当封锁群中每代交配的公鼠为100只只以上时，普通采用随机交配法或分组交以上时，普通采用随机交配法或分组交配法。配法。n近交系数的增长率近交系数的增长率(F

27、): n对于封锁群来说，近交系数的增量即对于封锁群来说，近交系数的增量即F值愈值愈低愈好，每代低愈好，每代F应低于应低于1，F值与中心群动值与中心群动物数量与配种方式有关，其计算方法如下：物数量与配种方式有关，其计算方法如下：n1、循环交配法、循环交配法n 当公母数不等时当公母数不等时:nF = 1/16N1/16N N:动物数动物数 n 当公母数相等时当公母数相等时:nF = 1/4N总总 举例 知每代中心群种鼠N13只，N13只，采用循环交配法，求F=？F=1/4N总 = 1/426=0.009615=0.96 %1%2、随机交配:公母数不等时 F = 1/8N 1/8N公母数相等时 F = 1/2N总举例 知随机交配的鼠群有25对种鼠，求F=？解：F = 1/2N总=1/2 50=1%由此阐明同样的F，采用循环交配法留种少n实验动物的实验动物的F1F1代与普通育种学上的代与普通育种学上的F1F1代代有着较大的差别。有着较大的差别。n普通育种学上的普通育种学上的F1