第二章实验动物遗传

1、姚一康姚一康 63846590-776562 63846590-776562 实验动物质量的标准化实验动物质量的标准化 实验动物的性状表现主实验动物的性状表现主要是由要是由遗传因素遗传因素和环境因素和环境因素决定。决定。 动物实验需要其结果具有良好的重复性，就必须要求实验动物具有稳定的演出型。遗传型的控制遗传型的控制 包括：相应的包括：相应的严格的繁严格的繁殖制度殖制度和和遗传质量检测遗传质量检测。 实验动物的遗传学是遗传实验动物的遗传学是遗传学的基本规律在实验动物科学学的基本规律在实验动物科学中的运用和发展。近交系动物中的运用和发展。近交系动物的培育、遗传质量检测、实验的培育、遗传质量检测、

2、实验动物标准化、特殊基因的保持、动物标准化、特殊基因的保持、遗传工程小鼠研制、保种都是遗传工程小鼠研制、保种都是建立在遗传学基础上的。建立在遗传学基础上的。 标准的国际通用命名规则标准的国际通用命名规则: : 一个品种或品系只能有一个名字一个品种或品系只能有一个名字，不，不同的人在不同的时间、地点做实验，他们同的人在不同的时间、地点做实验，他们只要根据名字，就能使用相同的品系，他只要根据名字，就能使用相同的品系，他们的结果就具有可重复性或可比性。们的结果就具有可重复性或可比性。 国际实验动物科学协会（国际实验动物科学协会（ICLASICLAS） 小鼠遗传标准化命名委员会小鼠遗传标准化命名委员会

3、一、实验用动物的分类回顾V 品种品种：品种是种以下的非自然的单位，品种是种以下的非自然的单位，是人为选择的产物。根据不同需要把动是人为选择的产物。根据不同需要把动物的物的外形和生物学特性进行改良，选择外形和生物学特性进行改良，选择和定向培育，和定向培育，使之具备某些生物学特性，使之具备某些生物学特性，这些特性能稳定遗传，这些特性能稳定遗传，同种动物中具有同种动物中具有不同遗传特性的动物称为不同的不同遗传特性的动物称为不同的品种品种。2 21313RAPRAP比如：比如： KM小鼠小鼠小小 鼠鼠 F21 X F21F21 X F22 F22 X F22F22 X F22 F23 X F23F22

4、 X F23F24F23 X F23近交系数计算近交系数计算： Fn = 1 （1 F）n 它反映了动物在不同代次的纯化程度。它反映了动物在不同代次的纯化程度。每一代近交系数的上升率每一代近交系数的上升率 连续全同胞的兄妹交配，每一代连续全同胞的兄妹交配，每一代 近交率平均上升近交率平均上升19% F20 = 0.986 Beggalbino 5. 5. 个体性个体性 。 近交系动物个体具备品系的全能性，近交系动物个体具备品系的全能性，任何个体均可携带该品系全部基因库，任何个体均可携带该品系全部基因库， 引种仅需引种仅需1-21-2对动物。不少近交系动物已分对动物。不少近交系动物已分布在世界各

5、地，布在世界各地， 意味着：不同地区，不同国意味着：不同地区，不同国家的科学家有可能重复或验证已取得的理家的科学家有可能重复或验证已取得的理论和数据。论和数据。7.背景资料和数据较完整 近亲交配的意义近亲交配的意义和弊端和弊端 近亲交配是实验动近亲交配是实验动物获得物获得。 同一近交系的全同一近交系的全部动物，在遗传部动物，在遗传上相同，上相同，。 在在。 影响动物生长率，寿命，对疾病的感受性，影响动物生长率，寿命，对疾病的感受性，生活力，体力及繁殖能力生活力，体力及繁殖能力1、国内培育的近交系小鼠、国内培育的近交系小鼠615小鼠：用小鼠：用KM小鼠与前苏联引进小鼠与前苏联引进的的C57BL雄

6、鼠杂交后培育的近交系。雄鼠杂交后培育的近交系。常发常发乳腺癌，乳腺癌， 常发肺癌。可用常发肺癌。可用于白血病研究和抗癌药物筛选于白血病研究和抗癌药物筛选。2 2、国外引进的近交系小鼠、国外引进的近交系小鼠BALB/c小鼠：低乳腺癌，但对致小鼠：低乳腺癌，但对致癌因子敏感，血压偏高，有心脏损癌因子敏感，血压偏高，有心脏损害和动脉硬化，容易饲养，常用于害和动脉硬化，容易饲养，常用于单克隆抗体和免疫学研究。单克隆抗体和免疫学研究。C3H小鼠：野生色，为国际上使用小鼠：野生色，为国际上使用最广品系之一。高自发乳腺癌和肝最广品系之一。高自发乳腺癌和肝癌，用于免疫学、肿瘤学、生理学癌，用于免疫学、肿瘤学、

7、生理学和核医学研究。和核医学研究。C57BL/6小鼠：继人类之后第小鼠：继人类之后第二个完成基因测序工程的哺乳二个完成基因测序工程的哺乳动物。低乳腺肿瘤，对白血病动物。低乳腺肿瘤，对白血病因子和麻疹病毒敏感，有老年因子和麻疹病毒敏感，有老年肾硬化症。肾硬化症。 少量生产少量生产 核心群内得到核心群内得到 大量生产大量生产 红绿灯制红绿灯制“红绿灯制红绿灯制” 核心群（核心群（BS) 扩大繁殖群（扩大繁殖群（BS) 生产群（随机交配）生产群（随机交配） 第一代绿第一代绿牌牌 第二代黄牌第二代黄牌 第三代红牌第三代红牌2.2.封闭群封闭群( (远交群远交群) ) Closed colony or

8、Closed colony or Outbred stockOutbred stock 当当 = = 时时(n(n为对数）为对数） 起源于近交系的封闭起源于近交系的封闭群遗传差异较小。群遗传差异较小。 如如 NIH： Car-2（3），）， b Es-3（11），）， c Es-10（14），），a 起源于非近交系的封闭群起源于非近交系的封闭群内个体间差异较大。内个体间差异较大。如如KM： Car-2，a，b ； Es-3，a，b，c Es-10，a，b，c 且可携带隐性的有害基且可携带隐性的有害基因，或致死基因，易于诱因，或致死基因，易于诱发突变。发突变。 ；*封闭群动物的保持和生产封闭群动

9、物的保持和生产 随机繁殖法随机繁殖法 分组循环法分组循环法 最大限度避免近交法最大限度避免近交法分组循环法分组循环法组别：组别： A B D N N代代 ： N+1N+1代代 最大限度避免近交法最大限度避免近交法 在分组循环法的基础在分组循环法的基础上采取上采取“留雄不留雌留雄不留雌”、“留雌不留雄留雌不留雄”的原则。的原则。就是将不同近交系动物进行交配。就是将不同近交系动物进行交配。 把这两种品系进行杂交，产把这两种品系进行杂交，产生生F1F1的基因型是均一的的基因型是均一的A1/A2A1/A2，B1/B2B1/B2，C1/C2C1/C2；个体各；个体各基因位点均是杂合型，又保持了基因位点均

10、是杂合型，又保持了个体遗传均一性，即个体遗传均一性，即F1F1的各个的各个体间血缘系数体间血缘系数R=1R=1；还可能出现；还可能出现新的遗传特性。新的遗传特性。 如近交系如近交系NZBNZB和和NZWNZW的的F1F1中发现了自中发现了自身免疫性疾病鼠。身免疫性疾病鼠。 第二节第二节 实验动物实验动物遗传学质量控制遗传学质量控制 25002500 签发品签发品系（种系（种群）的群）的合格证合格证书。书。 在确定了近交系动物的遗传概貌后，为了保证遗传质量检测的可靠和完善，又实现“4E原则”，没有必要（也不可能）不停息的对遗传概貌中的所有位点进行检测。 在实验动物国家标准哺乳在实验动物国家标准哺

11、乳类实验动物的遗传质量控制类实验动物的遗传质量控制中规定：中规定： 当前生物化学进展，已能灵敏地测当前生物化学进展，已能灵敏地测定蛋白质化学结构的微小差异，这些差定蛋白质化学结构的微小差异，这些差异由遗传基因决定，是个体及品系固有异由遗传基因决定，是个体及品系固有的特性，可用作的特性，可用作鉴定品系和个体的判定鉴定品系和个体的判定。 使用电泳技术显示蛋白质不同性状，使用电泳技术显示蛋白质不同性状，便能建立每一近交系独特的基因概貌。便能建立每一近交系独特的基因概貌。 在实验动物国在实验动物国家标准哺乳家标准哺乳类实验动物的类实验动物的遗传质量控制遗传质量控制 对近交系大鼠对近交系大鼠选择选择9

12、9个生化个生化位点，作为生位点，作为生化标记检测。化标记检测。 皮肤移植法优点皮肤移植法优点： 易掌握、高度灵敏、易掌握、高度灵敏、经济、不需昂贵设备、对经济、不需昂贵设备、对植皮接果的排斥或接受容植皮接果的排斥或接受容易判断。易判断。 皮肤移植法不足皮肤移植法不足： 3.02.52.01.51.00.50.00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 小鼠毛色主要受小鼠毛色主要受A A、B B、C C、D D四个等位基因控制，它们分别在四个等位基因控制，它们分别在2 2、4 4、7 7、9 9号染色体上。号染色体上。基因分离和自由组合定理复习基因分离和自由组合定理

13、复习（1）纯合子交配（）纯合子交配（Incross）相同纯合子交配。相同纯合子交配。 如如A/AA/A 和和 a/aa/a。 亲代：亲代： 子代：基因型子代：基因型AA，表现型，表现型A。（2）杂交（）杂交（Cross）不相同纯合子交配。不相同纯合子交配。 如如A/Aa/a 和和 a/aA/A。 亲代：亲代：aa 子代：基因型子代：基因型a ，表现型，表现型A。（3）回交（）回交（Backcross）：纯合子与杂合子交配。）：纯合子与杂合子交配。 如如A/Aa/A；a/AA/A 和和 a/Aa/a和和a/aa/A 亲代：亲代：aAA 子代：基因型：子代：基因型：1AA：1Aa 表现型：表现型：

14、A（4）自交或称互交（）自交或称互交（Intercross）：两个杂合子交配：）：两个杂合子交配： 如如a/Aa/A。 亲代：亲代：aAa 子代：基因型：子代：基因型：1AA：2Aa：1aa。 表现型：表现型：3A：1a。 AAAAAAAAAAAA AAaAaAaaAaAa AAAAAAAaAaAa AaAAAAaaAaaa 将将60-7060-70日龄待测白化小日龄待测白化小鼠（雌性）与已知毛色基因结鼠（雌性）与已知毛色基因结构的复隐性有色鼠（基因型为构的复隐性有色鼠（基因型为aabbCCaabbCC，如，如DBA/2 DBA/2 ，俗称，俗称“ “标准鼠标准鼠” ”）雄鼠交配，根据杂）雄鼠

15、交配，根据杂交交F1F1的毛色确定待测小鼠主要的毛色确定待测小鼠主要毛色基因型，鉴定是否纯合。毛色基因型，鉴定是否纯合。举例举例1: “标准鼠标准鼠”：DBA/2, 基因型基因型:aabbCC（棕色）（棕色）被测定鼠：被测定鼠：“BALB/c”,基因型基因型:?cc（待测定待测定;白色）白色） BALB/cDBA/2?c ?c abC桂皮色桂皮色AabbCc 桂皮色桂皮色AabbCcabC桂皮色桂皮色AabbCc 桂皮色桂皮色AabbCc举例举例2: “标准鼠标准鼠”： DBA/2, 基因型基因型aabbCC（棕色）（棕色） 被测定鼠：被测定鼠： “Ssmu:KM”,基因型基因型:?cc（待测

16、定待测定,白色）白色） KMDBA/2?c?c?c?c表现型表现型野生色野生色桂皮色桂皮色黑色黑色棕色棕色abCAaBbCcAabbCcaaBbCcaabbCcabCAaBbCcAabbCcaaBbCcaabbCc 第二章练习题第二章练习题(一）一）1.下列近交系小鼠命名书写不正确的是（下列近交系小鼠命名书写不正确的是（ ）。）。 A. 615 B. BALB/C C. C57BL/6 D. A2.某小鼠毛色基因型为：某小鼠毛色基因型为：A_BBC_,该小鼠毛色是（该小鼠毛色是（ ）。）。 A.白色白色 B. 黑色黑色 C.野生色野生色 D.棕色棕色3.在遗传检测中，观察皮肤移植成功与否，需要

17、：（在遗传检测中，观察皮肤移植成功与否，需要：（ ）。）。 A.60天天 B.100天天 C.10天天 D.1年年4.下列正确书写的封闭群实验小鼠应为（下列正确书写的封闭群实验小鼠应为（ ）。）。 ASHJTU：KM B.Shjtu:KM C.SHJTU/KM D.Shjtu/KM5.下列不属于封闭群实验动物的遗传特性是（下列不属于封闭群实验动物的遗传特性是（ ）。）。A.基因库大基因库大 B.多基因之间丧失平衡多基因之间丧失平衡 C.个体间差异程度主要取决于其祖代起源个体间差异程度主要取决于其祖代起源D.群体基因频率基本保持稳定群体基因频率基本保持稳定 6.实验动物遗传质量的控制，包括实验动

18、物遗传质量的控制，包括 和和 。7.近交系动物每代近交系数上升率为近交系动物每代近交系数上升率为 。封闭群动物每代近交系数上升率。封闭群动物每代近交系数上升率应控制在应控制在 以下以下 。8.下列不属于近交系小鼠遗传特性的是（下列不属于近交系小鼠遗传特性的是（ ）。）。A. 基因纯合性高基因纯合性高 B.个体间均一性好个体间均一性好 C.基因库大基因库大 D.背景资料多背景资料多第二章练习题第二章练习题(二）二）9.简述简述“近交系动物近交系动物”。10.简述简述“封闭群动物封闭群动物”。11.用复隐性有色小鼠用复隐性有色小鼠DBA（雄性，毛色基因型为：（雄性，毛色基因型为：aabbCC)对某白化小鼠对某白化小鼠（雌性）进行毛色基因交配试验，它们的（雌性）进行毛色基因交配试