近交系动物的特点

1、近交系动物的特点第1页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三 在科研动物实验中，非常重视获得指标的准确性、敏感性和重复性，这就需要有基因纯度高，实验反应性强，适合于各种实验目的要求的品系动物。 按遗传学控制方法，根据基因纯合程度，可将实验动物分为近交系、突变系、杂交群、封闭群四类。第2页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三 第一节 近交和近交系一、近交 实验动物的近交（Inbreeding）即近亲繁殖，是指血缘关系极为相近的个体之间或遗传组成极相似的个体之间进行的交配繁殖。通过近交使一个种群达到接近完全纯合程度，即所有同源染色体的相对位置都具有相同基因

2、的状态。因此，通过同胞兄妹或亲子交配可以较快获得近交品系动物。第3页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三从同一祖先获得遗传物质，一条得自父，一条得自母，来源于共同祖先的小动物自交，它们得自父母同基因比非近交者多。近交可以降低杂合性，可以将群体分离为不同的品系，然而近交的结果也必将出现近交衰退。第4页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交和非近交时亲缘关系示意图第5页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三二、近交后引起的变化 （一）近交可以增多纯合性：动物的遗传纯度取决于交配动物之间遗传关系的远近。近交系动物是通过长期近亲交配而建

3、立的，通过纯育后，动物的杂合性逐渐降低，因而纯度逐渐增高，使基因位点变为纯合子，使它们的表现型趋向一致性。第6页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三如A与a基因频率相同，但基因型分配变化，经过一定代数的兄妹交配，则不再有杂合子，而获得遗传稳定的AA与aa近交品系。同胞兄妹或亲子交配连续20代以上就培育成近交系，为了保持该系的遗传特点，必须继续近交，并不得因突变或遗传漂移而丢失。 第7页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交类型：按近交的基因型可分为： （1）纯合子交配（Incrosses）：为亲代相同的显性纯合子交配，如A/AA/A和a/aa/a。

4、亲代：子代：基因型AA，表现型A。 精子 卵子A AAA第8页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（2）回交（Backcrosses）：为亲代显性纯合子与杂合子交配。如A/Aa/A；a/AA/A；a/Aa/a和a/aa/A亲代：aAA 子代：基因型：1AA，1Aa表现型：A。 精子 卵子Aa AAAAa AAAAa第9页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（3）自交或称互交（Intercrosses）：亲代为两个杂合子交配：如a/Aa/A。亲代：aAa 子代：基因型：1/4AA，2/4Aa,1/4aa。 表现型：3/4A，1/4a。 精子 卵子Aa

5、AAAAa aAaaa第10页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三C57BL黑色a，C3H野鼠色A，二者皆为纯合子。二者杂交：亲代 A a F1 Aa Aa 互交 F2 AA Aa aa 回交 F3 AA AA Aa aa aa 纯交 F4 AA AA AA Aa aa aa aa第11页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交程度：种系中纯合性的程度通常以近交系数（F）和血缘系数（R）来表示：近交系数也就是一个种系的个体中，将基因的纯化程度用百分比来表示；血缘系数是将群体中个体之间基因组成的相似程度用数值来表示。F值和R值随近交繁殖连续的代数而递增

6、。增加的比率决定于交配动物亲缘关系的密切程度。第12页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第13页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第14页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（二）近交可将群体分离为不同基因型的品系：原始种群经过近交分为若干近交系，在不同等位基因的不同位点上变为纯合子。原始种群的小鼠兄妹交配连续20代之后分离出两支等位基因A和a的近交品系： 第15页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三C57BL黑色a，C3H野鼠色A，二者皆为纯合子。二者杂交：亲代 A a F1 Aa Aa F2 AA

7、Aa aa F3 AA AA Aa aa aa F4 AA AA AA Aa aa aa aa第16页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三1等位基因A的品系：只生产野鼠色后代。 2等位基因a的品系：只生产黑色后代。近交品系动物的获得，可使原来杂合子的动物增加纯合性，从而提高基因型的稳定性，获得想要的品系，实验者可以从动物的特定性状中进行选择。第17页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（三）近交可引起近交衰退：亲缘接近的交配所产生的后代常常会出现生长、成活、生育、抗病、适应环境等能力的减退，这种现象称之为近交衰退，如何克服和解决这个问题，是培育近交系

8、动物的关键所在。第18页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三由于近交衰退的缘故，从一个供繁殖的种群培育和建立一个近交系时，往往需要从杂交群或几个近交系开始才能成功，而且在近交几代后，有些系可以因生育或生活力低而断绝；也由于同样的原因，过去建立的某些近交系，现在只有某些亚系还仍然存在。第19页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交衰退发生的原因是多方面的，从遗传学的角度解释主要有两点：1有害的隐性基因的暴露。一般病态的突变基因绝大多数都是隐性的，所以处于杂合状态时是不表现出病态或不利的性状。这些有害基因的作用可被显性的杂合子等位基因所掩盖。第20页，

9、共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三但经过一段近亲繁殖，纯合的基因（纯合子）比例渐渐增多，于是有害的隐性基因相遇成为纯合子而显出作用，出现了不利的性状，对个体的生长发育、生活和生育等产生明显的不利影响。第21页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三2多基因平衡的破坏。个体的发育受多个基因共同作用的影响，虽然其中每个基因的作用效应微小。对环境适应较好的野生或杂交动物，由于自然选择的作用有利于保存那些生物适应能力较强的基因组合而具有平衡的多基因系统，近交繁殖往往会破坏这个平衡，造成个体发育的不稳定。第22页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，

10、星期三为了防止近交衰退变化产生，应注意如下几点： 1为防止种群传代终断，可采用回交方式（即父女或母子）而不计算近交代数，这样可以维持种群不致在繁殖中终断。 2饲料营养的保证很重要，在一般传代至57代时会出现生命力下降，生长繁殖退化，或出现产仔畸形等情况，因此应在饲料中适当增加营养成分以保证子代生长发育正常。第23页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三 3在传代中注意检查子代的情况选优去劣，选择体质健康、生殖力旺盛的后代而不能选择体弱繁殖力差的动物。 4近交到67代时，可出现致死的有害基因，而且这种致死基因随近交代数增加而不断升高，可引起个体死亡，为此，培育近交品系，开始不

11、必用同窝兄妹交配，用同父异母，或同母异父的兄妹交配，如待近交品系建立后再改变致死基因则很困难。第24页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三三、近交系动物的培育及选择1、近交系动物的培育：定向培育：按预先确定好的要获得某一理想品系而进行有计划的培育，并在短期内能获得优良的品系。不定向培育：是一种无意识的选择，预先没有确定的培育目标，只是自然地将有价值的选择留种，让其繁殖，近交纯化提供实验需要。第25页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三1）基础动物种群的选择： 从保种单位引种、从未经近交繁殖的近交种群中选择、从杂交群中选择、从野生动物中选择。 选择研究

12、所需的某些遗传特性或个体存在的遗传变异。 在种群后代的繁殖过程中，仍然要注意检查，选择保留种群特性的保留繁殖。第26页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三2）近交系原种群的维持：方 法 影 响单线法3-5对兄妹交配，从中选择最好的一对进行繁殖，每代如此延续下去。子代个体比较均一；选择范围小，易断代。平行线法3-5对兄妹交配，每对子代都选留下一代种鼠，延续下去。子代个体不太均一；选择范围大，易产生分化。选优法每代选6-12对来自同一双亲的子代进行繁殖，如有淘汰，则从另一对子代补充。子代个体比较均一；选择范围大，不易断代。是近交系留种保种的好方法。第27页，共147页，202

13、2年，5月20日，18点45分，星期三第28页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第29页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第30页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三3）近交系的遗传监测：方 法项 目形态学方法毛色基因的交配测定、下颌骨测定生化方法血红蛋白链、血清酯酶-1、血清酯酶-2、血清酯酶-3、异柠檬酸脱氢酶-1、乳酸脱氢酶调节体-1、葡萄糖磷酸脱氢酶-1、碳酸酯酶-2、苹果酸脱氢酶-1等免疫学方法皮肤移植法、混合淋巴细胞培养法遗传学方法姬姆萨染色的G分带法第31页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星

14、期三第二节 近交系的特征和应用意义第32页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三一、近交系的特征 （一）基因纯合性。通过持续20代以上的近亲繁殖，基因已高度纯合化。纯合子的纯度在理论上接近最高点，基因已有98.6%以上完全纯合，仅有1%左右不纯合，因此近交品系动物的基因是一致的，遗传组成亦相同。第33页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（二）遗传稳定性。由于近亲繁殖增加了在特定部位纯合子互相配合的可能性，因而减少了遗传变异，基因型可长期处于稳定状态，这种相对稳定性来自纯合性。因为基因高度纯合，所以纯合子基因可以极稳定地传给后代。如DBA系已维持上百年

15、，C57BL系已维持了80多年，但至今仍与原品系极相似。第34页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三当然近交系动物有时会因突变造成基因改变而发生变异，是为例外，而且这种机率非常低。如果品系在被确认为近交系后坚持近交，同时辅以遗传监测，及时地发现和清除遗传变异的动物，保持近交系动物遗传稳定性是绝对没有问题的。 第35页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（三）同基因性。同基因性，是指一个近交品系中所有个体在遗传上是同源的。由于基因高度纯合和基因型相当稳定，而致个体间极为相似，即同一品系内具有基本相同的遗传组成和基因点，也就是基因型相同。这种遗传上的均质

16、性可采用组织移植方法来检测，也可用一只动物检测群体的基因型，从子代群体中检定母系群体。 第36页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（四）表现型的均一性。表现型是基因在环境因素作用下表现出来的、可被直接观察到的亲代的性状。在相同环境因素的作用下，由于遗传是均质的，所以其表现型是均一的，反应性是一致的。因此可用较少量的近交品系动物，达到统计需要的精密度。 第37页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（五）个体性。由于不同品系都具有不同的遗传组成和生物学特性，所以不同品系各有不同的特性。目前国际上公认的近交品系小鼠间，均各有明显的区别，有其不同的反应性和

17、敏感性。因此，选择近交品系鼠时，必须注意其是否适合各项研究设计的需要，决不能就随便选一个品系来做实验。 第38页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（六）分布的广泛性。许多近交系在国际上广泛分布，从而有可能在世界各国之间进行比较研究。这在理论上意味着不同地区、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。但因环境变化可引起遗传变异，因此，环境条件应力求尽可能一致。如同一近交品系的两只动物，一只吃完善的饲料，另一只吃营养不足的饲料，则二者可发生不同的变化。 第39页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（七）资料可查性。近交品系的一个最有价值的特

18、点是最常用的品系都具有相当数量的背景资料，包括培育和保种的过程中都有详细的记录，加之这些动物分布广泛，经常使用，目前已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特征。这些有关品系的特征、寿命和自发性疾病等资料，对于设计新的实验和解释所得结果提供了便利条件。 第40页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（八）可分辨性。每个近交品系都具有自己独特的生化标志基因等特点，研究工作者可定期进行检测，以识别所使用的近交品系动物是否可靠。方法有：生化位点法、皮肤移植法、毛色基因法和下颌骨测量法。由于绝大多数近交品系在很多遗传位点上已有了分型，如果掌握了这些方法，可以根据这些位点的分型将品系

19、分辨出来。第41页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（九）对外界因素的敏感性。近交系由于高度近交而降低其在某些生理过程中的稳定性，使其对外界因素的变化更为敏感。这一特征，使其更容易成为模型动物为研究所用，但也很难控制外界因素对每个动物都完全相同而造成对实验反应不同，另外也不易保种。第42页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（十）生活力。由于近交衰退，近交系一般具有较低的生育力和生活力。这一特征不利于品系的维持、保种和繁殖生产，很容易断种。（十一）生产饲养成本。近交系由于其繁殖力低，需要严格的饲养管理，对饲养环境和饲料营养要求较高，所以相对来说其生

20、产和实验的成本较高。第43页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三二、使用近交系的优点 采用纯系动物作实验，具有下列主要优点： 1具有相同的基因型，表现型也一致，所以其反应是一致的，实验结果正确、可靠。2各品系均有其独特的特性，根据实验目的可选用不同品系来作实验，实验重复性好，所用动物少，实验周期短，节省人力、物力和时间。 第44页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三3国际上分布广泛，不同国家的科研单位由于使用同一近交系动物所取得的结果是相似的，便于国内和国际间学术交流和实验重复。 4可以作为有价值的病理学模型，如有致癌品系、抗癌品系、致白血病品系，嗜

21、酒性品系、易抽搐品系等，是研究人类疾病的重要实验材料。 第45页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三5是标准的实验材料，动物生长发育到一定时间就有一定的规格。 6有大量的历史资料可查，每个品系均有其详细的遗传学资料，遗传背景明确，其生物学特性、生理生化特点、常见疾病（包括自发性疾病）等都有过系统的研究，便于研究者查阅和选择应用。第46页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三三、近交系动物在生物医学研究中的应用 近交系动物首先应用于遗传学研究，以后又为肿瘤和免疫学家所重视。在肿瘤的研究工作中应用最广泛，培育的品系也最多，对肿瘤的病因学、发病学、实验治疗和

22、新抗癌药物的研究等都发挥了重要作用。第47页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三随着医学科学研究的飞速发展，近交系动物的培育及应用愈来愈被人们所重视，为适合不同课题研究需要而培育的近交系动物品系也愈来愈多，在医学、生物学、药物学等各个领域内的应用也日益广泛。生物制品、药品、食品等产品检定，疾病诊断、生理、病理、肿瘤、免疫、内分泌等学科的研究工作中都需要使用近交系动物进行各种实验。 第48页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交系动物特别是小鼠目前在国内许多科研单位已得到重视和应用。尤其在遗传、肿瘤、免疫、放射、白血病等研究中应用较多，其中在肿瘤、白

23、血病研究中的应用更多，可以挑选致癌系小鼠进行致癌，可以在同一时间内获得许多生长同肿瘤的动物，然后进行各种肿瘤的理论和防治研究。 第49页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交系小鼠可以根据各种特殊实验的需要培育各种品系，如致癌鼠、抗癌鼠、糖尿病鼠、白血病鼠、先天性肌肉萎缩症鼠等。近交系小鼠应用较多，近交系的金黄地鼠、豚鼠以及兔狗等也有应用。近交系动物的广泛应用，极大地提高了实验结果的正确性和重复性。第50页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第三节 近交品系的命名法第51页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交品系包括普通近

24、交系、重组近交系、同源突变近交系、同源导入近交系和分离近交系。（一）普通近交系：是通过至少20代以上兄妹或亲子交配之后培育而成。其它几种品系是在它的基础上，进一步培育而成。第52页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（二）重组近交系 重组近交系的发展和使用，是哺乳类动物遗传学中的最重要的发展。是以两个无血缘关系的近交品系进行杂交，产生F2代后，再分组分别进行全同胞交配达20代以上兄妹交配而育成的一个近交系列组动物。 其特征既具有双亲品系的特性，又具重组后一组内和每个重组近交系的特点。第53页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（三）同源突变近交系：

25、指两个近交系的动物内，除了一个指明位点等位基因不同外，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基因突变，而培育成的近交系的亚系，也称异单基因近交系。第54页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（四）同源导入近交系： 将一个基因导入到一个近交系（通过杂交互交或回交等方式）而培育成的新的近交系称为同源导入近交系。由于“乘客基因”与差异基因连锁导入，而使其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（这是与同源突变近交系的不同之处）。第55页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第56页，共147页，2022年，5月20日，18点4

26、5分，星期三（五）分离近交系：是在培育近交系同时，采取一定的交配方法，迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态。通过特殊的育种方法把这种处于杂合状态的基因加以分离纯化，就能分离出该基因位点上带有不同等位基因的两个近交系的亚系。第57页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三后三种近交品系都涉及在近交系内对个别位点上的基因进行控制的问题，它们的遗传组成特征极为相似，特别是同源突变近交系和分离近交系之间有时难以区分，只好用培育过程的不同加以区分。第58页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三近交品系的命名，国际上已有统一规定，由国际实验动物协会（ICLA）负责。近

27、交系小鼠由国际标准化遗传命名委员会制定了命名法，并由该组织对各国培育的新品种系作鉴定和认可并公布，其中包括各个系或株（stock）的历史、来源、独特的生物学特性等介绍，以及人名、单位名的规定写法和遗传背景、基因组成、缩写符号及其相应品系的标准命名等。每隔4年在美国肿瘤研究杂志上公布一次。第59页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三这些资料供全世界参考，在进行新的命名时可避免重复及混乱。除一些历史较长，已经广泛使用并获得认可的品系外。近交系动物国际命名的规则是根据动物的来源、历史和培育经过而命名的，用一系列的字母及数字来表示。第60页，共147页，2022年，5月20日，1

28、8点45分，星期三一、近交系的命名法 1一般均用一个或几个大写英文字母表示，如A、AE、BA、AKR、DBA、NZB、STAR、NMRT、NYLR、NZBR等。2有些品系可在大写英文字母间加入一些阿拉拍数字来表示，如C3H、C57BL、C57BR、C57L、C57W等。3非正规的命名，如果已广泛为国际所共知者，则可保留沿用，如：“129”、“101”、“615”等。第61页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三4近交代数表示：一般是在品系符号后括号里写上代数，并在代数前加写“F”（Filial的缩写），例如A（F78）；如果由于资料不全，可以写上已知代数，在代数前面加上问号

29、，如AKR（F？+10）；第62页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三如系从其它实验室引入的近交系或亚系，又经自己实验室若干代的繁殖，其近交代数的表示方法是在F符号后，先标明引入时的子代数，再加上自己实验室繁殖的代数，如C57BL/Jnga(F73+26)，即表示此亚系是73代时引入的，又经自己培育了26代。第63页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三5. 经代乳的品系的表示法： 是在近交系命名后加英文小写字母“ f ”，寄奶雌鼠品系名写在其后，如C3HfC57BL,表示C3H是由C57BL雌鼠代乳的。6. 受精卵转输或卵巢移植的表示法： 在两雌性品

30、系之间，用“e”（egg）或“O”(Ovary)表示。如AeB，即A品系的受精卵转输到B品系（C57BL系缩写）雌鼠的子宫。第64页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三5书写品系命名符号要写全，应使用公布的全称，不能随便缩写。例如，C57这个缩写可意味着七、八个特征不同的品系（如C57BL及其亚系6个、C57BR/cdJ、C57L）。只写C57BL就包括有几个特征不同的亚系（如C57BL/1，C57BL/6J、C57BL/6N、C57BL/10J等）。所以，若只写C57或C57BL都是品系名称未书写完全。第65页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三同

31、样，只写CBA亦为不确切的书写法，因为它也有若干个特性不同的亚系，如CBA/J是有视网膜退变基因的，而CBA/ca则没有这种基因，两者对放射线的敏感性也不一样，组织相容性也不同，至少有5个位点不同的。第66页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三6品系符号的优先权：任何品系或亚系命名均应参照国际命名委员会的规则命名，如果出现两品系命名符号相同，则保留先正式公布者，并以发表Mouse News Letter（小鼠新闻通讯）或Inbred Strain of Mice（近交系小鼠）两个刊物上的品系名录为准。第67页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三重组近

32、交系名称的书写方法是在两个亲本品系名称之间加一个“X”符号（居中而不留空间）来表达，品系名称用缩写形式。如BALB/cByXC57BL/6By，记为CXB；C57BL/6JXDBA/2J，记为BXD；C57BL/6JXC3H/HeJ,记为BXH；C57BL/6JXSJL/J，记为BXJ。第68页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三同源突变近交系命名是在原来品系或亚系名称符号之后加一连接号“-”，再写一斜体字的基因符号。如果这个基因是隐性的则字母全用小写，如果是显性的则第一个字母用大写，如DBA/Ha-D,129-dy等。同源突变近交系的代数可用M来表示，例如C57BL/6

33、J-bg/bg(F58+M+F20),表示在第58代发生突变，然后又进行了20代近交。第69页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三同源导入近交系的命名：是在品系或亚系名称或名称缩写之后加一“ ”和供体品系名称缩写，然后加连字号和目的基因符号，例如: B10129-H-2b ，表示以C57BL/10品系为遗传背景，携带来自129品系H-2b基因的同源导入近交系。 第70页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三分离近交系的命名：分离近交系的命名是在品系名称后面加连字号和杂合基因的符号。例如：DW-dw/+表示DW品系在dw位点上是杂合的。代数用FH和数字表

34、示，例如：DW-dw/+(FH27)表示dw/+位点杂合的兄妹交配27代。第71页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三二、亚系的命名法（一）亚系的定义和形成 亚系（Substrain）是由同一个近交系分离出来的具有各不相同特性的品系。亚系可由下列途径形成： 1在同一研究室里，从近交品系中分离出来，在兄妹交配繁殖达819代之后分开饲养，分开后不与其它品系混交，再继续兄妹或亲子近交12代以上者。如此可获得具有一定特殊性状的品系。第72页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三2一个近交品系从一个研究机构或研究者转送到另一个机构或研究者哪里，经相当代数饲养，并

35、与其它品系混交者。3当发现有某些基因变异时，可培育成具有某些特殊性状的亚系动物。第73页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（二）亚系的命名表示方法 在原亲本品系名称的后面加一条斜线“/”，再在斜线下标上适当的亚系符号。亚系符号可为研究人员或研究机构名称的英文缩写，老新亚系的缩写，阿拉伯数字等。第74页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三如：A/He，为A系的Heston亚系，He为亚系符号，它是美国国立肿瘤研究所博士的缩写。A/Jax或J，Jax或J是美国著名的研究机构JaKson实验室的缩写。YBR/HeW，是指将YBR小鼠的heston亚系，迁

36、移到Wilson处而成的一个新亚系。DBA/1和DBA/2，是指DBA小鼠分成两个亚系。第75页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第五节 近交系的新进展第76页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三细胞工程与近交系小鼠的发展1嵌合体小鼠的育成。嵌合体小鼠技术是由Tarkowski和Mintz分别在华沙和费城发展的（见图3-5）。他们首先用两对不同品系的近交系小鼠在同一时刻进行纯交，为了使其后代便于区分，常选择毛色不同品种的近交系小鼠。第77页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三例如选用白毛的SJL小鼠与黑毛色的BL/10小鼠。当

37、受精卵分裂为8个分裂球时，分别将它们从各自母体的子宫上分离下来。然后用蛋白酶消化分裂球外面的明带，使分裂球“裸露”。并在37的条件下，将来自两个品种的两个分裂球彼此接触，任其粘成一个具有双倍体积的早期胚胎。第78页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三将早期胚胎继续培养到具有128256个细胞的胚囊。这时，不同毛色品系的细胞相互混杂发育在一起。然后，通过手术把胚囊移植到寄养母鼠的子宫内，让它继续发育，直至出生。新生小鼠长出毛后，其毛色表现为既不象父亲SJL品系的全白色，也不象母系BL/10品系的全黑色，而是表现出黑、白条或块状的毛色。这说明新生鼠的组织是由“黑色”细胞和“白

38、色”细胞嵌合而成的，是一只嵌合体小鼠。 第79页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三嵌合小鼠育成 第80页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三2单亲纯合双倍体动物的育成。又称为雌核发育技术。众所周知，不论在生产上还是在科学试验中都需要纯系动物。为了得到一个纯系动物，一般要花费数年时间，甚至一生的光阴。第81页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三即使对世代周期较短的小鼠，采用了最有效的兄妹交配方法，还需要连续兄妹交配20代以上才能获得纯系动物，这也要几年时间。如果采用单亲纯合双倍体培育技术来育成一个纯系动物，则将大大地缩短育种周期

39、，小鼠只需三周，牛也只需几个月。具体方法见图。 第82页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三单亲双倍体动物育成（雌核发育） 第83页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三首先将两个不同品系的的近交系进行杂交（例如SJLXBL/10），交配后，在精核与卵核尚未融合之前，从母鼠子宫内冲取受精卵并用极细的吸管将雄核去掉。然后在细胞松驰素B的处理下使雌核加倍，形成二倍体细胞，二倍体细胞在体外继续培养到胚囊期后，移植到养母的子宫内使胚胎继续发育，直至出生。第84页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三一般选择毛色与双亲不同的品系作为养母，以易

40、于区分。本例中是选择毛色为野生色的BL/10XSJL杂交鼠作为养母的。养母本身没有经过交配，因而出生的小鼠均为移植进去的胚胎发育而成，它表现出亲母鼠纯合的性状。若出生的新生鼠表现为野生色，则说明实验技术失败，并未剔除精核。 单亲纯合双倍体技术也已在鱼类和家兔中获得成功。 第85页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第四章 突变系动物的特点及应用第86页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第一节 突变系动物的基本概念一、遗传与变异 遗传和变异是生物普遍存在的生命现象。虽然亲代和子代之间都有非常相似的地方，但又有些不同之处。亲子相似，叫遗传。亲子相异，叫

41、变异。生物的遗传性和变异性都是由DNA加以控制和调节的。 第87页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三二、基因突变基因突变是指染色体上一个位点内的遗传物质的变化，或者说是DNA分子上长链中碱基对的改变，也称点突变。第88页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三基因突变在生物界中是很普遍的，而且突变后所出现的性状与环境条件间看不出对应关系。 突变在自然情况下产生的，称为自然突变或自发突变（Spontaneous Mutation）；由人们有意识地应用一些物理、化学因素诱发的，则称为诱发突变（Induced Mutation）。突变后出现的表现型是多种多样

42、的。第89页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三根据突变对表现型的最明显效应，可分为： 1可见突变（Visble Mutation）：突变的效应可在生物的表现型上看出来，即用肉眼就能观察出来，如若干大体形成的变异。 2生化突变（Biochemical Mutation）：突变的效应导致一个特定的生化功能的丧失。肉眼是无法予以鉴别的，一定要借助于某些特殊方法来检测。 第90页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三3致死突变（Lethal Mutation）：致死突变可分为显性致死和隐性致死。显性致死在杂合态即有致死效应。而隐性致命突变较为常见，如镰形红细

43、胞贫血症的基因就是隐性致命突变。 4条件致命突变（Conditonal Lethal Mutation）：在某些条件下是有成活的，而在另一些条件下是致命的。 第91页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三三、突变的机理和突变系动物通过遗传和化学分析认识了突变型的遗传性质，有些变化是一个碱基为另一个碱基所替代；另一个情况是插入或缺失了一个碱基，还有的变化包括许多碱基获得、失去或重新排列等等。总之是组成基因的物质发生了化学变化，其变异的遗传基因等位点可以遗传下去。第92页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三突变品系，也就是指正常染色体的基因发生了变异的、具

44、有各种遗传缺陷的动物。基因突变动物在遗传学上不是一个单独的遗传类别，它涉及近交系和封闭群两类动物。基因突变发生在近交系即为同源突变近交系；基因突变发生在封闭群，即为封闭群突变种。第93页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三在小鼠和大鼠中，通过自然突变和人工定向突变，已培育出很多的突变系动物，如目前国际上已发现的小鼠突变基因有648个，培育的突变系小鼠有350多个品系，大鼠有50多个品系。特别如无毛、无胸腺裸鼠已成为生物医学研究领域中令人瞩目的“宠儿”，并被广泛地应用于肿瘤等研究。第94页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第二节 突变品系的模型性状第

45、95页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三模型动物 遗传突变的动物，如果能留种育成突变品系供某项特殊研究之用，这就成为很有科学价值的“模型动物”。 最先而且最广泛突破的是培养了多种肿瘤的模型动物，为研究人类肿瘤的科学工作者提供了极为方便而有效的研究手段。第96页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三有的突变品系动物与人的疾病一样或近似，则更是最好的动物模型。如肥胖小鼠，它与人类有相似的肥胖病和糖尿病；肌肉萎缩症小鼠，它与人类有相似的肌肉萎缩症；自身免疫小鼠，则与人类的自身免疫性溶血症和红斑狼疮相似。因此，对突变品系模型性状的研究对解决人类的疾病将起到重

46、要作用。 第97页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三突变品系主要表现研究应用肌萎缩症（dy）小鼠进行性肌衰弱和广泛性的肌萎缩肌萎缩症、肌肉营养障碍症肥胖症小鼠（ob）和大鼠（fa）肥胖，饮食多，血胰岛素高肥胖症侏儒症（dw）小鼠矮小畸形、短尾、短鼻、继发性粘液性水肿内分泌如生长素和促甲状腺素研究糖尿病小鼠（db）和大鼠（di）肥胖并糖尿病、高血糖、蛋白尿、烦渴遗传性糖尿病骨骼硬化症（op）小鼠骨质硬化，骨髓消失人骨髓硬化症贫血小鼠和大鼠多种贫血贫血白内障（Cat）大鼠 白内障眼科第三节 常用的突变品系第98页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三突变

47、品系主要表现研究应用尿崩症（di)大鼠多尿，低渗透压遗传性下丘脑尿崩症血胆红素过多症（黄疸）（Jaudice,j）大鼠黄疸婴儿的先天性血胆红素过多综合征色素瘤性视网膜炎大鼠视网膜发育后期即开始的光感受细胞的进行性丧失人类的色素瘤性视网膜炎无脾（As）小鼠 脾脏完全缺如脾脏功能、血吸虫病视网膜退化（rd）鼠 进行性视网膜硬化，有色素沉着及视网膜血管闭锁人类的色素性视网膜炎针尾（Pt）突变鼠椎间盘逐龄产生快速退化人类的椎间盘突出症自发性高血压大鼠（SHR）自发性高血压高血压癫痫突变型大鼠发作癫痫人类癫痫病多种免疫缺陷小鼠无T细胞或无B细胞或无T、B细胞或无K细胞或无T、B、K细胞或无巨噬细胞免疫、

48、血液病、器官移植、肿瘤、病毒等第99页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三其它还有各类突变模型动物先天性畸形、各种肾异常、巨结肠小鼠、睾丸雌性化或假两性畸形大鼠、隐睾症、新西兰高血压大鼠、各种神经麻痹、各种中枢神经异常、苯丙酮酸尿症、自身免疫性疾病、无毛小鼠、裸小鼠、裸大鼠等。第100页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三名词解释： 三致试验; 实验动物; AEIR要素; 封闭群动物; “3R”信条; 近交系数和血缘系数习题：1、近交后引起的变化； 2、各种近交系及其命名书写方法；第101页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第

49、五章 杂交群和封闭群动物的特点及应用第102页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第一节 杂交群动物（F1）的特点及应用一、定义和概念两个近交品系动物之间进行有计划交配所获得的仔一代动物，称之为杂交群动物或杂交一代动物，简称F1动物。如C57BL/6J和DBA/2小鼠交配后培育的第一代动物即为BDF1或B6D2F1；C57L/J和A/He交配后的第一代动物为LAF1等。 第103页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三但是，必须指出，实验动物“F1”与一般遗传学上所谓的F1不大一样。一般的F1根本就是杂种，其个体之间差异很大，因为其亲本本身是杂种，实验

50、动物的F1虽然也是杂种，但是它们个体之间却很均一，也就是说，从遗传型上来看是异型接合体，而从它们个体与个体之间来看却大家都杂得一样，所以个体与个体基本上还是相同的，这是由于它们的两个亲本本身就是纯种。第104页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三所以，实验动物这种的F1虽然遗传型是杂合的，但个体间的基因型与表现型是一致的，遗传型是稳定的，可以适合作一般实验研究用，能获得正确的实验结果。但F1动物是不能培育纯系的，因为在仔二代（F2）时，会发生遗传上的性状分离。 F1动物的生产是比较简单的，采用两个近交系进行杂交而得。第105页，共147页，2022年，5月20日，18点4

51、5分，星期三子代：基因型Aa，表现型A AAaa 精子 卵子AA aAaAa aAaAa第106页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三例如C57BL品系小鼠基因为隐性基因（a），被毛呈黑色，C3H品系小鼠基因为显性基因（A），被毛呈野鼠色，这二者均为纯合子，相互杂交后，F1基因型和表现型均一致，但到子二代（F2）时，会发生遗传上的性状分离，因此不能用F1动物培育纯系。 在F1动物生产中，必须强调的是两个亲本的互交情况要表达所用品系的性别，因为虽然同是用一样的两个近交系杂交，由于所用的雌雄不同则F1将因母体环境的不同或性染色体的不同的而有不同。第107页，共147页，202

52、2年，5月20日，18点45分，星期三二、使用F1动物的优点综合起来F1动物具有以下优点： 1具有杂交优势，生命力强，适应性和抗病力强，繁殖旺盛等优点，在很大的程度上可以克服因近交繁殖所引起的近交衰退现象。 2具有纯系动物基本相似的遗传均质性。虽然它的基因不是纯合子，但基因型是整齐一致的，遗传性是稳定的，表现型也一致，因此它基本上具有近交系动物的特点。 第108页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三3对各种实验结果重复性好，精确度高。对长期实验的耐受性也大，而且对由于环境因素所引起变异的可能性也较纯系为小。杂合子使隐性有害基因的作用被显性有利基因的作用所掩盖。4具有亲代双

53、亲的特点。 5国际上分布广，已广泛用于各类实验研究，实验结果便于在国际间进行重复和交流。 上述F1动物的特点，说明为什么有了近交系动物，还要培育F1动物。第109页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三三、F1动物在生物医学研究中的应用 由于F1动物具有与纯系动物基本相同的遗传均质性，又克服了纯系动物因近交繁殖所引起的近交衰退，所以受到科学工作者的欢迎，在生物医学研究中得到广泛应用。特别是在下列一些研究课题中用得更多。 第110页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（一）干细胞的研究根据目前的研究，可清楚地表明，来自F1种小鼠正常的外周血的白细胞能够在

54、受到致死性照射的父母或非常接近的同种动物中种植和繁殖，使动物存活和产生供体型的淋巴细胞、粒细胞和红细胞，这证明小鼠外周血中存在干细胞。因此，F1动物是研究外周血中干细胞的重要实验材料。 第111页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（二）移植免疫的研究F1动物是进行移植物抗宿主反应良好的实验材料。可以鉴定出免疫活性细胞去除是否完全。如CBA小鼠亲代脾脏细胞经一定培养液孵育后注入CDF1（DBA/2CBA）小鼠的脚掌，对侧作为对照，如CBA亲代小鼠免疫活性细胞去除干净时，则将不产生移植物抗宿主反应，否则相反。第112页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期

55、三（三）细胞动力学研究如选用BCF1（CBAC57BL/6）小鼠作小肠隐窝细胞繁殖周期实验；选用CDF1（DBA/2CBA）小鼠作小肠隐窝细胞剂量存活曲线；选用DBF1（C57BL/6JDBA/2）受体小鼠观察移植不同数量的同种正常骨髓细胞与脾脏表面生成的脾结节数之间的关系等。 第113页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三（四）单克隆抗体研究杂交瘤合成单克隆抗体,采用的小鼠骨髓瘤细胞系，一般都采用BALB/c品系小鼠，英国目前大多采用BALB/c和CBA杂交F1代小鼠作单克隆抗体研究，比单独用BALB/c小鼠要好，其F1代小鼠脾脏比同日龄BALB/c小鼠脾脏要大。第11

56、4页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三四、F1动物系组选择和组合形式 系组选择F1动物品质的好坏完全取决于其亲代特点，因此选择系组作杂交组合时应考虑以下条件： 1二个亲本必须都是近交品系动物，根据实验要求进行有计划的杂交。2具有试验研究所要求的特性品系。 3两个品系间，具有较强的亲和力和较少的异质差异。其遗传特性能表现出杂交优势，系组合力强的品系。 第115页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三4通过对比观察选出最理想的杂合组合。 因此，一定要选出最理想的杂交品系组合，作为大量繁殖杂交F1的双亲，这是进行杂交F1繁殖的重要条件。如C3H小鼠属于高发

57、乳腺癌品系，如将C3H雄鼠与C57BL/6雌鼠交配，可得到乳腺癌发病率低的杂交F1，是科学研究工作使用的重要动物模型。第116页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三五、F1动物的命名及要求 F1动物的标志方法主要是标明杂交群亲本的性别与其品系名称，习惯上雌本先写，雄本随其后，中间以“X”相连，如C3H/HeJAKR/J，也可记为C3HAKRF1或简称C3AKF1；反之，如为AKR/JC3H/HeJ，则记为AKC3F1。而且以上两种杂交方式由于亲本的母系或父系不同，可产生两种杂种一代。第117页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三第118页，共147页

58、，2022年，5月20日，18点45分，星期三第二节 封闭群动物的特点及应用一、定义和概念封闭群动物是指一个种群在五年以上既不以近交形式进行交配，也不从外部引进新种，仅在封闭条件下的一定群体中进行随机交配繁殖的动物群。第119页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三目的是：1、整个群体尽量防止近亲交配而保持着遗传变异，也就是说保持动物个体间的杂合性；2、不引进外种，使群体遗传特征因基因频率不变而保持相对稳定。也就是说保持群体的一般遗传特性。至于个体间差异的程度因引种来源的不同而有不同，如引种于一般杂种，则个体间差异就大；如果引种于有近交历史的动物，则个体间差异就小。第120

59、页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三由于封闭群体本身的特点，加上客观上具有各种各样的相似存在形式，就使封闭群这个概念很混乱。有人叫“非近交群” ，有人叫“非近交系” ，甚至有人叫“远交系” 或“远交动物” 。实际上这些叫法并不是指真正的“封闭群”，而只是通常供应使用的、保持于各种饲养系统的非近交群体而已。特别是“远交”一词很容易使人理解为遗传学上的“异系交配”。第121页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三因为“远交”在遗传学上是指遗传上不相关的动、植物的杂交，或没有相近亲缘关系的不同家系的两个个体的交配，甚至把不同特种、不同变种的交配都看作是异系

60、交配。而实验动物的封闭群，其个体之间并不是没有亲缘关系，甚至是很亲近的或有一定的近交。所以封闭群不应叫成上述这些名称，它们之间更不能划等号。第122页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三二、封闭群的分类 封闭群按其来源和遗传背景不同，可分为以下两大类：1来源于近交系的繁殖群及其子代，不用兄妹交配方式保种进行生产的实验动物。2来源于非近交系，不是以培育近交系为目的而生产的实验动物群。上述两种封闭群，除了在选择时应考虑繁殖力外，均不采用特殊的淘汰方法进行选种。 第123页，共147页，2022年，5月20日，18点45分，星期三三、封闭群动物的应用 目前国内外实验动物的使用，