实验动物的遗传学质量控制及分类

实验动物的遗传学质量控制及分类第一节 实验动物与动物分类按动物学分类可分为：界（kingdom）动物界门（phylum）脊索动物门纲（class）哺乳纲目（order）食肉目科（family）犬科属（genus）犬属种（species）家犬种种是动物学分类系统上的基本单位。同种动物能共同生活、交配、繁衍后代，异种动物之间存在生殖隔离。一般认为，不同种的动物是自然选择的产物。在自然条件下，野生动物只有种和变种，它们是自然选择的产物。目科属实验动物有袋目大袋鼠科袋鼠属袋鼠啮齿目鼠科仓鼠属黑线仓鼠鼠科棉鼠属棉鼠鼠科大鼠属大鼠鼠科小鼠属小鼠仓鼠科沙鼠属长爪沙鼠鼠科仓鼠属金黄鼠豚鼠科豚鼠属豚鼠表2-1

常用实验动物在动物学的分类位置目科属实验动物偶蹄目野猪科猪

属猪牛科羊

属羊兔形目兔科兔

属兔鼠科田鼠属田鼠鼠兔科鼠兔属鼠兔食肉目猫科猫

属猫犬科犬

属犬灵长目猴科猕猴属猕猴猩猩科猩猩属猩猩狨科狨猴属狨猴实验动物品系实验动物品系指来源明确，并采用某种交配方法繁殖，而具有相似的外貌、独特的生物学特征和稳定的遗传特性，可用于不同实验目的的动物群体。实验动物是具有明确遗传背景并受严格遗传控制的遗传限定动物。根据其遗传特点的不同，按品系分为近交系（inbred

strain）

、突变系（mutant

strain）、封闭群（outbred

strain）、杂交群（hybrid

strain）和遗传工程动物（genetic

engineering

animal）

。一般近交系重组近交系近交系动物重组同类系同基因型动物同源突变近交系同源导入近交系遗传限定动物杂交群动物（F1）异基因型动物封闭群动物第二节

按遗传学控制分类第三节

近交系实验动物一、概念近交系（inbred

strain）是经连续20代以上全同胞兄妹交配(或亲代与子代交配)培育而成,

近交系数应大于99%,

品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先。近交系数：是指群体中某个体通过遗传携带两个同源等位基因的概率。近交系数的计算Falconer（1960）指出连续全同胞的兄妹交配，每代近交率平均上升19%，他提出了一个简化的计算公式：Fn=1-(1-⊿F)n式中

n=近交代数；⊿F为每一代近交系数上升率。例如⊿F=19%，则连续兄妹交配10代的近交系数为F10=1-(1-0.19)10=87.84%同理，连续兄妹交配20代的近交系数为98.96%，没有达到99％，仍然需要继续近交。Howcanyoufindinformationonthe

mouse?二、命名一般以大写英文字母或大写英文字母加阿拉伯数字命名，符号应尽量简短。如A系、BALB、TA1系、C3H。三、亚系和支系近交系的亚系（substrain）：在一个近交系内，因残余的杂合性或突变等原因，可导致该系动物形成数个具有部分遗传组成差异的分支，称为亚系。1．亚系和支系的形成原因：①近交代数达40代以前形成的分支。20-40之间。②一个分支与其它分支分开繁殖超过100代。③基因突变，残杂合基因或遗传污染。2．亚系的命名亚系的命名方法是在原品系名称后另一道斜线（/），可以是以下四种：①数字，如DBA/1、DBA/2等。②培育或产生亚系的单位或人的缩写英文名称。如A/He,表示A近交系的Heston亚系。③当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的亚系时，可在数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。如：C57BL/6J，C57BL/10J④一些建立及命名较早，并为人们所熟知的近交系、亚系名称可用小写英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。四、重组近交系1．定义重组近交系(recombinant

inbred

strain

RI）由两个近交系杂合后，经连续20代以上兄妹交配育成的近交系。重组同类系（recombinant

congenic

strainRC）

由两个近交系杂合后，子代与两个亲代近交系中的一个近交系进行数次回交（通常回交2次），再经过无特殊基因选择的近亲交配而育成的近交系。2．命名（1）重组近交系的命名

由两个亲代近交系的缩写名称中间加大写英文字母X命名。由相同双亲交配育成的一组重组近交系用阿拉伯数字予以区分。如：由BALB/c与C57BL两个近交系杂育成的一组重组近交系，分别命名为CXB1、CXB2

……（2）重组同类系的命名

由两个亲代近交系的缩写名称中间加小写英文字母c命名，用其中做回交的亲代近交系（称受体近交系）在前，供体近交系在后。由相同双亲交配育成的一组重组同类系近交系用阿拉伯数字予以区分。如：CcS1,表示由以BALB/c(C)为亲代受体近交系，以STS(S)品系为供体近交系，经2代回交育成的编号为1的重组同类系。五、同源突变近交系定义同源突变近交系(coisogenic

inbredstrain)是两个近交系，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。同源突变近交系一般皆由近交系发生基因突变而形成。命名由发生突变的近交系名称后加突变基因符号（用英文斜体印刷体）组成，二者之间以连接号分开，如：DBA/Ha-D。六、同源导入近交系1．定义同源导入近交系(congenic

inbredstrain)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。2．命名同源导入系名称由以下三部分组成：接受导入基因的近交系名称；提供导入基因的近交系的缩写名称，并与前项之间用英文句号分开；导入基因的符号（用英文斜体）与前项之间以字符分开。如：B10．129-H-12b。表示该同源导入近交系的遗传背景为C57BL/10sn(=B10),导入B10的基因为H-12b，基因提供者为本129近交系。七

近交系的特征基因位点的纯合性遗传组成的同源性品系内所有动物个体都可追溯到一对共同祖先表型一致性长期遗传稳定性5．遗传特征的可分辨性每个近交品系都有自已的标准遗传概貌，选用适当的遗传监测方法，即可分辨各个近交系。6．遗传组成的独特性每个近交系都具有独自的遗传组成和独自的生物学特性。各品系间具有不同的基因型和表型。7．分布的广泛性同一品系在不同地区不同国家都广泛存在，引种方便。8．背景资料的完整性八、近交系的应用遗传组成和遗传性状一致，对实验反应一致，因此，只需用少量的动物，即可得到非常规律的实验结果。组织相容性抗原一致，异体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想的材料。明显的生物学特征，如先天畸形，高肿瘤发病率，对某些因子敏感和耐受等，这些特点在医学研究中是天然模型，非常重要。多个近交系同时使用不仅可分析不同遗传组成对某项实验的不同反应与影响，还可观察实验结果是否具有普遍意义。第四节、封闭群一、概念封闭群（远交群）（Closed

clony

oroutbred

stock）是以非近亲交配方式进行繁殖生产的实验动物种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上。封闭群是一个与外界隔离的动物群体，不从外部引入新的个体，即不引进新基因，同时避免近亲交配，不让群体内基因丢失。二、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名称，第一个字母须大写，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。如N：NIH表示由美国国立卫生研究院（N）保持的NIH封闭群小鼠。Lac：LACA表示由英国实验动物中心（Lac）保持的LACA封闭群小鼠。四、特征及应用封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性。封闭群动物具有较强的繁殖力和生活力。突变种所携带的突变基因通常导致动物在某些方面的异常。第五节

杂交群动物（一）概念杂交群（hybrids）是由不同品系或种群之间杂交产生的后代。两个不同近交系杂交所生的第一代动物称为杂交一代动物（F1）。只是第一代，第二代就产生性状分离。（二）命名雌性亲代名称在前，雄性亲代名称在后，二者之间以大写英文字母“X”相连表示杂交。用括号括起来，在其后标明杂交的代数，如：（C57BL/6 X DBA/2）F1缩写：B6D2F1杂交群命名中所用的标准缩写129P3/J=129PC57L=L129S1/SvImJ=129SCBA/J=CBAA/HeJ=AHeC3H/HeJ＝C3A/J＝ADBA/1J=D1BALB/cJ＝CDBA/2J=D2C57BL=BSJL/J=SJL或JC57BL/6J=B6SWR/J=SW遗传和表型上的一致性

广泛用于营养、药物、病原体和激素的生物评估。杂交优势

杂交一代具有较强的生命力，对疾病的抵抗力强，寿命较长，容易饲养，适合于携带保存某些有害基因和长期慢性致死实验。杂合的遗传组成

同时具有两个亲本品系的特点，适用于免疫学和发育生物学等领域的研究。可以作为某些疾病研究的模型。如C3H

X

IF1是肥胖和糖尿病的模型。（三）杂交一代动物的特征及应用第六节 实验动物遗传控制的实施基本概念：通过实验动物育种的方法，获得遗传上高度限定的动物品系，并在遗传特征上长期保持稳定不变。这就是实验动物遗传质量控制（genetic

quality

control）

。遗传监测（genetic

monitoring）：是及时有效地发现遗传组成上的变化，遗传质量控制的一项重要内容。一、实验动物的繁殖方法（一）近交系动物的繁殖方法1、引 种：引种动物应来自近交系的基础群2、基础群：目的是保持近交系自身的传代繁衍和提供种源3、血缘扩大群：来自基础群4、生产群：目的是生产供应动物，种子来自基础群或血缘扩大群近交系动物的生产过程（→表示动物的流程）（二）封闭群动物的繁殖方法1、引种：引种动物数量要足够多，小型啮齿类动物引种数目一般不少于25对。2、繁殖：封闭群应足够大，尽量避免近亲交配。二、实验动物遗传学质量监测(一)检测目的是检查是否发生遗传变异、是否混入其它动物血缘或发生了错误的交配等，以确保检测群体符合该遗传群体的要求。（二）实验动物遗传学监测的一般性原则整体性原则必要性原则连续性原则三、实验动物遗传质量监测国家标准基本内容（一）主题内容与适用范围（二）实验动物的遗传分类及命名（三）实验动物的繁殖方法（四）近交系动物的遗传质量监测四、实验动物遗传学监测的常用技术方法（一）近交系动物的遗传质量检测生化标志基因(Biochemical

markers)

检测法近交系小鼠生化基因位点有13个，近交系大鼠的生化基因位点有9个。免疫标志（Immunogenetic

markers）检测法grafting）皮肤移植法（Skin混合淋巴