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碩研實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類(lèi)及質(zhì)量控制演示文稿第一頁(yè),共九十六頁(yè)。碩研實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類(lèi)及質(zhì)量控制第二頁(yè),共九十六頁(yè)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分類(lèi)
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的分類(lèi)仍按照一般生物學(xué)意義上動(dòng)物的分類(lèi)原則進(jìn)行,包括門(mén)、綱、目、科、屬、種,但也有一些特殊性,從實(shí)驗(yàn)動(dòng)物定義和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的要求對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行分類(lèi)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類(lèi)微生物學(xué)分類(lèi)第三頁(yè),共九十六頁(yè)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳學(xué)分類(lèi)
相同基因型:近交系:普通近交系同源突變近交系同源導(dǎo)入近交系分離近交系重組近交系雜交群:雜交F1代
不同基因型:封閉群:遠(yuǎn)交種突變種從遺傳觀點(diǎn)講,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物應(yīng)是遺傳限定的動(dòng)物,根據(jù)基因的純合程度實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可分為近交系、封閉群、雜交群。品系品種第四頁(yè),共九十六頁(yè)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品種、品系1.種:動(dòng)物“種”(species)是生物學(xué)分類(lèi)的最基本單位,而在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中,種是指可以相互交配且后代有繁殖能力的同一種類(lèi)的動(dòng)物。2.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品種(stock,breed):一般指具有一些容易識(shí)別和人們所需要的性狀,而且是可以穩(wěn)定遺傳的動(dòng)物群體。通常把封閉群動(dòng)物稱(chēng)為品種,如新西蘭白兔、KM小鼠等。3.品系(strain):實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)上把基因高度純合的動(dòng)物稱(chēng)為品系動(dòng)物,通常指近交系、突變系動(dòng)物。第五頁(yè),共九十六頁(yè)。作為一個(gè)品種、品系應(yīng)具備的條件
相似的外貌特征:獨(dú)特的生物學(xué)特性穩(wěn)定的遺傳性能:一個(gè)品種或品系必須具有一定的育種價(jià)值,雜交F1代繁殖后代時(shí),性狀發(fā)生分離,不能成為一個(gè)品系。具有共同的遺傳來(lái)源和一定的遺傳結(jié)構(gòu):任何品種和品系都可追溯到其共同的祖先,并由此分支經(jīng)選育而成。第六頁(yè),共九十六頁(yè)。品系與品種差異:
1、品系比品種的群體特點(diǎn)更加突出。
2、品系的性狀及適應(yīng)性必須相同。
3、品系的基因型相同。第七頁(yè),共九十六頁(yè)。第一節(jié)、近交系動(dòng)物一、基本概念:至少經(jīng)過(guò)20代以上的連續(xù)全同胞交配或親子交配,品系內(nèi)所有個(gè)體都可追溯到起源于第20代或以后代數(shù)的一對(duì)共同祖先的動(dòng)物群,群體近交系數(shù)達(dá)98.6%以上。通常所講的近交系是指普通近交系。普通近交系重組近交系同源突變近交系同源導(dǎo)入近交系分離近交系
近交系第八頁(yè),共九十六頁(yè)。近交系數(shù):指群體中某個(gè)個(gè)體通過(guò)遺傳攜帶兩個(gè)同源等位基因的概率,是指?jìng)€(gè)體由于近交而造成的異質(zhì)基因減少時(shí),同質(zhì)基因或純合子的百分?jǐn)?shù)。它反映了動(dòng)物在不同代次的純化程度。Felconer提出一個(gè)便于計(jì)算的公式:
Fn=1-(1-△F)n。n表示近交代數(shù),△F是每進(jìn)一代的近交系數(shù)上升率。全同胞△F=19.1%
同父異母△F=11.0%
堂兄妹△F=8%
親子交配△F=19.1%
例如:動(dòng)物繁殖了10代,△F為19%,代入公式,則:F10=1-(1-0.19)10=1-(0.81)10=1-0.1216=0.8784=87.84%。也就是說(shuō)當(dāng)動(dòng)物繁殖到第10代時(shí),其純度可達(dá)到87.84%,還有12.16%是雜合的。
第九頁(yè),共九十六頁(yè)。Felconer近親系數(shù)表
代數(shù)F代數(shù)F10.250110.90820.375120.92630.500130.94040.594140.95150.672150.96160.734160.96870.785170.97480.826180.97990.859190.983100.886200.986第十頁(yè),共九十六頁(yè)。
血緣系數(shù)是將群體中個(gè)體之間基因組成的相似程度用數(shù)值表示。對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物而言,必須要了解構(gòu)成群體的各個(gè)體間遺傳性的相似程度。在某種程度上血緣系數(shù)比近交系數(shù)的作用更重要。
例子:一卵孿生之間基因組成完全相同時(shí),血緣系數(shù)為100%,就親子關(guān)系而言,子代從雙親中獲得基因各一半,因此,親(父、母)子間的血緣系數(shù)以50%來(lái)表示。第十一頁(yè),共九十六頁(yè)。近交衰退(inbredinflation):
指在近交過(guò)程中動(dòng)物群體由于基因分離和純合而產(chǎn)生的不利于個(gè)體和群體發(fā)育的現(xiàn)象。近交衰退包括:
1.由于有害隱性基因的純合,出現(xiàn)遺傳缺陷或某種疾病發(fā)生率的提高。
2.影響繁育如產(chǎn)子數(shù)下降、母性不良。
3.個(gè)體發(fā)育不良,對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差。第十二頁(yè),共九十六頁(yè)。全同胞交配的血緣系數(shù)表
代數(shù)R(%)代數(shù)R(%)1601197.0272.71297.6379.21398.1484.31498.5587.01598.8690.51699.0792.61799.2894.11899.3995.31999.51096.32099.6第十三頁(yè),共九十六頁(yè)。近交引起的基因純合情況代數(shù)各種基因的比例合子(野鼠色)AA雜合子(野鼠色)Aa純合子(黑色)aa原始種群1/42/41/4兄妹交配下一代5/166/165/16兄妹交配下二代11/3210/3211/32妹交配下三代24/6416/6424/64兄妹交配20代以后50/100050/100第十四頁(yè),共九十六頁(yè)。近交系動(dòng)物在自然界里并不存在,是人工專(zhuān)門(mén)培育的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。以上定義對(duì)于小鼠是非常嚴(yán)格的,但是對(duì)于其它物種的動(dòng)物有時(shí)需要加以區(qū)別。在某些情況下“近交系”的名稱(chēng)僅僅說(shuō)明了該品系內(nèi)的遺傳差異性降低了,這種情況出現(xiàn)在:品系的近交代數(shù)在各繁殖線上少于20代。但是該系的某一條繁殖線上所有個(gè)體間的異體植皮獲得成功。兩代之間間隔時(shí)間特別長(zhǎng)的動(dòng)物也許只要通過(guò)幾代的兄妹交配繁殖就能使用“近交系”這個(gè)名稱(chēng)。
第十五頁(yè),共九十六頁(yè)。各類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中已培育近交系的數(shù)目動(dòng)物種類(lèi)近交系數(shù)目小鼠大鼠地鼠豚鼠兔雞魚(yú)兩棲類(lèi)3501114315204094第十六頁(yè),共九十六頁(yè)。使用最為廣泛的十個(gè)大/小鼠近交系排列順序小鼠大鼠12345678910C57BL/6C3HBALB/CDBA/2CBAAAKRNZBB10·D2SJLF344LENBNSHRDAPVGWAGACIWFWKY第十七頁(yè),共九十六頁(yè)。近交系動(dòng)物的特征遺傳基因位點(diǎn)的純合性遺傳組成的同源性遺傳組成的獨(dú)特性長(zhǎng)期的遺傳穩(wěn)定性遺傳組成的可分辨性表型的一致性對(duì)外界因素的敏感性生活力下降國(guó)際分布廣泛背景資料生產(chǎn)飼養(yǎng)成本高第十八頁(yè),共九十六頁(yè)。
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的命名規(guī)則對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究?jī)r(jià)值和使用價(jià)值有重要意義。一個(gè)品系只有一個(gè)名字,不同的人在不同的時(shí)間不同的地點(diǎn)才可能用同一的動(dòng)物作實(shí)驗(yàn),而他們的結(jié)果才能在不同的時(shí)間、空間和研究者之間進(jìn)行比較,這樣才能使動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有它真正的價(jià)值。
國(guó)際小鼠標(biāo)準(zhǔn)化遺傳命名委員會(huì)
國(guó)際大鼠遺傳命名委員會(huì)
其它實(shí)驗(yàn)動(dòng)物命名參照大小鼠進(jìn)行命名實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的命名第十九頁(yè),共九十六頁(yè)。了解已命名大小鼠的途徑:《MouseNewsLetter》每2年《InbredStrainsofMice》每2年《CancerResearch》每4年第二十頁(yè),共九十六頁(yè)。品系名稱(chēng)一般為1~4個(gè)大寫(xiě)的英文字母。如:A、BALB、DBA。有些品系名稱(chēng)用大寫(xiě)字母與數(shù)字結(jié)合表示,且數(shù)字總是緊隨著第1個(gè)大寫(xiě)字母。如:C57BL、C3H。有些較早使用的非正規(guī)命名,已為國(guó)際廣泛接受,其原有命名繼續(xù)沿用。如:129、615。近交系動(dòng)物的命名(普通近交系)第二十一頁(yè),共九十六頁(yè)。
近交代數(shù)表示:品系名稱(chēng)+F+近交代數(shù),如A(F78),若資料不全,在已知代數(shù)前加?,如AKR(F?+10)。若從其他實(shí)驗(yàn)室引入的近交系或亞系,又經(jīng)自己的實(shí)驗(yàn)室繁殖若干代,其近交代數(shù)的表示是在F后先標(biāo)明引入時(shí)的代數(shù),再加上自己實(shí)驗(yàn)室繁殖的代數(shù),如C57BL/Jnga(f73+26)。品系優(yōu)先權(quán):任何品系命名應(yīng)參照國(guó)際命名委員會(huì)的規(guī)則,若出現(xiàn)兩個(gè)品系符號(hào)相同,則保留先正式公布者。書(shū)寫(xiě)品系命名符號(hào)要寫(xiě)全,應(yīng)使用公布的全稱(chēng),不能隨便縮寫(xiě)(寫(xiě)論文報(bào)告,在材料方法一欄里一定要把品系命名符號(hào)寫(xiě)全,才能說(shuō)明所指的是哪個(gè)品系或亞系)。第二十二頁(yè),共九十六頁(yè)。國(guó)際上公布的常用近交系的縮寫(xiě)品系縮寫(xiě)品系縮寫(xiě)AKRAKC57BRBRBALB/cCC57LLC3HC3DBA/1D1C57BLBDBA/2D2CBACBHRS/JHRC57BL/6B6C57BL/10B10第二十三頁(yè),共九十六頁(yè)。近交系動(dòng)物的應(yīng)用節(jié)省樣本量組織細(xì)胞或腫瘤移植實(shí)驗(yàn):個(gè)體間相容性一致,
隱性純合基因的暴露,獲得先天性畸形及先天性疾病的動(dòng)物模型,如糖尿病、高血壓等。某些品系自發(fā)或誘發(fā)腫瘤,成為腫瘤病因?qū)W,腫瘤藥理學(xué)模型。多個(gè)近交系同時(shí)使用,分析不同的遺傳組成對(duì)某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,或觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有普遍意義。
第二十四頁(yè),共九十六頁(yè)。(二)重組近交系概念
重組近交系:兩個(gè)無(wú)血緣關(guān)系的近交系雜交后得到F2代,分組分別經(jīng)連續(xù)20代以上的兄妹交配而育成的近交系列組動(dòng)物。祖系:為重組近交系提供親代的兩個(gè)近交系。應(yīng)用
重組近交系對(duì)祖系間有差異的性狀和基因進(jìn)行遺傳分析是非常有用的實(shí)驗(yàn)材料。分離分析、連鎖分析、功能分析。命名重組近交系的命名是在兩個(gè)祖系名稱(chēng)之間加上X,同一系列中不同的近交系在其后面加連字號(hào),再加數(shù)字。如AKR和C57BL雜交培育的一系列重組近交系可命名為AKXB-1,AKXB-2,AKXB-3等。第二十五頁(yè),共九十六頁(yè)。(三)同源突變、同源導(dǎo)入、分離近交系同源近交系:
在一個(gè)普通的近交系中,幾乎所有基因位點(diǎn)上都帶有相同的基因,如果兩個(gè)近交系除了個(gè)別位點(diǎn)上攜帶的基因不同外,其它位點(diǎn)上的基因都一樣,稱(chēng)這兩個(gè)近交系是同源的,即遺傳上相同,稱(chēng)個(gè)別不同的基因?yàn)椴町惢?。第二十六?yè),共九十六頁(yè)。1.同源突變近交系概念:兩個(gè)近交系除了一個(gè)指明位點(diǎn)等位基因不同外,其它遺傳基因全部相同的品系。即是某個(gè)近交系在某基因位點(diǎn)上發(fā)生突變而分離出的近交系亞系,與原近交系的差異只是發(fā)生突變的基因位點(diǎn)上帶有不同的基因,而其它位點(diǎn)上的基因完全相同。命名:品系名稱(chēng)后加連字號(hào)和基因符號(hào)如C57BL/6J-bg表示C57BL/6J攜帶bg基因,如果突變基因是雜合的,用“+”代表野生型基因,C57BL/6J-bg/+,如果基因是純合的,則表示為C57BL/6J-bg/bg。同源突變近交系的代數(shù)用M表示,C57BL/6J-bg(F58+M+F20)表示在58代時(shí)發(fā)生突變,然后又進(jìn)行20代近交。第二十七頁(yè),共九十六頁(yè)。2.同源導(dǎo)入近交系
概念:通過(guò)基因?qū)氲姆椒▽⒁粋€(gè)目的基因?qū)肽硞€(gè)近交系的基因組內(nèi),由此形成的一個(gè)近交系與原來(lái)的近交系只是在一個(gè)很小的染色體片段上基因不同。供系:提供目的基因的品系。配系:接受目的基因的品系,配系必須是近交系,供系可以是任何一種基因類(lèi)型的動(dòng)物。乘客基因:第二十八頁(yè),共九十六頁(yè)。同源導(dǎo)入近交系的命名在品系名稱(chēng)后加“?”和供體名稱(chēng)縮寫(xiě),再加連字號(hào)和目的基因符號(hào),如B10?129-H-2b表示以C57BL/10品系為遺傳背景,攜帶來(lái)自129品系H-2b基因的同源導(dǎo)入近交系。
B10?129-H-2b如果供體不是近交系,可以不加以命名,例如BLAB/c-nu/+表示攜帶雜合nu基因的BLAB/c品系,nu基因來(lái)自于非近交系。配系供系目的基因第二十九頁(yè),共九十六頁(yè)。3.分離近交系在培育近交系的過(guò)程中,采用一定的交配方法,迫使個(gè)別基因位點(diǎn)上的基因處于雜合狀態(tài),則分離出該基因位點(diǎn)上帶有不同等位基因的兩個(gè)近交系亞系。分離近交系的命名品系名稱(chēng)后連字號(hào)和雜合基因符號(hào),如DW-dw/+表示DW品系在dw位點(diǎn)是雜合的。第三十頁(yè),共九十六頁(yè)。4.同源近交系的應(yīng)用在同一遺傳背景下比較某基因位點(diǎn)上不同等位基因的遺傳效應(yīng)。在不同遺傳背景中研究同一基因與遺傳背景及其它基因的關(guān)系。消除雜合遺傳背景對(duì)某些突變基因表達(dá)的影響,以獲得更為穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。對(duì)復(fù)雜的多基因性狀進(jìn)行遺傳分析。第三十一頁(yè),共九十六頁(yè)。亞系和支系的概念亞系(substrain)的形成:育成的近交系可能由于殘余雜合性和突變導(dǎo)致部分遺傳組成的改變。近交系的亞系分化是指一個(gè)近交系內(nèi)各個(gè)分支的動(dòng)物之間,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)或十分可能存在遺傳差異。通常下述三種情況會(huì)發(fā)生亞系分化。
1)在兄妹交配代數(shù)達(dá)40代前形成的分支(即發(fā)生于F20-F40之間);2)一個(gè)分支與其他分支分開(kāi)繁殖超過(guò)100代突變所致;3)已發(fā)現(xiàn)一個(gè)分支與其他分支存在遺傳差異。產(chǎn)生這種差異的原因可能是殘留雜合、突變或遺傳污染(geneticcontamination)(即一個(gè)近交系與非本品系動(dòng)物之間雜交引起遺傳改變)。由于遺傳污染形成的亞系,通常與原品系之間遺傳差異較大,因此對(duì)這樣形成的亞系應(yīng)重新命名。例如由GLaxo保持的A近交系在發(fā)生遺傳污染后,重新命名為AZG。
第三十二頁(yè),共九十六頁(yè)。遺傳污染:是指最常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理事故,通常是由于其他品系動(dòng)物與本品系動(dòng)物發(fā)生交配所致。遺傳漂變:是指一個(gè)品系動(dòng)物基因型在飼養(yǎng)過(guò)程中可能發(fā)生的隨機(jī)改變,這種改變多由于近交系動(dòng)物殘留雜合基因分離,造成了亞系的形成。突變:由于動(dòng)物基因組中某個(gè)核苷酸殘基的置換、缺失或插入,引起一個(gè)等位基因的改變。第三十三頁(yè),共九十六頁(yè)。亞系的命名
亞系命名原則是在品系名稱(chēng)后加斜線號(hào),再加上數(shù)字或培育者名稱(chēng)縮寫(xiě),或者以數(shù)字開(kāi)頭與縮寫(xiě)同時(shí)使用,如A/He(F87)是指近交到87代由Heston培育的A品系的亞系。第三十四頁(yè),共九十六頁(yè)。一個(gè)近交系或亞系內(nèi)部,由于非常可能存在環(huán)境的、母方的或細(xì)胞的差異,或者也許不是非??赡艽嬖谶z傳上的差異時(shí),則這個(gè)近交系或亞系出現(xiàn)支系。人為技術(shù)處理:如卵巢移植(o)、人工喂養(yǎng)(h)、代乳(f)、受精卵或胚胎移植(e)、冷凍保存(p)等。種群轉(zhuǎn)移到新的保持者:如引種到另一實(shí)驗(yàn)室。支系的形成第三十五頁(yè),共九十六頁(yè)。支系的命名(一)
支系命名原則是在品系(亞系)名稱(chēng)后加雙斜線號(hào),再加上數(shù)字或培育者名稱(chēng)縮寫(xiě),雙斜線號(hào)也可省略。如:C57BL/6J//Lac表示由英國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心Lac維持的支系品系經(jīng)過(guò)技術(shù)上的處理,用小寫(xiě)英文字母作為相應(yīng)符號(hào)來(lái)表示。如代乳、受精卵轉(zhuǎn)輸、卵巢移植等。C3HfB,AeB,AOB第三十六頁(yè),共九十六頁(yè)。支系的命名(二)受精卵或胚胎移植(Eggsorembryotransfer):“e”,C3HeB表示C3H品系受精卵移植于C57BL品系的雌鼠;卵巢移植(Ovarytransplant):“o”,C3HoB表示C3H雌鼠卵巢移植于C57BL品系的雌鼠;奶母代乳(Fosternursing):“f”,C3HfB表示C3H
品系鼠是由C57BL品系代乳的;人工喂養(yǎng)(Hand-rearing):“h”;人工喂養(yǎng)加奶母代乳(FosteronHand-rearing):“fh”;冷凍保存(Freezepreservatio):“pe”;C57BL/6peCBA/N表示C57BL/6冷凍卵或胚胎復(fù)蘇后移植入CBA/N雌鼠子宮內(nèi)產(chǎn)生的鼠。第三十七頁(yè),共九十六頁(yè)。近交系動(dòng)物的維持群體內(nèi)必須嚴(yán)格按照全同胞交配方式進(jìn)行,保持近交系群體的遺傳均一性不遭到破壞和防止遺傳漂變。已經(jīng)育成的近交系不得與其他品系雜交。近交系有特異的遺傳特性,適用于特定的研究,保種過(guò)程中不許產(chǎn)生更多亞系。近交繁殖力低,選擇繁殖力高的,淘汰繁殖力低的家系。對(duì)個(gè)體進(jìn)行詳細(xì)記錄,如近交代數(shù)、雙親編號(hào)、出生日期等。第三十八頁(yè),共九十六頁(yè)。第二節(jié)、封閉群動(dòng)物概念:以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種群,在不從外部引入新的個(gè)體的條件下,至少連續(xù)繁殖4代以上,稱(chēng)為封閉群,亦稱(chēng)為遠(yuǎn)交群。封閉群按其來(lái)源和遺傳背景不同,可分為兩類(lèi):來(lái)源于近交系的封閉群及其子代,不用兄妹交配方式保種來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物;來(lái)源于非近交系,不是以培育近交系為目的而生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物群。第三十九頁(yè),共九十六頁(yè)。遠(yuǎn)交種:一個(gè)長(zhǎng)時(shí)期于外界隔離,雌雄個(gè)體之間能夠隨機(jī)交配的動(dòng)物群,其遺傳組成比較接近于自然狀態(tài)下的動(dòng)物群體結(jié)構(gòu)。KM小鼠、ICR小鼠NIH小鼠、、SD大鼠、Wistar大鼠、青紫蘭兔、新西蘭兔、畢格犬等,尤其是中國(guó)昆明種小鼠,目前是使用最多的動(dòng)物,其祖先可能是Swiss小鼠,1946年從印度引進(jìn)我國(guó)昆明,以后又分送我國(guó)各地,因此得名“昆明種小鼠:KM小鼠”。突變種:攜帶個(gè)別突變基因的封閉群,這些突變可能以純合或雜合形式存在于封閉群中。第四十頁(yè),共九十六頁(yè)。SD大鼠畢格犬KM小鼠青藍(lán)紫兔第四十一頁(yè),共九十六頁(yè)。
迄今為止,對(duì)于封閉群的研究,無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐上,無(wú)論國(guó)內(nèi)或國(guó)外,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于近交系,其原因在于封閉群是屬于群體遺傳學(xué)理論范疇,不僅群體遺傳學(xué)產(chǎn)生較晚,而且該理論又不能機(jī)械地套用于遠(yuǎn)交群。對(duì)封閉群動(dòng)物所進(jìn)行的研究工作,目前,大多只限于大鼠、小鼠、家兔和豚鼠。而且研究報(bào)告甚少,預(yù)計(jì)短時(shí)間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)大的改觀。第四十二頁(yè),共九十六頁(yè)。
封閉群動(dòng)物的命名遠(yuǎn)交種的命名:1.
一般用2-4個(gè)大寫(xiě)字母表示,如ICR、NIH小鼠。2.
習(xí)慣用法,如Wistar大鼠,NewZealandWhite兔。3.
在大寫(xiě)字母之前加上一個(gè)大寫(xiě)字母和3個(gè)小寫(xiě)字母構(gòu)成的培養(yǎng)者或保留者的符號(hào),并且與品系名稱(chēng)用冒號(hào)隔開(kāi),如Lac:LACA是由英國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心保持的LACA小鼠,
N:NIH是由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院保存的NIH小鼠。第四十三頁(yè),共九十六頁(yè)。突變種的命名:
在遠(yuǎn)交種命名的基礎(chǔ)上加上適當(dāng)?shù)幕蚍?hào)(斜體),如N:NIH-nu/nu是由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院保存的帶有純合裸基因的NIH小鼠。第四十四頁(yè),共九十六頁(yè)。
封閉群動(dòng)物的特點(diǎn)及應(yīng)用封閉群動(dòng)物(遠(yuǎn)交種)的遺傳組成具有很高的雜合性,類(lèi)似于人類(lèi)群體遺傳異質(zhì)性的遺傳組成,用于人類(lèi)遺傳學(xué)研究、藥物篩選、毒物試驗(yàn),生物制品和化學(xué)藥品的鑒定等方面。封閉群動(dòng)物(遠(yuǎn)交種)具有較強(qiáng)的繁殖力和生活力,飼養(yǎng)繁殖不需詳細(xì)的譜系記錄,易于管理,廣泛用于教學(xué)、預(yù)試驗(yàn)和一般實(shí)驗(yàn)。封閉群動(dòng)物的突變種攜帶的突變基因通??蓪?dǎo)致動(dòng)物某些方面的異常,成為生理學(xué)、胚胎學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的模型。如高血壓大鼠。第四十五頁(yè),共九十六頁(yè)。封閉群動(dòng)物的維持要維持好一個(gè)封閉群,在自繁過(guò)程中,必須防止小群體近交。保持群體有效大小在50只以上。選種時(shí),同窩(架)留單一性別,雌雄分別編組,各組按隨機(jī)交配在整個(gè)群體中進(jìn)行,避免產(chǎn)生群體內(nèi)隔離狀態(tài)。按以上交配方法使每世代的近交系數(shù)上升率小于1%,從而保證群體遺傳的穩(wěn)定性。第四十六頁(yè),共九十六頁(yè)。第三節(jié)、雜交群動(dòng)物基本概念雜交群:兩個(gè)或兩個(gè)以上品系動(dòng)物之間交配產(chǎn)生的后代。由兩個(gè)無(wú)關(guān)的純系動(dòng)物(近交系)雜交繁殖的第一代動(dòng)物稱(chēng)為雜交F1代動(dòng)物。用這種方法培育出的動(dòng)物群體稱(chēng)F1雜交系(Hybrids)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)所說(shuō)的雜交群通常是雜交F1代動(dòng)物。親本品系:兩個(gè)用于生產(chǎn)雜交F1代的近交系。提供雄性的為父系,提供雌性的為母系。第四十七頁(yè),共九十六頁(yè)。
雜交群動(dòng)物的命名雜交F1代的命名:
母系符號(hào)X父系符號(hào)F1,順序不得顛倒。
有時(shí)中間X可省略,把兩個(gè)品系名稱(chēng)按雌雄順序?qū)懸黄?,再加上F1。如:C3HXAKRF1可寫(xiě)為C3HAKRF1。C57BL/6♀×DBA/2♂(C57BL/6XDBA/2)F1
可簡(jiǎn)寫(xiě)為:B6D2F1
DBA/2♀×C57BL/6♂(DBA/2XC57BL/6)F1
可簡(jiǎn)寫(xiě)為:D2B6F1第四十八頁(yè),共九十六頁(yè)。正逆交配C57BL/6×DBA/2DBA/2×C57BL/6↓↓B6D2F1D2B6F1第四十九頁(yè),共九十六頁(yè)。2個(gè)F1代的區(qū)別
Y染色體,B6D2F1的雄性帶有來(lái)自DBA/2的Y染色體,而D2B6F1則帶有來(lái)自C57BL/6的Y染色體;母性因素,包括細(xì)胞質(zhì)成分,子宮環(huán)境和母乳。B6D2F1是從C57BL/6接受這些因素,而D2B6F1從DBA/2接受這些因素。第五十頁(yè),共九十六頁(yè)。F1的區(qū)別舉例
♀C3H×C57BL/6
(高發(fā)品系)(低發(fā)品系)
↓
C3B6F1(高發(fā)品系)
♀C57BL/6×C3H
(低發(fā)品系)(高發(fā)品系)
↓
B6C3F1(低發(fā)品系)第五十一頁(yè),共九十六頁(yè)。雜交群動(dòng)物的特點(diǎn)及應(yīng)用具有雜交優(yōu)勢(shì),生命力強(qiáng),抗病力強(qiáng),繁殖力強(qiáng);適用于攜帶保存某些有害基因和長(zhǎng)時(shí)間的慢性致死實(shí)驗(yàn),可作為代乳動(dòng)物,卵、胚胎、卵巢移植的受體。具有與近交系相似的遺傳均質(zhì)性,基因型相同;可接受個(gè)體間、親本品系細(xì)胞、組織、器官、腫瘤移植,用于免疫學(xué)、發(fā)育生物學(xué)研究。遺傳和表型的一致性:其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性好;廣泛用于營(yíng)養(yǎng)、藥物、病原和激素的生物學(xué)評(píng)價(jià).具有雙親的特點(diǎn),具有正逆交配特點(diǎn);第五十二頁(yè),共九十六頁(yè)。國(guó)際分布廣,可以用于各類(lèi)實(shí)驗(yàn)研究;實(shí)驗(yàn)結(jié)果便于國(guó)際上進(jìn)行重復(fù)和交流。雜種一代本身不能進(jìn)一步繁殖而同時(shí)保持其遺傳組成不變。因?yàn)樗鼈儾荒苷鎸?shí)繁殖干細(xì)胞、移植免疫、單克隆抗體的研究細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究第五十三頁(yè),共九十六頁(yè)。雜交群動(dòng)物的生產(chǎn)雜交群動(dòng)物的繁殖只能將兩個(gè)用于生產(chǎn)雜交F1代動(dòng)物的親本品系或種群進(jìn)行交配,所得子代即為雜交F1代動(dòng)物。F1代動(dòng)物直接用于實(shí)驗(yàn),不能留種。親本規(guī)模大小可根據(jù)F1動(dòng)物的需要量來(lái)決定。需要說(shuō)明的是,F(xiàn)1代動(dòng)物互交后的子代F2代動(dòng)物,在個(gè)別的科學(xué)研究中時(shí)有應(yīng)用。各種雜交方式如下:第五十四頁(yè),共九十六頁(yè)。各種雜交方式F1代回交F2代三元雜交四元雜交A×B
F1A×B
F1×B
回交A×B
F1×F1
F2A×B
F1×C
三元雜交群A×BC×D
F1×F1
四元雜交群第五十五頁(yè),共九十六頁(yè)。雜交F1代動(dòng)物的維持雜交F1代動(dòng)物的親本必須是近交系動(dòng)物,按實(shí)驗(yàn)的要求進(jìn)行計(jì)劃雜交,雜交的子代只能作實(shí)驗(yàn)用,不能作為種用,如果要生產(chǎn)雜交F1代動(dòng)物,只能維持兩個(gè)親本近交系的存在。作為親本品系近交系的選擇主要取決于實(shí)驗(yàn)研究對(duì)雜交F1代遺傳組成的要求,在這個(gè)前提下,可以選擇遺傳上差異較大的品系進(jìn)行雜交以提高雜交優(yōu)勢(shì)的程度。如C3HXC57BL/6F1與C57BL/6XC3HF1的不同。第五十六頁(yè),共九十六頁(yè)。第四節(jié)、突變系動(dòng)物基本概念:
帶有特殊突變基因的品系動(dòng)物。人們把具有突變基因的動(dòng)物稱(chēng)為突變動(dòng)物,將這些突變動(dòng)物按照科學(xué)研究的要求進(jìn)行定向培育,使育成的動(dòng)物符合實(shí)驗(yàn)要求,稱(chēng)其為“突變系”動(dòng)物。命名:
在原品系名后加橫線,橫線后加上突變基因的符號(hào)。如129-dy
第五十七頁(yè),共九十六頁(yè)。突變系動(dòng)物的應(yīng)用
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的小鼠突變基因有648個(gè),家兔有76個(gè),大鼠有105個(gè)和豚鼠有38個(gè)。這些突變型動(dòng)物,有的已應(yīng)用在科學(xué)研究中,特別是那些與人類(lèi)某種疾病相類(lèi)似的突變型動(dòng)物已用做動(dòng)物模型進(jìn)行研究。有與人類(lèi)疾病相似的肥胖癥和糖尿病小鼠、肌肉萎縮癥(dy)小鼠、溶血性貧血(ha)小鼠等。廣泛使用的無(wú)胸腺裸鼠,由于它缺乏胸腺,因此是免疫學(xué)研究的重要?jiǎng)游锬P?。裸鼠能接受多種人類(lèi)癌細(xì)胞的移植,并已成為癌癥機(jī)理的研究和治療癌癥藥物篩選的良好動(dòng)物模型。裸鼠還能感染麻風(fēng)桿菌,這對(duì)研究麻風(fēng)的發(fā)病機(jī)理和制造麻風(fēng)菌苗提供了動(dòng)物模型。
第五十八頁(yè),共九十六頁(yè)。突變系動(dòng)物繁殖
(一)培育純合子型的突變系:連續(xù)選擇攜帶目的突變基因同時(shí)有繁殖能力的兄妹進(jìn)行交配,使其子代基因純合,經(jīng)過(guò)20代即可育成。
第五十九頁(yè),共九十六頁(yè)。1.單一隱性
嚙齒動(dòng)物中大多數(shù)常見(jiàn)毛色的基因?qū)儆谶@種類(lèi)型。純合的單一隱性基因雖然是反常,但能良好的生活和繁殖。以白化(c)為例,簡(jiǎn)單的繁殖方法是白化之間的交配,就能生產(chǎn)全部白化的后代。
cc×cc→全部cc(白化)
有時(shí)為了保持動(dòng)物健壯,需要與其它品系進(jìn)行異型雜交。如果另一品系是正常的毛色基因型,異型雜交所產(chǎn)生的全部雜合子,其表現(xiàn)型是正常的。
cc×++→全部c+(正常)
再把雜合子(c+)互相交配,可以預(yù)期得到1/4白化和3/4正常型。
c+×c+→1/4cc(白化);1/2c+(正常);1/4++(正常)
然后再用白化與白化交配,可以生產(chǎn)出全部白化動(dòng)物。采用白化與雜合(c+)回交,可以產(chǎn)生半數(shù)白化和半數(shù)正常的動(dòng)物。
c+×cc→1/2cc(白化):1/2c+(正常)
回交具有許多優(yōu)點(diǎn),它產(chǎn)生的子代具有數(shù)量相等的雙親基因型,因此可以世世代代地重復(fù)交配繁殖。另外,它生產(chǎn)的子代是一半正常一半反常的,所以當(dāng)研究需要正常的同一胎子代作為對(duì)照時(shí),那么這種交配方法最為適用。
第六十頁(yè),共九十六頁(yè)。2.顯性
繁殖顯性突變?cè)N,最常用的交配方法是采用雜合子突變與正常動(dòng)物交配。這個(gè)結(jié)果能生產(chǎn)相同數(shù)量的突變型和正常的子代。以小鼠短卷毛為例。
Re+(短卷毛)×++(正常)→1/2Re+(短卷毛):1/2++(正常)
如果是雜合子之間的交配,則將能生產(chǎn)3只突變型和1只正常。
Re+×Re+→1/4ReRe(短卷毛):1/2Re+(短卷毛):1/4++(正常)
第六十一頁(yè),共九十六頁(yè)。
(二)培育雜合型的突變系當(dāng)突變基因的兩性中的一性或兩性不能繁殖時(shí),多采用育成雜合型的近交系,以保持其突變基因不被丟失。有兩種方式:
第六十二頁(yè),共九十六頁(yè)。
有的突變型缺陷嚴(yán)重地危害純合子動(dòng)物的生理功能,而使其喪失繁殖能力。例如小鼠隱性“無(wú)毛”(hr),因?yàn)榧兒献?hr/hr)母鼠不能哺育乳鼠,所以不能用純合子之間的交配。但因無(wú)毛雄鼠能繁殖,因而采用無(wú)毛雄鼠與雜合(+hr)雌鼠回交的繁殖方法。
Hr/hr♂×+hr♀→1/2hrhr:1/2+hr.
又如裸鼠(nu/nu),它繁殖困難,生產(chǎn)能力極低,因而限制了使用范圍。約2/3的純合裸雄鼠不育和所有純合裸雌鼠不哺育仔鼠。因此在這種情況下,只有使用雜合子與純合子之間交配繁殖。
nunu♂×+nu♀→1/2nunu:1/2+nu.有人報(bào)導(dǎo)使用1只純合雄鼠(nu/nu♂)配3只雜合雌鼠(nu/+♀),結(jié)果平均每月每籠離乳的裸鼠為8.5只,占整個(gè)離乳幼鼠的43%。1.隱性純合中的一性是不良的繁殖者
第六十三頁(yè),共九十六頁(yè)。
2.隱性純合中的兩性都不能繁殖
如果隱性純合的兩性都不能繁殖,則飼養(yǎng)繁殖該基因型的原種就較為困難。小鼠垂體性侏儒(dw)基因就是一個(gè)例子,純合子侏儒(dw/dw)缺乏垂體生長(zhǎng)激素并且兩性都不育。假如采用雜合子之間的交配,即能生產(chǎn)1/4侏儒和3/4正常的子代。
+dw×+dw→1/4dwdw(侏儒):1/2+dw(正常):1/4++(正常)
表現(xiàn)型正常的動(dòng)物中有2/3是雜合子(+dw),適用于繁殖侏儒鼠,但是在外貌上無(wú)法與正常純合子(++)相區(qū)別,所以外觀正常的動(dòng)物用“+dw?”標(biāo)記。測(cè)試外貌正常的基因型要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)。其方法有二:
(1)取1只+dw?與另一只已知的雜合子(+dw)交配,如其子代產(chǎn)生1/4侏儒仔,則可證明此待查+dw?動(dòng)物是+dw;如這種試交的結(jié)果,子代中沒(méi)有侏儒仔,則該動(dòng)物則是++。
(2)把未知的子代互相隨機(jī)交配。表現(xiàn)型正常的動(dòng)物有2/3機(jī)會(huì)是雜合子(+dw)。這樣合在一起將有2/3×2/3=4/9的機(jī)會(huì)是預(yù)期的基因型。因此,可以平均接近1/2產(chǎn)生侏儒仔。
如果交配結(jié)果不產(chǎn)生侏儒仔,
則必然是這一對(duì)中有一只或二只是正常的純合子(++)。
第六十四頁(yè),共九十六頁(yè)。
第五節(jié)、近交系和遠(yuǎn)交群遺傳的
差異及其應(yīng)用1.遺傳基因位點(diǎn)純合性近交品系其任何一個(gè)基因位點(diǎn)的純合率高達(dá)98.6%以上,故動(dòng)物群體不會(huì)攜帶未知的隱性基因。采用近交類(lèi)型動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),不致因隱性基因的暴露而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雜交F1代動(dòng)物可能會(huì)有很高的雜合性,但由于其遺傳組成均等地來(lái)源于兩個(gè)親本近交系,所有個(gè)體間在遺傳上極為一致,從而在實(shí)驗(yàn)中不會(huì)存在隱性基因的影響。相反,遠(yuǎn)交群動(dòng)物攜帶有許多隱性基因,個(gè)體基因組有較高的雜合性,群體呈現(xiàn)多態(tài)現(xiàn)象。第六十五頁(yè),共九十六頁(yè)。
近交品系內(nèi)的所有個(gè)體都可追溯到其原始的一對(duì)共同祖先,其遺傳組成上完全相同,因此在同一品系內(nèi)動(dòng)物個(gè)體間進(jìn)行皮膚移植和腫瘤移植不被當(dāng)作異已而被排斥,實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性較高。遠(yuǎn)交群由于采取隨機(jī)交配方式,缺乏遺傳同源性,其遺傳組成較接近于自然狀態(tài)下的動(dòng)物群體,基因呈現(xiàn)雜合性和多態(tài)性,群體內(nèi)動(dòng)物個(gè)體之間遺傳差異較大,而不象近交系那樣所有個(gè)體的遺傳都是一致的,因此遠(yuǎn)交群內(nèi)個(gè)體成員間的組織移植會(huì)被排斥。其原種在分離出亞群之后,必然造成亞群與原種群以及亞群之間的差異,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以比較。
2.遺傳組成的同源性第六十六頁(yè),共九十六頁(yè)。
近交品系由于遺傳組成的高度純合性和同源性,使其具有長(zhǎng)期遺傳穩(wěn)定性,因此,不同時(shí)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。相反,遠(yuǎn)交群的遺傳組成容易受到選擇、近交和遺傳隨機(jī)漂變的影響而處于極不穩(wěn)定狀態(tài)。其遺傳組成有以下幾個(gè)特點(diǎn):⑴相同品系在不同機(jī)構(gòu)中維持生產(chǎn),其遺傳組成可能不同。
⑵相同品系在同一機(jī)構(gòu)中維持生產(chǎn),其遺傳組成可能因供應(yīng)時(shí)間不同而有所不同。
⑶相同品系在同一機(jī)構(gòu)中維持生產(chǎn),其遺傳組成可能因飼養(yǎng)設(shè)施的不同而有所不同。
⑷經(jīng)過(guò)剖腹產(chǎn)、進(jìn)行微生物凈化或冷凍胚胎保存的動(dòng)物,與原群體動(dòng)物有所不同。因此,即使使用同一品系,甚至同一供應(yīng)單位,也可能由于供應(yīng)時(shí)間不同等導(dǎo)致不同批次的實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性差。
3.長(zhǎng)期遺傳穩(wěn)定性第六十七頁(yè),共九十六頁(yè)。
4.表型一致性近交系中所有個(gè)體的特性都趨于一致,就象人類(lèi)的雙胞胎一樣,這樣意味著用較少的動(dòng)物,就可以達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的精確程度。F1動(dòng)物個(gè)體之間的基因型也相同,因此其表型也極為一致,F(xiàn)1個(gè)體之間遺傳差異較小,同樣只要用少量的動(dòng)物就可以達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)的精確程度。而遠(yuǎn)交群由于群體內(nèi)具有較高的遺傳多態(tài)性而導(dǎo)致其表型變異較大,必須用較大量的動(dòng)物,才具有統(tǒng)計(jì)學(xué)價(jià)值。第六十八頁(yè),共九十六頁(yè)。
5.遺傳組成的獨(dú)特性
由于每個(gè)近交系在遺傳組成上是獨(dú)一無(wú)二的,具有獨(dú)特的生物學(xué)特性,如先天性畸型、高腫瘤發(fā)病率、高血壓、對(duì)某些因子的敏感和耐受等,容易成為動(dòng)物模型而廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)研究。但是從少數(shù)幾個(gè)近交系獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可能用來(lái)概括整個(gè)物種的情況,因此多應(yīng)用于基礎(chǔ)研究。遠(yuǎn)交群缺乏這種獨(dú)特性,各遠(yuǎn)交原種之間差異較小,具有類(lèi)似于人類(lèi)群體遺傳異質(zhì)性的遺傳組成,多用于安全性評(píng)價(jià)、藥物篩選等應(yīng)用性研究。第六十九頁(yè),共九十六頁(yè)。
6.遺傳特征的可分辨性
由于近交系群體內(nèi)幾乎不存在遺傳多態(tài)性,即每個(gè)位點(diǎn)只有一種基因型,而不會(huì)存在其它的等位基因。且每個(gè)近交系都有明確的遺傳概貌,只要掌握了遺傳監(jiān)測(cè)方法,就可以輕而易舉地將混合在一起的兩個(gè)外貌近似的品系分辨出來(lái)。在每個(gè)遺傳位點(diǎn)上都可能是雜合的,群體內(nèi)具有較高的遺傳多態(tài)性,加上遠(yuǎn)交群遺傳上的不穩(wěn)定性,因此很難通過(guò)遺傳監(jiān)測(cè)對(duì)遠(yuǎn)交群進(jìn)行辨認(rèn)。
第七十頁(yè),共九十六頁(yè)。
7.國(guó)際分布
由于近交品系的遺傳具有同源性、穩(wěn)定性和可辨性。世界各國(guó)的研究者均可飼養(yǎng)保持遺傳上幾乎完全相同的標(biāo)準(zhǔn)近交系,使各國(guó)研究結(jié)果的可比性增高。而遠(yuǎn)交群遺傳同源性低,遺傳組成較不穩(wěn)定,同時(shí)又難以用遺傳監(jiān)測(cè)確認(rèn)其遺傳上的可靠性,使得遺傳組成相同的遠(yuǎn)交群很難分布于世界各國(guó)。第七十一頁(yè),共九十六頁(yè)。
8.背景資料
近交品系的長(zhǎng)期遺傳穩(wěn)定性使得每個(gè)品系都具有一份完整的研究背景資料,給研究者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)了許多有價(jià)值的參考信息。而遠(yuǎn)交群由于遺傳上的不穩(wěn)定性,其背景資料的參考價(jià)值不如近交系那么高。第七十二頁(yè),共九十六頁(yè)。
9.生活力
近交系由于近交衰退的后果,一般都具有較低的生活力和生育力,對(duì)飼養(yǎng)環(huán)境和飼料營(yíng)養(yǎng)方面要求較高,飼養(yǎng)比較困難,產(chǎn)仔率較低,飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)的成本較高。這一特征也使得動(dòng)物不能接受劇烈的實(shí)驗(yàn)處理,如大劑量的毒性實(shí)驗(yàn)或器官移植實(shí)驗(yàn)等。而雜交F1代由于雜交優(yōu)勢(shì),對(duì)環(huán)境變化要求不很敏感,生活力較強(qiáng)。雜交F1代在這方面可以彌補(bǔ)近交系的不足。遠(yuǎn)交群由于保持其基因組的雜合優(yōu)勢(shì),具有較高的生活力和繁殖力,生產(chǎn)飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)成本相對(duì)較低。在這一點(diǎn)上優(yōu)于近交系,也是常成為研究者選擇遠(yuǎn)交群的主要原因之一。第七十三頁(yè),共九十六頁(yè)。近交系、雜交F1代和遠(yuǎn)交群及非遺傳限定動(dòng)物特性的比較特性近交系雜交F1代遠(yuǎn)交群非遺傳限定動(dòng)物同基因性純合性遺傳穩(wěn)定性可分辨性表型一致性遺傳獨(dú)特性生活力國(guó)際分布背景資料高高高高高高低很廣多高低高高較高較高高很廣中等不高低(可變性)低中等中等中等中等有效中等低低低低低低高極有限少第七十四頁(yè),共九十六頁(yè)。第六節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳質(zhì)量控制
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳質(zhì)量控制包括兩方面:一是有目的地改造和繁育新的具有特定遺傳背景的動(dòng)物;二是運(yùn)用各種科學(xué)手段去維持、監(jiān)測(cè)動(dòng)物的遺傳性狀。(一)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物育種
1.定義:通過(guò)控制和改變?cè)N的遺傳物質(zhì)、個(gè)體的發(fā)育過(guò)程和動(dòng)物生活的必需環(huán)境,以及選擇特殊的性狀表現(xiàn)范圍等手段人為地篩選、改變和重建某些生物學(xué)特性,并采用不同的交配方式使之固定和維持。育種是遺傳控制的第一步。2.育種目的:獲得遺傳上高度限定的動(dòng)物,為各項(xiàng)科學(xué)研究提供合適的實(shí)驗(yàn)材料。3.育種方法:主要有選擇、雜交、近交及轉(zhuǎn)基因技術(shù)和嵌合體技術(shù)等。第七十五頁(yè),共九十六頁(yè)。(二)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物保種1.定義:由于已育成的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品系易受到內(nèi)部和外部各種因素的影響而導(dǎo)致其生物學(xué)特征發(fā)生改變,因此,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物保種就是根據(jù)不同對(duì)象采用近親交配、雜交、隨機(jī)交配等不同的保種方法,以保持動(dòng)物的遺傳組成特征長(zhǎng)期穩(wěn)定不變,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物保種是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳質(zhì)量控制的主要內(nèi)容。2.影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳組成發(fā)生變化的因素
⑴影響遠(yuǎn)交群動(dòng)物遺傳組成的因素:
①遺傳污染②遺傳漂變③近交
④基因突變⑤選擇
⑵影響近交系動(dòng)物遺傳組成的因素:①殘余雜合性②基因突變③遺傳污染第七十六頁(yè),共九十六頁(yè)。
3.遠(yuǎn)交群動(dòng)物的培育和維持遠(yuǎn)交群動(dòng)物的培育和維持要求不能從外界引入新的基因,同時(shí)又要盡可能避免群體內(nèi)基因的丟失,保持群體內(nèi)基因頻率的平衡和穩(wěn)定。為了避免遠(yuǎn)交群遺傳雜合性降低和基因頻率的改變。
⑴在遠(yuǎn)交群的維持過(guò)程中要注意以下幾個(gè)方面:
①隔離:要保持群體與外界的隔離,同時(shí)又要避免群體內(nèi)個(gè)體之間發(fā)生隔離,使每個(gè)個(gè)體和所有異性都有同等的交配繁殖機(jī)會(huì)。
②選擇:在培育和維持過(guò)程中,除了對(duì)不健康個(gè)體和異常個(gè)體進(jìn)行淘汰之外,應(yīng)該避免對(duì)任何特征進(jìn)行選擇,包括動(dòng)物繁殖能力的選擇。第七十七頁(yè),共九十六頁(yè)。
③有效群體大?。喝后w較小將導(dǎo)致近交個(gè)體大量增加,群體雜合性降低,隨機(jī)漂變?cè)黾印_@些變化都會(huì)使群體偏離原有的遺傳組成。有效群體大小可用下列公式計(jì)算:
Ne=4NmNf/(Nm+Nf)這里Nf表示雄性個(gè)體數(shù),Nm表示雌性個(gè)體數(shù)。國(guó)際實(shí)驗(yàn)動(dòng)物委員會(huì)規(guī)定遠(yuǎn)交群動(dòng)物每代近交系數(shù)增加率△F不得超過(guò)1%。根據(jù)公式△F=1/2Ne,我們可知每代動(dòng)物數(shù)量不能少于25對(duì)。
④群體封閉時(shí)間:要培育出一個(gè)新的封閉群,至少要達(dá)到15代后,其群體的基因型頻率才能達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。以小鼠為例,1年大體繁殖3代,要達(dá)到15代,就需要5年時(shí)間,因此,5年確定為小鼠封閉群的最低年限。第七十八頁(yè),共九十六頁(yè)。
⑵封閉群動(dòng)物的繁殖方法
①最佳避免近交法:當(dāng)封閉群中每代交配的雄種動(dòng)物數(shù)目為10~25只時(shí),一般采用最佳避免近交法。其方法如下:最佳避免近交法的交配編排n+1代籠號(hào)雌種來(lái)自n代籠號(hào)雄種來(lái)自n代籠號(hào)123…8910…16135…1524…16246…1613…15第七十九頁(yè),共九十六頁(yè)。
②循環(huán)交配法:當(dāng)封閉群中,每代交配的雄種動(dòng)物數(shù)目為26~100只時(shí),一般采用循環(huán)交配法。方法如下:將封閉群劃分成若干組,每組包含數(shù)量相當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)繁殖單位,然后各個(gè)組之間進(jìn)行循交配。循環(huán)交配法組間交配編排新組編號(hào)雄種動(dòng)物原組編號(hào)雌種動(dòng)物原組編號(hào)123456135246246135
③隨機(jī)交配法:當(dāng)封閉群中,每代交配的雄種動(dòng)物數(shù)目多于100只時(shí),多采用此法。也可采用循環(huán)交配法。方法:是飼養(yǎng)者從每代離乳動(dòng)物中隨機(jī)選取種動(dòng)物,然后任選雌雄動(dòng)物進(jìn)行交配繁殖。第八十頁(yè),共九十六頁(yè)。
4.近交系的保種:無(wú)論是自己培育的近交系,還是從外單位引進(jìn)的近交系原種,其種群的維持保種主要有以下三種方法:
⑴單線法:每代通常選留3~5對(duì)兄妹作為種,但僅有一對(duì)向下傳遞,生產(chǎn)的種個(gè)體均一,選擇范圍小,由于只有單線的后代,有斷線的可能。
⑵平行法:選3~5對(duì)兄妹,每個(gè)兄妹對(duì)都選留一對(duì)作為下一代種鼠,一代代延續(xù)下去,選擇范圍大,線與線之間不均一,易產(chǎn)生亞系分化。
⑶選優(yōu)法:該法保留了上述兩個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn),克服兩個(gè)方法中的缺點(diǎn),是較好的保種方法,近交系動(dòng)物的保種通常都采用這種方法。這種方法可以比較平行譜線上的繁殖力,防止斷種,淘汰在遺傳監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)有遺傳改變的譜系分支,同時(shí)保證不發(fā)生動(dòng)物品系的亞系分化。一般保持2~4個(gè)平行譜系分支,在4~7代時(shí)進(jìn)行一次修飾。如圖所示:第八十一頁(yè),共九十六頁(yè)。近交系培育和保種的基本方式
單線法平行法選優(yōu)法第八十二頁(yè),共九十六頁(yè)。
5.近交系動(dòng)物遺傳學(xué)管理
⑴、動(dòng)物飼養(yǎng)室應(yīng)保持清潔整齊,籠子應(yīng)完好無(wú)損,防止動(dòng)物逃逸。
⑵、毛色相同,不易區(qū)別的各種品系動(dòng)物,應(yīng)盡量安放在不同的地方。
⑶、不同品系動(dòng)物應(yīng)采用不同顏色的籠子標(biāo)簽,以防混雜。⑷、動(dòng)物飼養(yǎng)
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