實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化

關(guān)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

實(shí)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義

（1）可以增加動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可比性和可重復(fù)性

（2）根據(jù)模擬動(dòng)物基因組與人類基因組的異同，可以在遺傳限定的動(dòng)物身上復(fù)制出更多的人類疾病動(dòng)物模型。

（3）標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有利于動(dòng)物基因的作圖。（4）對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物遺傳學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的深入研究，可以建立一系列相關(guān)的生物信息數(shù)據(jù)庫。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)驗(yàn)動(dòng)物按遺傳學(xué)分類第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三品種、品系的概念

品種（breed）和品系（strain）是基本分類單位。品種：人們根據(jù)不同需要而對動(dòng)物進(jìn)行改良、選擇，即定向培育，并具有某種特定外形和生物學(xué)特性的動(dòng)物群體，其特性能較穩(wěn)定地遺傳。品系：即“株”，為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的專用名詞，指來源明確，并采用某種交配方法繁殖，而具有相似的外貌、獨(dú)特的生物學(xué)特征和穩(wěn)定的遺傳特性，可用于不用實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭?dòng)物群體。第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三品種、品系的概念

作為一個(gè)品種、品系，應(yīng)具備以下條件：（1）相似的外貌特征：如：C57BL/6小鼠的毛色是黑色的，昆明小鼠的毛色是白色的，DBA/2小鼠的毛色是灰色的。（2）獨(dú)特的生物學(xué)特性：如：C3H小鼠的乳腺癌發(fā)生率極高。（3）穩(wěn)定的遺傳性能（4）具有共同遺傳來源和一定的遺傳結(jié)構(gòu)通常稱近交系動(dòng)物為品系，稱封閉群動(dòng)物為品種。第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三按基因組成特點(diǎn)分近交系突變系雜交F1代封閉群相同基因類型不同基因類型按基因純合程度分第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三近交系動(dòng)物

（inbredstrain)第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三近交系動(dòng)物的概念

有意識(shí)地從一個(gè)動(dòng)物群體中選用血緣關(guān)系比較接近的雌雄個(gè)體，即有共同祖先的兄弟、母子、父女進(jìn)行交配，此種近親交配的方式叫做近交。

經(jīng)至少連續(xù)20代的全同胞兄妹之間或親代與子代之間交配培育而成的動(dòng)物，稱為近交系。近交系內(nèi)所有個(gè)體都可追溯到起源于第20代或以后代數(shù)的一對共同祖先。

近交系的近交系數(shù)（Inbreedingcoefficient）應(yīng)大于98.6。第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三近交系動(dòng)物的概念

亞系和支系

亞系：

1、同一品系在兄妹交配40代之前分離，很可能由于殘余雜合性而導(dǎo)致形成亞系

2、同一品系長期處于分離狀態(tài)，可能由于突變而形成亞系

3、已發(fā)現(xiàn)有遺傳差異的品系，可能由于殘余雜合基因、基因突變、遺傳污染引起。

支系：

1、引種到另一實(shí)驗(yàn)室；2、經(jīng)過某種技術(shù)處理第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三近交系動(dòng)物的命名

近交系一般以1-4個(gè)大寫英文字母命名，如:DBA小鼠亦可以用大寫英文字母加阿拉伯?dāng)?shù)命名，如：C57BL、C3H

還有些品系的代碼在此規(guī)定制定前已廣為人知，如：615

近交系的近交代數(shù)用大寫英文字母F表示。通常在品系代碼后加括號(hào)，先寫“F”，后寫代數(shù)，如615（F25）表示615小鼠，近交代數(shù)為第25代。第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三亞系和支系的命名

亞系命名原則是在品系名稱后加斜線號(hào)，斜線后表明亞系的符號(hào)：1、數(shù)字，如：DBA/12、培養(yǎng)或產(chǎn)生亞系的單位或個(gè)人的縮寫英文名稱，第一個(gè)字母用大寫，以后的字母用小寫。如：CBA/J表示由美國杰克遜研究所保持的CBA的亞系。3、當(dāng)一個(gè)保持著保持的一個(gè)近交系具有兩個(gè)以上的亞系時(shí)，可在數(shù)字后再加保持者的縮寫英文名稱來表示亞系。如：C57BL/6L和C57BL/10J表示美國杰克遜研究所所保持的C57BL的兩個(gè)亞系。

支系命名是在品系（亞系）名稱后面加一斜線或雙斜線，再加上保持者名稱縮寫。C57BL/6J//Lac表示英國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心維持的支系。

品系經(jīng)過技術(shù)處理，應(yīng)該用小寫英文字母作為相應(yīng)的符號(hào)來表示，如C3HfC57BL，表示C3H品系由C57BL代乳。第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三近交系動(dòng)物的特性

（1）基因純和性（homozygosity）（2）同基因性（isogeneicity）（3）均一性（uniformity）（4）遺傳穩(wěn)定性（geneticstability）（5）可分辨性（identification）

（6）個(gè)體性（individuality）（7）分布的廣泛性（extensivedistribution）（8）背景資料可查性（retrievalablebackgrounddate）第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三近交系動(dòng)物的應(yīng)用（1）與封閉群相比，近交系動(dòng)物個(gè)體之間極其一致，可以消除雜合遺傳背景對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，因此在實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組和對照組都只需少量的動(dòng)物。（2）在某些涉及組織細(xì)胞或腫瘤移植的實(shí)驗(yàn)中，個(gè)體之間組織相容性一致與否，是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，在這里，近交系動(dòng)物成為必不可少的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。（3）由于近交，隱性基因純合性狀得以暴露，可以獲得大量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，是進(jìn)行基因連鎖分析、比較遺傳學(xué)、生理學(xué)和發(fā)育生物學(xué)研究的理想實(shí)驗(yàn)材料。（4）某些近交系具有一定的自發(fā)或誘發(fā)腫瘤發(fā)病率，并可以使許多腫瘤細(xì)胞株在活體動(dòng)物上傳代。這些品系成為腫瘤病因?qū)W、腫瘤藥理學(xué)研究的重要模型。（5）多個(gè)近交系同時(shí)使用，可使不同研究者分析不同遺傳基因?qū)δ稠?xiàng)實(shí)驗(yàn)的影響，或者觀察結(jié)果是否具有普遍意義。第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三特殊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第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三特殊近交系的概念●同源突變近交系：是某個(gè)近交系在某基因位點(diǎn)上發(fā)生突變而分離、培育出來的新的近交系。兩個(gè)近交系，除了在一個(gè)指明位點(diǎn)等位基因不同外，其他遺傳基因全部相同?！裢磳?dǎo)入近交系：通過雜交-互交（Cross-intercross）或回交（Backcross）等方式將一個(gè)基因?qū)氲浇幌抵?，由此形成的一個(gè)新的近交系與原來的近交系只是在一個(gè)很小的染色體片段上的基因不同，稱為同源導(dǎo)入近交系（同類近交系），簡稱同源導(dǎo)入系（同類系）。

●分離近交系:是在培育近交系的同時(shí)，采取一定的交配方法，迫使個(gè)別基因位點(diǎn)上的基因處于雜合狀態(tài)?！裰亟M近交系由兩個(gè)近交系雜交后，經(jīng)連續(xù)20代以上兄妹交配成的近交系。第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三特殊近交系的命名同源突變近交系：由發(fā)生突變的近交系名稱后加突變基因符號(hào)（用英文斜體印刷體）組成，二者之間以連接號(hào)分開，如：C57BL/6J-bg.

當(dāng)突變基因必須以雜合子形式保持時(shí)，用“+”號(hào)代表野生型基因，如：A/Fa-+/c。C57BL/6J-bg(F58+M+F25)同源導(dǎo)入近交系：在品系（亞系）的名稱（或名稱縮寫）后面加“·”和供體品系名稱縮寫，然后加連字號(hào)和目的基因稱號(hào)。例如：B10·129-H-12b表示以C57BL/10品系為遺傳背景，攜帶來自129品系H-12b基因的同源導(dǎo)入近交系。分離近交系：在品系名稱后加連字號(hào)和雜合基因符號(hào)。如：DW-dw/+DW-dw/+(FH26)

重組近交系：是在兩個(gè)祖系名稱縮寫中間加上大寫英文字母X。作母系的祖系名稱放在前，作父系的祖系名稱放在后。同一系列中不同的近交系可在其后面加連字號(hào)，再加數(shù)字表示。例如：雌性AKR和雄性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16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三特殊近交系的應(yīng)用同源突變近交系、同源導(dǎo)入近交系、分離近交系：（1）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)。（2）在不同遺傳背景中研究同一基因與遺傳背景及其他基因的關(guān)系，消除雜合遺傳背景對某些突變基因表達(dá)的影響，以獲得更為穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。（3）對復(fù)雜的多基因性狀進(jìn)行遺傳分析。重組近交系：（1）分離分析（2）連鎖分析（3）功能分析第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三封閉群動(dòng)物第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三封閉群動(dòng)物概念

以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種群，在不從其外部引入新個(gè)體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上，稱為一個(gè)封閉群，或叫遠(yuǎn)交群。

封閉群動(dòng)物的關(guān)鍵是不從外部引入任何新的基因，同時(shí)進(jìn)行隨機(jī)交配，不讓群體內(nèi)基因丟失，以保持封閉群一定的雜合性。

突變種是指攜帶個(gè)別突變基因的封閉群。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三封閉群動(dòng)物命名

例如：N：NIH表示由美國國立衛(wèi)生研究院（N）保持的NIH封閉群小鼠。Lac：LACA表示由英國實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心（Lac）保持的LACA封閉群小鼠。

某些命名較早，又廣為人知的封閉群動(dòng)物，名稱與上述規(guī)則不一致時(shí)，仍可沿用其原來的名稱。如Wistar大鼠封閉群，日本的ddy封閉群小鼠等。

突變種的命名是在遠(yuǎn)交種命名的基礎(chǔ)上加上適當(dāng)?shù)幕蚍?hào)，并且用連字號(hào)相連。如：N：NIH-nu/nu。

封閉群由2-4個(gè)大寫英文字母命名，種群名稱前標(biāo)明保持者的英文縮寫名稱，第一字母須大寫，后面的字母小寫，一般不超過4個(gè)字母。保持者與種群名稱之間用冒昧號(hào)分開。第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三封閉群動(dòng)物特性及應(yīng)用（1）封閉群動(dòng)物的遺傳組成具有很高的雜合性（2）封閉群動(dòng)物具有較強(qiáng)的繁殖力和生活力（3）封閉群動(dòng)物沒有引進(jìn)新的個(gè)體，其遺傳特性及反應(yīng)性可保持相對穩(wěn)定；但群內(nèi)個(gè)體具有雜合性，因而其反應(yīng)性有差異。所以封閉群動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性較差。（4）突變種所攜帶的突變基因通常導(dǎo)致動(dòng)物在某些方面的異常，從而可成為生理學(xué)、胚胎學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的模型。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三雜種F1代動(dòng)物第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三雜種F1代動(dòng)物概念

雜種F1代動(dòng)物是由兩個(gè)不同的近交品系雜交而繁殖的第一代動(dòng)物，各個(gè)體個(gè)有相同的表型和基因型。

第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三雜種F1代動(dòng)物命名

雜種F1代動(dòng)物的命名習(xí)慣上是在括號(hào)內(nèi)把親代母系名稱寫在前邊，后邊是親代父系名稱，以大寫英文字母X連接，再寫上F1。例如：（C57BL/6XDBA/2）F1表示雌性C57BL/6J與雄性DBA/2交配的F1代動(dòng)物。第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三雜種F1代動(dòng)物特點(diǎn)（1）雜交優(yōu)勢雜種一代具有較強(qiáng)的生命力，對疾病的抵抗力強(qiáng)，壽命較長，容易飼養(yǎng)，繁殖旺盛，在很大程度上可克服近交系繁殖引起的各種近交衰退現(xiàn)象。（2）具有與近交系動(dòng)物基本相似的遺傳均質(zhì)性。（3）采用雜交群動(dòng)物所作的各種實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果的重復(fù)性好。（4）具有親代雙親的特點(diǎn)。（5）國際分布廣，廣泛用于各類實(shí)驗(yàn)研究，其研究結(jié)果易于重復(fù)，便于國際交流。第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三雜種F1代動(dòng)物的應(yīng)用（1）干細(xì)胞研究（2）免疫學(xué)研究（3）細(xì)胞動(dòng)力學(xué)研究（4）單克隆抗體研究第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三突變系動(dòng)物第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三基因突變概念

基因突變是指染色體上的一個(gè)位點(diǎn)內(nèi)的遺傳物質(zhì)的變化，或者說是DNA分子鏈中堿基對的改變，也稱突變。簡言之，基因突變是一個(gè)基因變?yōu)樗牡任换?。?8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

突變后出現(xiàn)的表現(xiàn)型是多種多樣的，根據(jù)突變對表現(xiàn)型的最明顯效應(yīng)，可分為：（1）可見突變：突變的效應(yīng)可在生物的表現(xiàn)型上看出來，即用肉眼能觀察出來，如形態(tài)的變異（2）生化突變：突變的效應(yīng)導(dǎo)致一個(gè)特定的生化功能的喪失。肉眼無法鑒別。須借助特殊方法檢測第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三（3）致死突變：分為顯性致死和隱形致死。顯性致死在雜合態(tài)即有致死效應(yīng)，隱形致死突變較常見，如鐮形紅細(xì)胞貧血癥的基因就是隱形致死突變（4）條件致死突變：在某些條件下是能成活的，而在另一些條件下是致死的。第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三

遺傳學(xué)家常使用突變型推斷未知基因的存在，觀察基因突變的產(chǎn)生，主要是檢測是否偶產(chǎn)生新的表現(xiàn)型效應(yīng)的不同等位基因。如：小鼠毛色基因中，A為野鼠色，a為黑色。當(dāng)A突變?yōu)閍時(shí)，其毛色則由野鼠色變?yōu)楹谏?1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三基因和性狀的關(guān)系（1）一個(gè)基因決定一個(gè)性狀，一般帶有定性的特征，如毛色為定性的，為單基因決定（2）一個(gè)基因決定幾個(gè)性狀，稱為基因的多形性，如帶W基因的小鼠，毛色表現(xiàn)為花色和含鐵紅細(xì)胞性貧血，裸鼠的無胸腺、無毛也是由基因決定的，這可能是由于一個(gè)基因決定兩個(gè)性狀，也可能是靠近的兩個(gè)基因不分離的緣故第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三（3）幾個(gè)基因決定一個(gè)性狀，一般帶有定量的特征，如身高、體重是可定量的，為多基因所決定，小鼠6周齡時(shí)體重由30個(gè)基因決定，兔子的高血壓由3-4個(gè)基因決定。第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期三突變系動(dòng)物概念

突變系動(dòng)物是指正常染色體的基因發(fā)生了變