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)量控制康愛君北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部10/6/2023實(shí)驗(yàn)動(dòng)物按遺傳特點(diǎn)分類*近交系(inbredstrain)封閉群(closedcolonyoroutbredstock)雜交群(hybridstrain)10/6/2023一、近交系*

inbredstrain

1.定義

經(jīng)過連續(xù)20代以上的全同胞兄妹交配（或者親代與子代交配）培育而成，近交系數(shù)應(yīng)大于99%，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，該品系稱為近交系。10/6/20232、近交系動(dòng)物的特點(diǎn)近交系動(dòng)物個(gè)體有98.6%的遺傳位點(diǎn)是純合的，個(gè)體間遺傳差異小。不同近交系之間由于近交而固定的基因不同，遺傳差異很大。每個(gè)近交系都有各自特有的遺傳組成和生物學(xué)特性，且在長(zhǎng)期傳代和世界各地分布后保持不變。10/6/20233、命名方法：*近交系一般以大寫英文字母或大寫英文字母加阿拉伯?dāng)?shù)字命名。BALB,DBA,TA1,C3H等。一些歷史較長(zhǎng)，已經(jīng)廣泛使用并獲得認(rèn)可的品系除外，如129等。10/6/2023近交系的近交代數(shù)用大寫英文字母F表示。例如當(dāng)一個(gè)近交系的近交代數(shù)為57代時(shí)，寫成（F57）。10/6/2023亞系（Substrain)1.定義由同一個(gè)近交系分離出來的具有各不相同特性的品系，稱為原品系的亞系。10/6/20232.亞系（Substrain）的形成

㈠在兄妹交配代數(shù)達(dá)40代以前形成的分支（即分支發(fā)生于F20到F40之間）。此時(shí)形成分支的主要原因是殘留雜合（Residualheterozygosity）；㈡一個(gè)分支與其它分支分開繁殖超過100代。此時(shí)突變是亞系分化的主要原因；㈢已發(fā)現(xiàn)一個(gè)分支與其它分支在遺傳上差異。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）。10/6/20233.命名在品系名稱后加一道斜線（/），斜線后標(biāo)明亞系的符號(hào)，亞系的符號(hào)可以是以下三種：

10/6/2023

a)

數(shù)字，如DBA/1、DBA/2等。

b)

培育或產(chǎn)生亞系單位或人的縮寫英文名稱，第一個(gè)字母用大寫，以后的字母用小寫。使用縮寫文名稱應(yīng)注意不要和已公布過的名稱重復(fù)。例如：A/He，表示A近交系的Heston亞系；CBA/J，表示由美國(guó)杰克遜研究所保持的CBA近交系的亞系。

10/6/2023

c)

當(dāng)一個(gè)保持者保持的一個(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/6J，C57BL/10J分別表示由美國(guó)杰克遜研究所保持的C57BL近交系的兩個(gè)亞系。

d)

作為以上命名方法的例外情況是一些建立及命名較早，并為人們所熟知的近交系，亞系名稱可用小寫英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。10/6/2023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A2G。

10/6/2023有些近交系的不同亞系之間遺傳差異較大，對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的反應(yīng)不同，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文中應(yīng)注明所使用的亞系名稱。10/6/2023近交系縮寫名稱

C57BL/6B6BALB/ccDBA/2D2C3HC3

10/6/2023近交系動(dòng)物的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都只需少量動(dòng)物。動(dòng)物個(gè)體之間組織相容性一致，異體移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng)。是比較遺傳學(xué)、生理學(xué)和胚胎生物學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料。腫瘤學(xué)模型10/6/2023特殊近交系重組近交系（RecombinantInbredstrain）和重組同類系（RecombinantCongenicstrain）同源突變近交系（Coisogenicinbredstrain）同源導(dǎo)入近交系（Congenicinbredstrain）10/6/2023重組近交系（RI）

定義：由兩個(gè)近交系雜交后，經(jīng)連續(xù)20代以上兄妹交配育成的近交系命名：由兩個(gè)親代近交系的縮寫名稱中間加大寫英文字母X命名。

10/6/2023重組同類系（RC）

定義：由兩個(gè)近交系雜交后，子代與兩個(gè)親代中的一個(gè)進(jìn)行數(shù)次回交（通常回交2次），通過不對(duì)特殊基因進(jìn)行選擇的近親交配而育成的近交系。重組同類系是廣義的重組近交系。命名：由兩個(gè)親代近交系的縮寫名稱中間加小寫英文字母c命名，用其中做回交的親代近交系（稱受體近交系）在前，供體近交系在后。10/6/2023同源突變近交系

（Coisogenicinbredstrain）

定義：指兩個(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。同源突變近交系和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：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：DBA/Ha-D。10/6/2023同源導(dǎo)入近交系

（Congenicinbredstrain）

定義：通過雜交-互交（Cross-intercross）或回交等方式將一個(gè)基因?qū)氲浇幌抵校纱诵纬傻囊粋€(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，簡(jiǎn)稱同源導(dǎo)入系或同類系。命名：10/6/2023同源導(dǎo)入系名稱由以下三部分組成：⑴接受導(dǎo)入基因的近交系名稱；⑵提供導(dǎo)入基因的近交系的縮寫名稱，并與a之間用英文句號(hào)分開；⑶導(dǎo)入基因的符號(hào)(用英文斜體)，與b之間以連字符分開。例如：B10.129-H-12b表示該同源導(dǎo)入近交系的遺傳背景為C57BL/10sn(=B10)，導(dǎo)入B10的基因?yàn)镠-12b，基因提供者為129/J近交系。10/6/2023同源導(dǎo)入系與同源突變近交系的不同之處在于與原來近交系相比較，前者是一個(gè)染色體片段的差異，后者是一個(gè)位點(diǎn)上單個(gè)基因的差異。10/6/2023同源導(dǎo)入系與同源突變近交系的應(yīng)用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)。例如，小鼠的不同組織相容性基因（H-2系統(tǒng)）對(duì)免疫反應(yīng)、動(dòng)物壽命和繁殖有不同的影響；②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。例如不同遺傳背景小鼠對(duì)糖尿病基因（db）的表達(dá)有一定的影響；10/6/2023同源導(dǎo)入系與同源突變近交系的應(yīng)用③清除雜合遺傳背景對(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。例如，在雜合背景的小鼠群中發(fā)現(xiàn)裸基因（nu），導(dǎo)入近交系后，就能獲得重復(fù)性更好的免疫和腫瘤研究模型；④對(duì)復(fù)雜的多基因性狀進(jìn)行遺傳分析。例如小鼠組織相容性性狀是由多個(gè)位點(diǎn)上的基因所決定。10/6/2023近交系動(dòng)物的繁殖方法選擇近交系動(dòng)物繁殖方法的原則是保持近交系動(dòng)物的同基因性及其基因純合性。10/6/2023引種

作為繁殖用原種的近交系動(dòng)物必須遺傳背景明確，來源清楚，有較完整的資料（包括品系名稱、近交代數(shù)、遺傳基因特點(diǎn)及主要生物學(xué)特征等）。引種動(dòng)物應(yīng)來自近交系的基礎(chǔ)群（foundationstock）。

10/6/2023近交系動(dòng)物的繁殖可分為基礎(chǔ)群（foundationstock）、血緣擴(kuò)大群（pedigreeexpansionstock）和生產(chǎn)群（productionstock）。當(dāng)近交系動(dòng)物生產(chǎn)供應(yīng)數(shù)量不是很大時(shí)，一般不設(shè)血緣擴(kuò)大群，僅設(shè)基礎(chǔ)群和生產(chǎn)群。

10/6/2023基礎(chǔ)群

設(shè)基礎(chǔ)群的目的，一是保持近交系自身的傳代繁衍，二是為擴(kuò)大繁殖提供種動(dòng)物。

a)

基礎(chǔ)群嚴(yán)格以全同胞兄妹交配方式進(jìn)行繁殖。

b)

基礎(chǔ)群應(yīng)設(shè)動(dòng)物個(gè)體記錄卡（包括品系名稱、近交代數(shù)、動(dòng)物編號(hào)、出生日期、雙親編號(hào)、離乳日期、交配日期、生育記錄等）和繁殖系譜。

10/6/2023c)

基礎(chǔ)群(包括血緣擴(kuò)大群)動(dòng)物不超過5～7代都應(yīng)能追溯到一對(duì)共同祖先。10/6/2023血緣擴(kuò)大群

血緣擴(kuò)大群的種動(dòng)物來自基礎(chǔ)群。

a)血緣擴(kuò)大群以全同胞兄妹交配方式進(jìn)行繁殖。

b)血緣擴(kuò)大群應(yīng)設(shè)個(gè)體繁殖記錄卡。

c)血緣擴(kuò)大群動(dòng)物不超過5～7代都應(yīng)能追溯到其在基礎(chǔ)群的一對(duì)共同祖先。10/6/2023生產(chǎn)群

設(shè)生產(chǎn)群的目的是生產(chǎn)供應(yīng)實(shí)驗(yàn)用近交系動(dòng)物，生產(chǎn)群種動(dòng)物來自基礎(chǔ)群或血緣擴(kuò)大群。

a)

生產(chǎn)群動(dòng)物一般以隨機(jī)交配方式進(jìn)行繁殖。

b)

生產(chǎn)群動(dòng)物應(yīng)設(shè)繁殖記錄卡。

c)

生產(chǎn)群動(dòng)物隨機(jī)交配繁殖代數(shù)一般不應(yīng)超過4代。

10/6/2023二、封閉群

closedcolonyoroutbredstock1.定義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。10/6/20232.命名方法封閉群由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,第一個(gè)字母須大寫,后面字母小寫,一般不超過4個(gè)字母。保持者名稱與種群名稱之間用冒號(hào)分開。10/6/2023N:NIH美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（N)保持的NIH封閉群小鼠Lac:LACA英國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心（Lac)保持的LACA封閉群小鼠10/6/2023

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。10/6/2023**把保持者的縮寫名稱放在種群名稱的前面，二者之間用冒號(hào)分開，是封閉群動(dòng)物與近交系動(dòng)物命名中最顯著的區(qū)別。

除此之外，近交系命名中的規(guī)則及符號(hào)也適用于封閉群動(dòng)物的命名。10/6/20233、封閉群的特征及應(yīng)用遺傳組成具有很高的雜合性，可用于對(duì)某些性狀遺傳力的研究。具有類似于人類群體遺傳異質(zhì)性的遺傳組成，在人類遺傳研究、藥物篩選、和毒性試驗(yàn)等方面起著不可替代的作用。10/6/2023具有較強(qiáng)的繁殖力和生活力，對(duì)疾病抵抗力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低，廣泛應(yīng)用于預(yù)實(shí)驗(yàn)、學(xué)生教學(xué)等實(shí)驗(yàn)中。突變種所攜帶的突變基因通常導(dǎo)致動(dòng)物在某方面的異常，從而成為生理學(xué)，胚胎學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的模型。10/6/2023封閉群動(dòng)物的繁殖方法

選擇封閉群動(dòng)物繁殖方法的原則是盡量保持封閉群的動(dòng)物的基因異質(zhì)性及多態(tài)性，避免近交系數(shù)隨繁殖代數(shù)增加而過快上升。

10/6/20232.1引種

作為繁殖用原種的封閉群動(dòng)物必須遺傳背景明確，來源清楚，有較完整的資料（包括品系名稱、近交代數(shù)、遺傳基因特點(diǎn)及主要生物學(xué)特征等）。

為保持封閉群動(dòng)物的遺傳異質(zhì)性及基因多態(tài)性，引禍動(dòng)物數(shù)量要足夠多，小型嚙齒類封閉群動(dòng)物引種數(shù)目一般不能少于25對(duì)。

10/6/20232.2繁殖

為保持封閉群動(dòng)物的遺傳基因的穩(wěn)定，封閉群應(yīng)足夠大，并盡量避免近親交配。根據(jù)封閉群的大小，選用循環(huán)交配法等方法進(jìn)行繁殖。10/6/2023A1

基本要求保持封閉群條件、無(wú)選擇、以非近親交配方式進(jìn)行繁殖，每代近交系數(shù)上升不超過百分之一。A2

方