實(shí)驗(yàn)動物的遺傳學(xué)質(zhì)量控制及分類

實(shí)驗(yàn)動物的遺傳學(xué)質(zhì)量控制及分類第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)動物與動物分類按動物學(xué)分類可分為：界（kingdom）動物界門（phylum）脊索動物門綱（class）哺乳綱目（order）食肉目科（family）犬科屬（genus）犬屬種（species）家犬種種是動物學(xué)分類系統(tǒng)上的基本單位。同種動物能共同生活、交配、繁衍后代，異種動物之間存在生殖隔離。一般認(rèn)為，不同種的動物是自然選擇的產(chǎn)物。在自然條件下，野生動物只有種和變種，它們是自然選擇的產(chǎn)物。目科屬實(shí)驗(yàn)動物有袋目大袋鼠科袋鼠屬袋鼠嚙齒目鼠科倉鼠屬黑線倉鼠鼠科棉鼠屬棉鼠鼠科大鼠屬大鼠鼠科小鼠屬小鼠倉鼠科沙鼠屬長爪沙鼠鼠科倉鼠屬金黃鼠豚鼠科豚鼠屬豚鼠表2-1

常用實(shí)驗(yàn)動物在動物學(xué)的分類位置目科屬實(shí)驗(yàn)動物偶蹄目野豬科豬

屬豬?？蒲?/p>

屬羊兔形目兔科兔

屬兔鼠科田鼠屬田鼠鼠兔科鼠兔屬鼠兔食肉目貓科貓

屬貓犬科犬

屬犬靈長目猴科獼猴屬獼猴猩猩科猩猩屬猩猩狨科狨猴屬狨猴實(shí)驗(yàn)動物品系實(shí)驗(yàn)動物品系指來源明確，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，可用于不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭游锶后w。實(shí)驗(yàn)動物是具有明確遺傳背景并受嚴(yán)格遺傳控制的遺傳限定動物。根據(jù)其遺傳特點(diǎn)的不同，按品系分為近交系（inbred

strain）

、突變系（mutant

strain）、封閉群（outbred

strain）、雜交群（hybrid

strain）和遺傳工程動物（genetic

engineering

animal）

。一般近交系重組近交系近交系動物重組同類系同基因型動物同源突變近交系同源導(dǎo)入近交系遺傳限定動物雜交群動物（F1）異基因型動物封閉群動物第二節(jié)

按遺傳學(xué)控制分類第三節(jié)

近交系實(shí)驗(yàn)動物一、概念近交系（inbred

strain）是經(jīng)連續(xù)20代以上全同胞兄妹交配(或親代與子代交配)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。近交系數(shù)：是指群體中某個體通過遺傳攜帶兩個同源等位基因的概率。近交系數(shù)的計(jì)算Falconer（1960）指出連續(xù)全同胞的兄妹交配，每代近交率平均上升19%，他提出了一個簡化的計(jì)算公式：Fn=1-(1-⊿F)n式中

n=近交代數(shù)；⊿F為每一代近交系數(shù)上升率。例如⊿F=19%，則連續(xù)兄妹交配10代的近交系數(shù)為F10=1-(1-0.19)10=87.84%同理，連續(xù)兄妹交配20代的近交系數(shù)為98.96%，沒有達(dá)到99％，仍然需要繼續(xù)近交。Howcanyoufindinformationonthe

mouse?二、命名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，符號應(yīng)盡量簡短。如A系、BALB、TA1系、C3H。三、亞系和支系近交系的亞系（substrain）：在一個近交系內(nèi)，因殘余的雜合性或突變等原因，可導(dǎo)致該系動物形成數(shù)個具有部分遺傳組成差異的分支，稱為亞系。1．亞系和支系的形成原因：①近交代數(shù)達(dá)40代以前形成的分支。20-40之間。②一個分支與其它分支分開繁殖超過100代。③基因突變，殘雜合基因或遺傳污染。2．亞系的命名亞系的命名方法是在原品系名稱后另一道斜線（/），可以是以下四種：①數(shù)字，如DBA/1、DBA/2等。②培育或產(chǎn)生亞系的單位或人的縮寫英文名稱。如A/He,表示A近交系的Heston亞系。③當(dāng)一個保持者保持的一個近交系具有兩個以上的亞系時，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/10J④一些建立及命名較早，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。四、重組近交系1．定義重組近交系(recombinant

inbred

strain

RI）由兩個近交系雜合后，經(jīng)連續(xù)20代以上兄妹交配育成的近交系。重組同類系（recombinant

congenic

strainRC）

由兩個近交系雜合后，子代與兩個親代近交系中的一個近交系進(jìn)行數(shù)次回交（通?；亟?次），再經(jīng)過無特殊基因選擇的近親交配而育成的近交系。2．命名（1）重組近交系的命名

由兩個親代近交系的縮寫名稱中間加大寫英文字母X命名。由相同雙親交配育成的一組重組近交系用阿拉伯?dāng)?shù)字予以區(qū)分。如：由BALB/c與C57BL兩個近交系雜育成的一組重組近交系，分別命名為CXB1、CXB2

……（2）重組同類系的命名

由兩個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。由相同雙親交配育成的一組重組同類系近交系用阿拉伯?dāng)?shù)字予以區(qū)分。如：CcS1,表示由以BALB/c(C)為親代受體近交系，以STS(S)品系為供體近交系，經(jīng)2代回交育成的編號為1的重組同類系。五、同源突變近交系定義同源突變近交系(coisogenic

inbredstrain)是兩個近交系，除了在一個指明位點(diǎn)等位基因不同外，其他遺傳基因全部相同。同源突變近交系一般皆由近交系發(fā)生基因突變而形成。命名由發(fā)生突變的近交系名稱后加突變基因符號（用英文斜體印刷體）組成，二者之間以連接號分開，如：DBA/Ha-D。六、同源導(dǎo)入近交系1．定義同源導(dǎo)入近交系(congenic

inbredstrain)通過雜交--互交或回交等方式將一個基因?qū)氲浇幌抵?，由此形成的一個新的近交系。2．命名同源導(dǎo)入系名稱由以下三部分組成：接受導(dǎo)入基因的近交系名稱；提供導(dǎo)入基因的近交系的縮寫名稱，并與前項(xiàng)之間用英文句號分開；導(dǎo)入基因的符號（用英文斜體）與前項(xiàng)之間以字符分開。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，基因提供者為本129近交系。七

近交系的特征基因位點(diǎn)的純合性遺傳組成的同源性品系內(nèi)所有動物個體都可追溯到一對共同祖先表型一致性長期遺傳穩(wěn)定性5．遺傳特征的可分辨性每個近交品系都有自已的標(biāo)準(zhǔn)遺傳概貌，選用適當(dāng)?shù)倪z傳監(jiān)測方法，即可分辨各個近交系。6．遺傳組成的獨(dú)特性每個近交系都具有獨(dú)自的遺傳組成和獨(dú)自的生物學(xué)特性。各品系間具有不同的基因型和表型。7．分布的廣泛性同一品系在不同地區(qū)不同國家都廣泛存在，引種方便。8．背景資料的完整性八、近交系的應(yīng)用遺傳組成和遺傳性狀一致，對實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一致，因此，只需用少量的動物，即可得到非常規(guī)律的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。組織相容性抗原一致，異體移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng)，是組織細(xì)胞和腫瘤移植實(shí)驗(yàn)中最為理想的材料。明顯的生物學(xué)特征，如先天畸形，高腫瘤發(fā)病率，對某些因子敏感和耐受等，這些特點(diǎn)在醫(yī)學(xué)研究中是天然模型，非常重要。多個近交系同時使用不僅可分析不同遺傳組成對某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的不同反應(yīng)與影響，還可觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有普遍意義。第四節(jié)、封閉群一、概念封閉群（遠(yuǎn)交群）（Closed

clony

oroutbred

stock）是以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)動物種群，在不從其外部引入新個體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上。封閉群是一個與外界隔離的動物群體，不從外部引入新的個體，即不引進(jìn)新基因，同時避免近親交配，不讓群體內(nèi)基因丟失。二、命名封閉群由2-4個大寫英文字母命名，種群名稱前標(biāo)明保持者的英文縮寫名稱，第一個字母須大寫，后面的字母小寫，一般不超過4個字母。保持者與種群名稱之間用冒號分開。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)動物中心（Lac）保持的LACA封閉群小鼠。四、特征及應(yīng)用封閉群動物的遺傳組成具有很高的雜合性。封閉群動物具有較強(qiáng)的繁殖力和生活力。突變種所攜帶的突變基因通常導(dǎo)致動物在某些方面的異常。第五節(jié)

雜交群動物（一）概念雜交群（hybrids）是由不同品系或種群之間雜交產(chǎn)生的后代。兩個不同近交系雜交所生的第一代動物稱為雜交一代動物（F1）。只是第一代，第二代就產(chǎn)生性狀分離。（二）命名雌性親代名稱在前，雄性親代名稱在后，二者之間以大寫英文字母“X”相連表示雜交。用括號括起來，在其后標(biāo)明雜交的代數(shù)，如：（C57BL/6 X DBA/2）F1縮寫：B6D2F1雜交群命名中所用的標(biāo)準(zhǔn)縮寫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遺傳和表型上的一致性

廣泛用于營養(yǎng)、藥物、病原體和激素的生物評估。雜交優(yōu)勢

雜交一代具有較強(qiáng)的生命力，對疾病的抵抗力強(qiáng)，壽命較長，容易飼養(yǎng)，適合于攜帶保存某些有害基因和長期慢性致死實(shí)驗(yàn)。雜合的遺傳組成

同時具有兩個親本品系的特點(diǎn)，適用于免疫學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等領(lǐng)域的研究。可以作為某些疾病研究的模型。如C3H

X

IF1是肥胖和糖尿病的模型。（三）雜交一代動物的特征及應(yīng)用第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)動物遺傳控制的實(shí)施基本概念：通過實(shí)驗(yàn)動物育種的方法，獲得遺傳上高度限定的動物品系，并在遺傳特征上長期保持穩(wěn)定不變。這就是實(shí)驗(yàn)動物遺傳質(zhì)量控制（genetic

quality

control）

。遺傳監(jiān)測（genetic

monitoring）：是及時有效地發(fā)現(xiàn)遺傳組成上的變化，遺傳質(zhì)量控制的一項(xiàng)重要內(nèi)容。一、實(shí)驗(yàn)動物的繁殖方法（一）近交系動物的繁殖方法1、引 種：引種動物應(yīng)來自近交系的基礎(chǔ)群2、基礎(chǔ)群：目的是保持近交系自身的傳代繁衍和提供種源3、血緣擴(kuò)大群：來自基礎(chǔ)群4、生產(chǎn)群：目的是生產(chǎn)供應(yīng)動物，種子來自基礎(chǔ)群或血緣擴(kuò)大群近交系動物的生產(chǎn)過程（→表示動物的流程）（二）封閉群動物的繁殖方法1、引種：引種動物數(shù)量要足夠多，小型嚙齒類動物引種數(shù)目一般不少于25對。2、繁殖：封閉群應(yīng)足夠大，盡量避免近親交配。二、實(shí)驗(yàn)動物遺傳學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(一)檢測目的是檢查是否發(fā)生遺傳變異、是否混入其它動物血緣或發(fā)生了錯誤的交配等，以確保檢測群體符合該遺傳群體的要求。（二）實(shí)驗(yàn)動物遺傳學(xué)監(jiān)測的一般性原則整體性原則必要性原則連續(xù)性原則三、實(shí)驗(yàn)動物遺傳質(zhì)量監(jiān)測國家標(biāo)準(zhǔn)基本內(nèi)容（一）主題內(nèi)容與適用范圍（二）實(shí)驗(yàn)動物的遺傳分類及命名（三）實(shí)驗(yàn)動物的繁殖方法（四）近交系動物的遺傳質(zhì)量監(jiān)測四、實(shí)驗(yàn)動物遺傳學(xué)監(jiān)測的常用技術(shù)方法（一）近交系動物的遺傳質(zhì)量檢測生化標(biāo)志基因(Biochemical

markers)

檢測法近交系小鼠生化基因位點(diǎn)有13個，近交系大鼠的生化基因位點(diǎn)有9個。免疫標(biāo)志（Immunogenetic

markers）檢測法grafting）皮膚移植法（Skin混合淋巴