第二章 實驗動物的遺傳學分類課件

第二章實驗動物的遺傳學控制第一節(jié)概述第二節(jié)近交系動物第三節(jié)封閉群動物第四節(jié)突變系動物第五節(jié)雜交群動物第六節(jié)實驗動物的遺傳學質量監(jiān)測第二章實驗動物的遺傳學分類第一節(jié)概述一、實驗動物在動物分類學上的位置二、實驗動物種、品種與品系的概念三、實驗動物的遺傳學分類方法第二章實驗動物的遺傳學分類生物系統(tǒng)分類法動物界植物界真菌界原生生物界原核生物界病毒界第二章實驗動物的遺傳學分類動物分類法

以小鼠為例界（Kingdom）動物界門（Phylum）脊索動物門綱（class）哺乳動物綱目（order）嚙齒目科（family）鼠科屬（genus）小鼠屬種（species）小鼠種第二章實驗動物的遺傳學分類常用哺乳類實驗用動物分類學地位目的名稱動物名稱貧齒目Edentata犰狳食蟲目Insectivora刺猬、鼩鼱、鼴鼠翼手目Chiroptera蝙蝠靈長目Primates獼猴、狨猴、樹鼩兔形目Lagomorpha兔、鼠兔嚙齒目Rodentia大鼠、小鼠、豚鼠、金黃地鼠、旱獺、黑線倉鼠、棉鼠、長爪沙鼠、鯨目Cetacea須鯨、齒鯨、白鰭豚食肉目Carnivore貓、犬、鼬鰭足目Pinnipedia海豹長鼻目Proboscidea亞洲象奇蹄目Perissodactyla馬、驢、騾、犀牛偶蹄目Artiodactyla牛、羊、鹿、豬第二章實驗動物的遺傳學分類實驗動物種、品種與品系的概念種（Species）：是生物分類學上的基本單位，由自然選擇形成。品種（Stock）：是種以下的非自然分類單位，由人工選擇和定向培育出來的，具有某些生物學特性，能穩(wěn)定遺傳。品系（Strain）：是實驗動物分類學上專用名詞，采用一定的交配方式繁殖且祖先明確的動物群。三大特征：獨特的生物學特性，相似的外貌特性，穩(wěn)定的遺傳特性。第二章實驗動物的遺傳學分類實驗動物的遺傳學分類方法根據基因類型的不同，可將實驗動物分為：近交系封閉群（遠交系）突變系雜交群第二章實驗動物的遺傳學分類第二節(jié)近交系動物什么是近交？什么是近交系？

近交是指近親交配。近親交配的形式有兄妹交配、父女交配和母子交配三種。

近交系是指采用連續(xù)全同胞兄妹交配（brother-Sisterinbreeding）20代以上，基因型高度純合，等位基因趨于完全一致的動物。近交系動物的近交系數可達98.6%，血緣系數達99.6%，個體間差異極小，用于實驗重復性好，對各種刺激反應均一，實驗結果準確。第二章實驗動物的遺傳學分類近交系數：是指在近親交配情況下各代減少異質基因/增加純合基因的百分數。近交系數的計算公式：

Fn=1–

（1–ΔF）n

血緣系數：一個群體中個體之間基因組成的相似程度用數值來表示。第二章實驗動物的遺傳學分類代數F代數F0011.9081.25012.9262.37513.9403.50014.9514.59415.9615.67216.9686.73417.9747.78518.9798.82619.9839.85920.98610.886近交代數與近交系數的關系第二章實驗動物的遺傳學分類常用近交系縮寫符號品系全稱縮寫符號Balb/cCC57BLBC57BL/6B6C57BL/10B10C57BRBRC3HC3CBACBDBA/1D1DBA/2D2AKRAKRⅢR3HRS/JHR第二章實驗動物的遺傳學分類近交系小鼠的培育示意圖第二章實驗動物的遺傳學分類近交后引起的變化1．近交可以降低雜合性，增加純合性2．近交可將群體分離為不同基因型的品系3．近交可引起近交衰退第二章實驗動物的遺傳學分類

亞系（Substrain)：在近交系培育和維持過程中，由于殘留雜合基因的分離、基因突變以及在不同地區(qū)繁育而造成同一品系內不同分支之間在遺傳上有差異的動物稱為亞系。亞系形成的原因：1.近交40代之前，殘留雜合基因的分離2.不同地點繁育100代以上，由于基因突變3.遺傳污染后繼續(xù)近交許多代第二章實驗動物的遺傳學分類支系（Subline）：通過各種非自然繁育技術處理的品系稱之為支系。這些處理包括：人工哺乳(fosteronhandrearing，fh)其它品系帶奶(fosternursing,f)受精卵移植等(embryotransfer,e)卵巢移植(ovarytransfer,o)冷凍保存(cryo-preservation,p)第二章實驗動物的遺傳學分類重組近交系（recombinantinbredstrain）由兩個近交系雜交后，再經連續(xù)20代以上兄妹交配培育成的近交系，稱為重組近交系。命名：親代近交系X親代近交系如：AKRXB例如：由BALB/c與C57BL兩個近交系雜交育成的一組重組近交系，分別命名為CXB1、CXB2……

幾種特殊類型的近交系第二章實驗動物的遺傳學分類

分離近交系

在近交系培育過程中，采用特定的交配方法，以迫使其個別基因位點上的基因處于雜合狀態(tài)，并能分離出在該基因位點上帶有不同等位基因的兩個近交系亞系幾種特殊類型的近交系第二章實驗動物的遺傳學分類同源突變近交系（coisogenicinbredstrain）指兩個近交系除了在一個確定位點等位基因不同外，其它遺傳基因全部相同。命名：發(fā)生突變的近交系-突變基因如：C57BL/6J-bg第二章實驗動物的遺傳學分類同源導入近交系（Congenicinbredstrain）：是將攜帶一個基因或基因片段的近交系動物通過反復多次雜交-互交導入到另一個近交系中而培育成的新的近交系，該近交系與原近交系之間的差別僅為一個基因或基因片段的不同，其它基因基本相同。這兩個近交系互稱為同類系。命名：接受基因的近交系.提供基因的近交系-基因名稱如：B10.129-H-12b第二章實驗動物的遺傳學分類近交系保種和生產流程圖B×SB×SB×SB×S或隨機交配隨機交配核心群增殖群生產群供實驗用第二章實驗動物的遺傳學分類近交系動物的特征1.基因的純合性2.遺傳的同源性3.表現型的一致性4.遺傳的穩(wěn)定性4.對外界因素的敏感性5.遺傳特征的可辨別性6.遺傳組成的獨特性7.背景資料的可查性8.國際分布的廣泛性第二章實驗動物的遺傳學分類1）缺乏普遍性2）對環(huán)境適應能力差3）產子數量少4）體型小5）維持費用高近交系動物的缺點第二章實驗動物的遺傳學分類1）實驗反應均一2）近交系動物個體間組織相容性一致3）可獲得大量先天性畸形及先天性疾病的動物模型4）某些近交系具有一定的自發(fā)或誘發(fā)腫瘤發(fā)生率近交系動物的應用第二章實驗動物的遺傳學分類第三節(jié)封閉群動物定義：封閉群（closedcolony）是指以非近親交配方式進行繁殖生產的一個種群，在不從外部引入新個體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上的動物。遠交系動物：同一種群內無血緣關系的個體之間隨機交配所產生的后代稱為遠交系。遠交系動物的遺傳組成比較接近于自然狀態(tài)下的動物群體結構。常用的遠交系：小鼠：ICR、KM

大鼠：Sprague-Dawley（SD），Wistar第二章實驗動物的遺傳學分類有效群體大小有效群體：一個自繁殖群體中多有具有生殖能力的雌雄個體。F1=1/2NeF1：近交系數上升率

Ne：有效群體數量

第二章實驗動物的遺傳學分類

封閉群的繁殖方法封閉群采用循環(huán)交配法。最常用的是三級循環(huán)交配，即將種群分為A、B、C組，在繁殖下一代時，把不同組生產的♂和♀組合進行交配。交配組合圖如下所示：新♂♀ABCBCACAB新♂♀ABCBCACAB第二章實驗動物的遺傳學分類封閉群的特點及應用封閉群動物的應用

1、保持群體動物基因的雜合性，因而無近交衰退，易飼養(yǎng)、抗病力強、繁殖率高、產仔多，廣泛用于預實驗和學生教學

2、具有類似于人類群體遺傳異質性的遺傳組成，對實驗刺激接近自然種屬反應，藥物篩選和毒性試驗第二章實驗動物的遺傳學分類定義：由于自然變異或人工致突變，正常染色體上的基因發(fā)生突變，而具有某種遺傳缺陷或具備某種獨特的遺傳特點的品系稱為突變系動物。突變系的命名：品系全稱后加一橫線，再標上突變的等位基因符號（用+表示雜和位點），小寫字母表示隱性突變，大寫字母表示顯性突變。如：ICR-nu/nu第四節(jié)突變系動物第二章實驗動物的遺傳學分類基因突變原因自發(fā)突變

誘發(fā)突變物理因素：宇宙射線，X射線化學致突變劑：N-乙基-N-亞硝基脲（N-ethyl-N-nitrosourea,ENU）,苯丁酸氮芥（chlorambucil,CHL）第二章實驗動物的遺傳學分類基因突變的表現形式實質是基因DNA序列上堿基對發(fā)生了變化

表現形式：可見突變：裸小鼠，裸大鼠血液生化突變致死性突變：顯性和隱性第二章實驗動物的遺傳學分類突變系突變系的應用攜帶的突變基因導致動物在某些方面的異常，可成為醫(yī)學研究的疾病動物模型常見的突變等位基因符號：

Ca:白內障dw:侏儒癥

dy:肌失養(yǎng)癥ob:肥胖癥

nu:裸鼠

第二章實驗動物的遺傳學分類又稱系統(tǒng)雜交動物，F1代動物

定義：由兩種不同的近交系雜交所繁殖的第一代雜交動物稱為系統(tǒng)雜交動物，俗稱“F1”代。系統(tǒng)雜交動物的雙親來自兩個不相關的近交系，它具有以下幾種特征：具有雜交優(yōu)勢，生活力和抗病力比近交系強。各個個體的基因型相同，是其父母基因型的組合。表型一致，對試驗反應均一。具備雙親的生物學特性。由于基因互作，可產生不同于雙親的新性狀。實際應用時具有相對固定的雜交組合，應用廣泛，便于國際交流。第五節(jié)雜交群動物第二章實驗動物的遺傳學分類常用的系統(tǒng)雜交小鼠的組合F1代小鼠名稱交配親代名稱F1代小鼠名稱交配親代名稱AKD2F1BA2GF1BCF1BCBAF1BC3F1B6AF1B6D1F1CAF1CAKF1CBAAF1AKRXDBA/2C57BLXA2GC57BLXBalb/cC57BLXCBAC57BLXC3HC57BL/6XAC57BL/6XDBA1Balb/cXABalb/cXAKRCBAXACBA-T6D2F1CB6F1CCBA-T6F1CC3F1CD2F1CBF1C3BF1C3D2F1129B6F1-dyCBA-T6XDBA/2Balb/cXC57BL/6Balb/cXCBA-T6Balb/cXC3HBalb/cXDBA/2Balb/cXC57BLC3HXC57BLC3HXDBA/2129XC57BL/6-dy第二章實驗動物的遺傳學分類第六節(jié)遺傳學監(jiān)測為什么要進行遺傳監(jiān)測？基因突變和遺傳漂變殘留雜合基因的分離人為造成遺傳污染第二章實驗動物的遺傳學分類監(jiān)測目的近交系動物：保證近交系動物基因的高度純合，淘汰各種原因引起的遺傳變異的個體。封閉群動物：防止群體內個體之間發(fā)生近交，保持整個群體各位點的基因頻率穩(wěn)定在一定的范圍。突變系動物：防止突變基因在繁殖過程中丟失。第二章實驗動物的遺傳學分類近交系動物遺傳質量監(jiān)測常用方法原理方法評價形態(tài)學1.下頜骨形態(tài)分析法較復雜，需要經過復雜計算，捕殺大量動物2.毛色基因測試法簡單，但需長時間觀察3.染色體帶紋分析法較復雜，準確性較差免疫學1.同系異體植皮法簡單，有權威性，得到結果時間長2.H-2復合體監(jiān)測法較復雜，費用高，準確性較高3.混合淋巴細胞培養(yǎng)較復雜，費用高，需一定設備生物化學生化標記電泳法經濟、準確性高，普遍采用第二章實驗動物的遺傳學分類近交系動物遺傳監(jiān)測結果的判斷與處理檢測結果判斷處理與標準遺傳概貌完全一致未發(fā)現遺傳變異，遺傳質量合格有一個