1、实验动物遗传学分类与控制实验动物遗传学分类与控制F遗传质量决定了遗传质量决定了动物实验结果的准确性和重复性动物实验结果的准确性和重复性F遗传检测是评定和保证实验动物遗传质量和标准化的遗传检测是评定和保证实验动物遗传质量和标准化的重要措施。重要措施。遗传背景清楚遗传背景清楚 通过遗传检测通过遗传检测,建立其遗传质量建立其遗传质量标准标准,为其品系注册登记提供遗传背景技术资料为其品系注册登记提供遗传背景技术资料具遗传稳定性具遗传稳定性 通过遗传检测通过遗传检测,为其基因组稳定为其基因组稳定性检测与遗传质量控制提供技术标准性检测与遗传质量控制提供技术标准,以便在动以便在动物繁育过程中物繁育过程中,及
2、时筛除发生遗传污染及突变的及时筛除发生遗传污染及突变的个体个体,保证其遗传质量及生物学特性的稳定性保证其遗传质量及生物学特性的稳定性,保保证其标准化动物在生命科学中的连续稳定应用证其标准化动物在生命科学中的连续稳定应用FGB 14923-2001 实验动物哺乳类动物的遗实验动物哺乳类动物的遗传质量控制传质量控制FGB/T 14927.1-2001 实验动物近交系小鼠、实验动物近交系小鼠、大鼠生化标记检测方法大鼠生化标记检测方法FGB/T 14927.1-2001 实验动物近交系小鼠、实验动物近交系小鼠、大鼠皮肤移植法大鼠皮肤移植法 一、一、近交系近交系 1.近交近交(Inbreeding):即
3、近亲繁殖即近亲繁殖,是指一群体是指一群体中有目的地选用遗传学上血缘关系较近的雌雄中有目的地选用遗传学上血缘关系较近的雌雄个体个体,即有共同祖先的个体即有共同祖先的个体,进行交配。近交是培进行交配。近交是培养近交系动物的必须手段养近交系动物的必须手段,通过近交使一个种群通过近交使一个种群遗传基因达到接近完全纯合程度遗传基因达到接近完全纯合程度,即所有同源染即所有同源染色体的相对位置都具有相同基因的状态。色体的相对位置都具有相同基因的状态。2.近交系近交系(inbred strain):经过至少连续经过至少连续20代的全同胞代的全同胞兄妹交配培育而成兄妹交配培育而成,品系内所有个体都可以追溯到起源
4、品系内所有个体都可以追溯到起源于第于第20代或以后的一对共同祖先。近交系的近交系数代或以后的一对共同祖先。近交系的近交系数应当大于应当大于98.6。3.近交类型近交类型:按近交的基因型分为纯交、回交、互交按近交的基因型分为纯交、回交、互交和杂交和杂交纯交纯交 (incrosses):相同基因型个体间的交配相同基因型个体间的交配,下一代下一代 全部纯合子全部纯合子 回交回交(backcrosses):纯合子和杂合子间的交配。纯合子和杂合子间的交配。如如AA Aa,其结果下代中纯合子、杂合子其结果下代中纯合子、杂合子 各占一半各占一半互交互交(intercrosses):相同杂合子间的交配相同杂合
5、子间的交配,后代中一半后代中一半 为杂合子为杂合子,另一半中显性纯合子和另一半中显性纯合子和 隐性纯合子各占隐性纯合子各占1/2杂交杂交 (crosses):亲代不同的纯合子间的交配如亲代不同的纯合子间的交配如:A/A a/a,子代的基因型为子代的基因型为Aa,表现型为表现型为A 4.近交系动物近交系动物:近交系近交系 动物又称纯系动物动物又称纯系动物,采用近交方式培育出来采用近交方式培育出来的品系动物。其近交系数可达的品系动物。其近交系数可达98.6。近交系群内个。近交系群内个体间遗传差异小体间遗传差异小,不容易发生杂合基因分离。不容易发生杂合基因分离。每个近交系都有各自的遗传组成和生物学特
6、性每个近交系都有各自的遗传组成和生物学特性,且且在长期传代以及世界各地分布后保持不变。在长期传代以及世界各地分布后保持不变。5.近交系数近交系数:是衡量动物近交程度的一个指数是衡量动物近交程度的一个指数,有个体和群体之有个体和群体之分。个体的近交系数指分。个体的近交系数指“个体的两个相同基因源于同个体的两个相同基因源于同一祖先的概率一祖先的概率”。对于群体来说。对于群体来说,假定一个大的随机交假定一个大的随机交配群体配群体,某一个后代在亲代中随机取得同源等位基因的某一个后代在亲代中随机取得同源等位基因的概率就是群体的近交系数。概率就是群体的近交系数。6.同源突变近交系、同源导入近交系、分离近交
7、系同源突变近交系、同源导入近交系、分离近交系:同源突变近交系同源突变近交系一个近交系的某一基因位点上发生突变一个近交系的某一基因位点上发生突变而分离出来的近交系亚系而分离出来的近交系亚系,它和原来近交系的差别只是发生突变它和原来近交系的差别只是发生突变的基因位点上带有不同的基因的基因位点上带有不同的基因,而其它位点上的基因完全相同而其它位点上的基因完全相同(裸鼠裸鼠)。同源导入近交系同源导入近交系就是通过回交或回交兼互交等育种方法就是通过回交或回交兼互交等育种方法将一个基因导入到近交系中将一个基因导入到近交系中,由此形成一个新的近交系。由此形成一个新的近交系。分离近交系分离近交系采用特定的交配
8、方式采用特定的交配方式,迫使一个或多个已知位迫使一个或多个已知位点上的基因处于杂合状态点上的基因处于杂合状态,从而培育成分离近交系。从而培育成分离近交系。重组近交系重组近交系F同源突变近交系同源突变近交系:由发生突变的近交系名称后由发生突变的近交系名称后加突变基因符号加突变基因符号,二者之间以连接后分开二者之间以连接后分开,如如DBA/Ha-DF同源导入近交系同源导入近交系:配系名称配系名称;供系名称缩写供系名称缩写;导入导入基因的符号基因的符号;B10.129-H-12bF分离近交系分离近交系:在品系名称后加连字号和杂合基在品系名称后加连字号和杂合基因符号因符号DW-dw/t二、二、近交带来
9、的结果近交带来的结果 1.基因纯合性增加基因纯合性增加,降低杂合性降低杂合性:长期交配后长期交配后,动物动物杂合性逐渐降低杂合性逐渐降低,纯合性逐渐增高纯合性逐渐增高,基因位点由杂合基因位点由杂合子变为纯合子子变为纯合子,动物表现型趋向一致动物表现型趋向一致 2.近交可将群体分离为不同基因型品系近交可将群体分离为不同基因型品系:原始种群原始种群经过近交分为若干近交系经过近交分为若干近交系,在不同等位基因的不同位在不同等位基因的不同位点变为纯合子。点变为纯合子。3.近交衰退近交衰退(缺点缺点):近亲交配所产生的后代常常出现生长、成活、近亲交配所产生的后代常常出现生长、成活、生育、抗病、适应环境等
10、能力的减退生育、抗病、适应环境等能力的减退,这种现象称为这种现象称为近交衰退。近交衰退。原因原因:(1)隐性有害基因暴露隐性有害基因暴露 (2)多基因平衡的破坏多基因平衡的破坏 很多哺乳动物在亲缘之间能够相互识别。女儿在性成熟之前远离原社群,可以避免与父亲交配,这就形成了熊猫社群内防止近亲交配的机制。2002年3月13日,德国波恩大学的动物学家们发布研究报告称,蜜蜂能够散发出一种特殊的气味,这使得它们能够避免近亲交配和繁殖。在澳洲,有大约1/3的纯种狗由于基因上的缺陷而患有各种疾病,从症状程度上较轻的脐疝气到较严重的眼盲和脑部疾病,所见皆见。德国狼犬罹患髋关节疾病的机率高于金猎犬;洛威拿70也
11、患有相同的疾病。此外,有70的牧羊犬患有基因问题造成的眼疾,且有 10导致失明,大麦町及白色牛头犬则常有耳聋的毛病。三、近交系动物的特点三、近交系动物的特点 1.基因纯合性基因纯合性 基因纯合性已达到基因纯合性已达到98.6,遗传组成相同遗传组成相同,后代保持后代保持纯合子状态纯合子状态,无暗藏的隐性基因无暗藏的隐性基因 2.遗传稳定性遗传稳定性 因为基因的高度纯合因为基因的高度纯合,所以纯合子基因可以稳定的所以纯合子基因可以稳定的遗传给后代遗传给后代,个体遗传变易发生在少量残余基因或基因个体遗传变易发生在少量残余基因或基因突变上突变上,及时清除及时清除,可维持世代相传可维持世代相传3.同源性
12、同源性 一个近交系内一个近交系内,所有动物都可追溯到其原始所有动物都可追溯到其原始的一队共同祖先的一队共同祖先,即同一品系内具有基本相同的遗即同一品系内具有基本相同的遗传组成和遗传特点。这种遗传的均质性可采用组传组成和遗传特点。这种遗传的均质性可采用组织移植方法来检测织移植方法来检测4.表型均一性表型均一性F 相同基因型的动物相同基因型的动物,在相同的环境因素下在相同的环境因素下,其表其表现型也是均一的现型也是均一的,反应性也是一致的反应性也是一致的,任何遗传的体任何遗传的体症都完全相同的症都完全相同的5.个体性个体性F 不同近交系动物具有不同的遗传组成不同近交系动物具有不同的遗传组成,故故不
13、同品系各有不同生物学特征。每个品系在遗不同品系各有不同生物学特征。每个品系在遗传上都是独特的传上都是独特的,因此必须根据实验的目的需要因此必须根据实验的目的需要选择动物选择动物6.可分辨性可分辨性F 近交系群体内几乎不再存在遗传的多态性近交系群体内几乎不再存在遗传的多态性,每每个位点只有一种基因类型个位点只有一种基因类型,而不存在其他的等位基因而不存在其他的等位基因,通过对各个位点进行遗传监测通过对各个位点进行遗传监测,可以建立每个品系可以建立每个品系标准的遗传概貌标准的遗传概貌7.分布的广泛性分布的广泛性F 不同国家和地区的研究者可能饲养和使用在遗不同国家和地区的研究者可能饲养和使用在遗传上
14、完全相同的标准近交系动物。近交系动物个体传上完全相同的标准近交系动物。近交系动物个体具有品系的全能性具有品系的全能性,任何个体均携带该品系的全部基任何个体均携带该品系的全部基因因8.资料的可查性资料的可查性F 已有相当数量的文献记载各个品系的生物学特已有相当数量的文献记载各个品系的生物学特性性,另外每一项研究又增加了该品系的应用资料另外每一项研究又增加了该品系的应用资料,对对于设计新实验和解释实验结果提供了有价值的参考于设计新实验和解释实验结果提供了有价值的参考资料资料四、四、近交系动物的应用近交系动物的应用F近交系动物与封闭群相比近交系动物与封闭群相比,个体之间极为一致个体之间极为一致,对对
15、实验反应一致实验反应一致,实验数据标准差较小实验数据标准差较小,因此在实验中因此在实验中实验组和对照组都只需少量的动物。实验组和对照组都只需少量的动物。F在某些涉及组织细胞或肿瘤移植的实验中在某些涉及组织细胞或肿瘤移植的实验中,个体之个体之间组织相容性一致与否间组织相容性一致与否,是实验成败的关键是实验成败的关键,在这里在这里,近交系动物成为必不可少的实验动物。近交系动物成为必不可少的实验动物。F由于近交由于近交,隐性基因纯合性状得以暴露隐性基因纯合性状得以暴露,可以获得大可以获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型量先天性畸形及先天性疾病的动物模型,如糖尿病如糖尿病、高血压等。这些动物家系清
16、楚、高血压等。这些动物家系清楚,取材方便取材方便,是进行是进行基因连锁分析、遗传学、生理学和胚胎生物学研基因连锁分析、遗传学、生理学和胚胎生物学研究的理想实验材料。究的理想实验材料。F某些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发病率某些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发病率,并并可使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代可使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代,这些品系这些品系成为肿瘤病因学、肿瘤药理学研究的重要模型。成为肿瘤病因学、肿瘤药理学研究的重要模型。F多个近交系同时使用可使不同研究者分析不同遗多个近交系同时使用可使不同研究者分析不同遗传组成对某项实验的影响传组成对某项实验的影响六、六、近交系的命名近交系的命
17、名(一一)近交系命名方法近交系命名方法:1.1-4个大写英文字母表示个大写英文字母表示:如如:A、AE、DBA、AKR2.两个大写字母间两个大写字母间 加入加入1-2个阿拉伯数字个阿拉伯数字,书书 写时与英文字母平等写时与英文字母平等,不可用下标形式不可用下标形式:如如:C3H、C57BL 3.非正规的命名非正规的命名:129、101、6154.近交代数近交代数:A(F78)、AKR(F?+10)、C57BL/Jnga(F73+26)5.书写品系时符号要写全书写品系时符号要写全,应使用公布的全称应使用公布的全称 不能随便缩写。不能随便缩写。AKR-AK BALB/c-C CBA-CBC3H-C
18、3 C57BL-B C57BL/6-B6DBA/1-D1 C57BR-BR C57BL/10-B10DBA/2-D2 HRS/J-HR七、亚系七、亚系(substrain)1.定义定义:是由同一个近交系分离出来的具有各不是由同一个近交系分离出来的具有各不相同的特性的品系。相同的特性的品系。原因原因:由于残杂遗传组成由于残杂遗传组成(杂合性杂合性)和突变而导致和突变而导致部分遗传组成的改变。部分遗传组成的改变。2.亚系形成的途径亚系形成的途径:a在同一研究室里在同一研究室里,从近交系中分离出来从近交系中分离出来,从兄妹从兄妹 交配繁殖达交配繁殖达8-19代之后分开饲养代之后分开饲养,不与其他品系
19、不与其他品系 混交混交,再兄妹交配再兄妹交配12代以上。代以上。b一个近交系从一个研究机构或研究者转送另一机构一个近交系从一个研究机构或研究者转送另一机构 或研究者或研究者,经相当代数的饲养并与其他品系混交者经相当代数的饲养并与其他品系混交者c当发现有某种基因变异时当发现有某种基因变异时,可培育成具有某些特殊可培育成具有某些特殊 性状的亚系动物。性状的亚系动物。3.亚系命名方法亚系命名方法 在原有品系名称后面加一条斜线在原有品系名称后面加一条斜线“/”,其后加上适其后加上适当的亚系符号。当的亚系符号。1)以人命、地名、机构名的缩写为亚系符号以人命、地名、机构名的缩写为亚系符号,如如:A/He,
20、A/Jax,C3H/An 2)以阿拉伯数字或英文小写字母作为亚系符号以阿拉伯数字或英文小写字母作为亚系符号,如如:C57BL/6,C57BL/10八八.支系支系(Subline):亚系内的小分类亚系内的小分类 一个近交系或亚系内部由于环境、母方的或细胞一个近交系或亚系内部由于环境、母方的或细胞的差异的差异;或者遗传上出现明显的差异或者遗传上出现明显的差异,那么这个近交那么这个近交系或亚系内出现支系。系或亚系内出现支系。产生原因产生原因:1.经过人为技术处置经过人为技术处置,如如:卵子移植、人工卵子移植、人工 喂养、代乳、卵或胚胎的冷冻喂养、代乳、卵或胚胎的冷冻;2.种群转移到新的保持者。种群转
21、移到新的保持者。经人为技术处理形成的支系的经人为技术处理形成的支系的 命名命名:在原品系名在原品系名 1)加一小写英文字母标明处理方式。加一小写英文字母标明处理方式。“e”受精卵或胚胎移植受精卵或胚胎移植-C3HeB 2)“o”卵巢移植卵巢移植-C3HoB 3)“f”奶母代乳奶母代乳 DBA/1fB 4)“h”人工喂养人工喂养(Hand rearing)6)“p”冷冻保存冷冻保存(Freeze preservation)如如:C57BL/6pCBA/N7)用当去除或支入病毒等形成支系时在品系后加一用当去除或支入病毒等形成支系时在品系后加一 横线以大写的字母写病毒名称最后加上横线以大写的字母写病
22、毒名称最后加上“+”“”“”,C3H/He-MTV+。8)由于环境变迁由于环境变迁,亚系转移到新的单位或保种人手亚系转移到新的单位或保种人手 重而形成的支系重而形成的支系,命名时在亚系后加命名时在亚系后加“/”,写上保写上保 种单位或保种者的名称。如种单位或保种者的名称。如:C57BL/6J/Lac.近交系动物综合表示法近交系动物综合表示法FDBA/1fLACA/LacFC57BL/6J-C:Cold Spring Harbor Laboratory 57:代表第代表第57号雌鼠号雌鼠 BL:代表代表black 6:表示亚系的数字表示亚系的数字 J:表示表示Jackson Laboratory
23、常用近交系动物常用近交系动物一、常用近交系动物常用近交系动物(一)小鼠:1、BALB/c 2、C3H 3、C57BL/6 4、DBA/2 5.615 6.129C3HDBA/2(二二)大鼠大鼠 1、F344 2、SHR 3、BN 4.LEW 5.ACR杂交群和封闭群的特点杂交群和封闭群的特点及其应用及其应用 杂交群动物杂交群动物 一、概念一、概念 1.杂交群概念杂交群概念:两个近交系动物之间进行有计两个近交系动物之间进行有计划交配所获得的第一代动物划交配所获得的第一代动物,称为杂交群动物称为杂交群动物(Hybrid strain),简称简称F1动物动物,如如AKR与与DBA/2小鼠小鼠交配产生
24、的交配产生的AKD2F1。杂交杂交F1动物不是一个品系动物或品种。因为它具有动物不是一个品系动物或品种。因为它具有的特性不能遗传给下一代的特性不能遗传给下一代,即不能自群繁殖成与杂交即不能自群繁殖成与杂交F1代相同基因型的动物。代相同基因型的动物。子一代带有许多杂合位点子一代带有许多杂合位点,在子在子2代时代时,会发生遗传上的会发生遗传上的性状分离和基因重组。性状分离和基因重组。繁殖时只能由两个亲本近交系杂交获得。繁殖时只能由两个亲本近交系杂交获得。2.一般遗传学一般遗传学F1与实验动物与实验动物F1的区别的区别:一般一般F1 是杂种是杂种,其个体之间差异很大其个体之间差异很大,因为亲本本身因
25、为亲本本身就是杂种就是杂种,即经随意交配繁殖的动物。即经随意交配繁殖的动物。实验动物中的实验动物中的F1,虽然也是杂种虽然也是杂种,但个体之间却很均但个体之间却很均一一,从遗传类型上看是异型接合体从遗传类型上看是异型接合体,它们个体之间杂合的它们个体之间杂合的一致一致,所以个体之间基本是相同的所以个体之间基本是相同的,且有非常清楚的遗传且有非常清楚的遗传背景和两个亲体的特征背景和两个亲体的特征 在在F1代动物生产中代动物生产中,两个亲体的互交情况则表达所用两个亲体的互交情况则表达所用品系的性别。虽然是用同一样的两个近交系杂交品系的性别。虽然是用同一样的两个近交系杂交,由于由于所用的雌雄不同所用
26、的雌雄不同,而出现差异。而出现差异。二、二、杂交群动物的命名及要求杂交群动物的命名及要求1.命名命名:杂交动物是以两个近交的名称为基础进行的杂交动物是以两个近交的名称为基础进行的,命名书写时命名书写时,雌本品系写在前雌本品系写在前,雄本品系写在后雄本品系写在后,以以“”连接连接,再写上再写上F1:如如:C3H/HEAKR/J 记为记为 C3HAKRF1或简写或简写C3AKF1.2.杂交的两个亲本品系必须是近交系动物杂交的两个亲本品系必须是近交系动物,根据实验根据实验进行有计划的杂交。进行有计划的杂交。3.杂交子代只能做实验用杂交子代只能做实验用,不能做种群。不能做种群。二、杂交群二、杂交群(F
27、1)动物的优点动物的优点:l l 具有杂交优势具有杂交优势,生命力强生命力强,适应性和抗病力强适应性和抗病力强,繁殖旺盛繁殖旺盛,可以克服可以克服 近交衰退现象。近交衰退现象。l l 具有与纯系动物相似的遗传均质性具有与纯系动物相似的遗传均质性,遗传稳遗传稳定定,表现型一致。表现型一致。l l 具有亲代的特点。具有亲代的特点。l l 国际分布广泛国际分布广泛,便于交流。便于交流。四、应用四、应用1.干细胞研究干细胞研究 2.移植免疫研究移植免疫研究3.细胞动力学研究细胞动力学研究 4.单克隆抗体研究单克隆抗体研究5.转基因动物研究转基因动物研究杂交群动物的特点杂交群动物的特点 杂种一代有许多优
28、点杂种一代有许多优点,在某些方面比近交系更适用于研究。在某些方面比近交系更适用于研究。F杂交优势杂交优势:杂种一代具有较强的生命力杂种一代具有较强的生命力,对疾病的抵抗力强对疾病的抵抗力强,寿命寿命较长较长,容易饲养容易饲养,适用于携带保存某些有害基因和长时间的慢性适用于携带保存某些有害基因和长时间的慢性致死实验致死实验,也可作为代乳动物以及卵、胚胎和卵巢移植的受体也可作为代乳动物以及卵、胚胎和卵巢移植的受体。F遗传和表型上的一致性遗传和表型上的一致性:就某些生物学的特征而言就某些生物学的特征而言,杂种一代比杂种一代比近交系动物具有更高的一致性近交系动物具有更高的一致性,不容易受环境因素变化的
29、影响不容易受环境因素变化的影响,广泛地适用于营养、药物、病原和激素的生物评价。广泛地适用于营养、药物、病原和激素的生物评价。F具有同基因性具有同基因性:杂交杂交F1虽然具有杂合的遗传组成虽然具有杂合的遗传组成,但其可接受但其可接受不同个体乃至接受两个亲本品系的细胞、组织、器官和肿瘤不同个体乃至接受两个亲本品系的细胞、组织、器官和肿瘤的移植的移植,适用于免疫学和发育生物学等领域的研究。例如单适用于免疫学和发育生物学等领域的研究。例如单克隆抗体研究一般都用克隆抗体研究一般都用BALB/c品系小鼠品系小鼠,由此获得的杂交瘤由此获得的杂交瘤细胞注入该小鼠腹腔后即可产生肿瘤细胞注入该小鼠腹腔后即可产生肿
30、瘤,同时产生高效价抗体同时产生高效价抗体的腹水。如采用的腹水。如采用BALB/c和其它近交系和其它近交系F1代小鼠作单克隆抗代小鼠作单克隆抗体制备体制备,所产生的高效价抗体腹水量比单独用所产生的高效价抗体腹水量比单独用BABL/c小鼠要小鼠要多。多。F作为某些疾病研究的模型作为某些疾病研究的模型:例如例如NZBNZWF1是自身免疫缺是自身免疫缺陷的模型陷的模型,C3HIFF1为肥胖病和糖尿病的模型。为肥胖病和糖尿病的模型。二、常用杂交群小鼠二、常用杂交群小鼠1.AKD2F1 AKRDBA22.BA2GF1 C57BLA2G3.3.BCF1 C57BLBALB/C4.BCBAF1 C57BLCB
31、A5.B6AF1 C57BL/6A6.BC3F1 C57BLC3H7.B6D1F1 C57BL/6DBA/18.CAKF1 BALB/cA9.CAKF1 BALB/cAKR封闭群的特点封闭群的特点及其应用及其应用一、概念一、概念:封闭群封闭群:以非近亲交配方式进行繁殖生产以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群的一个实验动物种群,是在不从其它外部引入是在不从其它外部引入新个体的条件下新个体的条件下,至少繁殖至少繁殖4代以上的群体代以上的群体,就就称为封闭群称为封闭群,也称远交系。也称远交系。二、封闭群的形成和维持二、封闭群的形成和维持1.保持一定的种群数量。保持一定的种群数量。如系来源于
32、近交系的封闭群如系来源于近交系的封闭群,虽然对繁殖群的大虽然对繁殖群的大小不做特殊规定小不做特殊规定,但应采取在群体内不产生隔离状态但应采取在群体内不产生隔离状态的方法繁殖。的方法繁殖。如系来源于非近交系的封闭群如系来源于非近交系的封闭群,应经常保持群体应经常保持群体的有效大小的有效大小,一般为一般为50只以上只以上,同样采取群内不产生隔同样采取群内不产生隔离状态的方法繁殖。离状态的方法繁殖。2.5年内不引进新的血缘。年内不引进新的血缘。三、封闭群动物的特点及其应用三、封闭群动物的特点及其应用(一一)特点特点 1.保持一定的杂合性保持一定的杂合性 不从外部引进新基因不从外部引进新基因,同时进行
33、随机交配同时进行随机交配,不让群不让群体内基因丢失体内基因丢失,以保持封闭群一定的杂合性。以保持封闭群一定的杂合性。2.保持相对稳定性保持相对稳定性 封闭状态和随机交配使群体基因频率基本保持稳封闭状态和随机交配使群体基因频率基本保持稳定不变定不变,从而使群体在一定范围内保持稳定不变。从而使群体在一定范围内保持稳定不变。3.繁殖力、抗病力强繁殖力、抗病力强 封闭群动物不论来自近交系或非近交系封闭群动物不论来自近交系或非近交系,其繁殖方式其繁殖方式均采用随机交配均采用随机交配,以保持其杂合性以保持其杂合性,因此因此,封闭群动物的繁封闭群动物的繁殖力和抵抗力均超过近交系。殖力和抵抗力均超过近交系。4
34、.群体中存在有模型价值的突变基因群体中存在有模型价值的突变基因 封闭群中存在个别突变基因的突变种封闭群中存在个别突变基因的突变种,这些突变可能这些突变可能以纯合或杂合的形式存在于群体中以纯合或杂合的形式存在于群体中,应注意研究突变基因应注意研究突变基因在封闭群中的保存和遗传规律。在封闭群中的保存和遗传规律。5.个体差异的大小取决于祖代个体差异的大小取决于祖代 若祖代为一般杂种动物若祖代为一般杂种动物,则个体差异较大则个体差异较大,若祖代来自若祖代来自同一品系的近交系动物同一品系的近交系动物,则差异较大。则差异较大。(二二)应用应用1.封闭群动物具有与人类群体相似的遗传异质性封闭群动物具有与人类
35、群体相似的遗传异质性,在在生物医学研究中具有不可替代的作用。主要应用于生物医学研究中具有不可替代的作用。主要应用于人类遗传学研究、药物筛选和毒性实验。人类遗传学研究、药物筛选和毒性实验。2.繁殖能力、生存能力等都很强繁殖能力、生存能力等都很强,易于获得易于获得,因此常用因此常用于教学实验、预实验和无特殊要求的实验。于教学实验、预实验和无特殊要求的实验。四、常用封闭群动物四、常用封闭群动物 小鼠小鼠:KM、NIH、LACA、ICR 大鼠大鼠:SD Wistar 豚鼠豚鼠:Dunkin hartlon 兔兔:大耳白、青紫兰、新西兰大耳白、青紫兰、新西兰 突变系动物及应用突变系动物及应用 一、基因突
36、变一、基因突变1.遗传与变异是生物普遍存在的生命现象。遗传与变异是生物普遍存在的生命现象。2.生物的遗传具有保守性生物的遗传具有保守性,子代基本上能稳定地继承子代基本上能稳定地继承 祖先的性状。祖先的性状。二、突变系动物二、突变系动物:通过自然突变和人工定向诱导突变的方法通过自然突变和人工定向诱导突变的方法,使正常使正常染色体基因发生了变异的染色体基因发生了变异的,并具有各种遗传缺陷的动并具有各种遗传缺陷的动物物。三、突变类型三、突变类型1.可见突变可见突变:可在生物的表现型上看出来可在生物的表现型上看出来2.生化突变生化突变:某个特定的生化功能丧失某个特定的生化功能丧失3.致死突变致死突变:
37、显性致死和隐性致死显性致死和隐性致死4.条件致死突变条件致死突变:某些条件下能成活某些条件下能成活,而在而在 另一些条件下是致死的。另一些条件下是致死的。四、突变机制四、突变机制:DNA分子上碱基发生变化分子上碱基发生变化1)通过自然突变通过自然突变2)人工定向突变的方法。例如人工定向突变的方法。例如:应用基因敲出技术或应用基因敲出技术或转基因技术转基因技术,改变动物的遗传物质改变动物的遗传物质,以期获得某种符合以期获得某种符合人们意志或者要求的动物人们意志或者要求的动物,这种动物所具有的特殊形这种动物所具有的特殊形状和特征状和特征,能够稳定遗传下来。能够稳定遗传下来。五、突变系动物特征及应用
38、五、突变系动物特征及应用(一一)常用的突变品系常用的突变品系1.肌肉萎缩症肌肉萎缩症(Dytrophia Muscularis,dy)大约出生两周后可见后肢拖地大约出生两周后可见后肢拖地,表现出进行性肌表现出进行性肌衰弱和广泛性肌萎缩。病鼠出生时是活的衰弱和广泛性肌萎缩。病鼠出生时是活的,但只有少但只有少数病鼠能存活数病鼠能存活10周以上。周以上。2.肥胖小鼠肥胖小鼠(Obese,简称简称ob)肥胖小鼠体重可达肥胖小鼠体重可达60g,这种小鼠无生育能力这种小鼠无生育能力表现为单纯肥胖而不伴有糖尿病。纯合体大约在表现为单纯肥胖而不伴有糖尿病。纯合体大约在四周龄时即可识别出四周龄时即可识别出,此时
39、其增重加速此时其增重加速,很快可达很快可达到正常同窝鼠体重的到正常同窝鼠体重的3倍。中等程度的摄食过度倍。中等程度的摄食过度可使其几乎不太活动。可使其几乎不太活动。3.侏儒症侏儒症(Dwarf Mice,简称简称dw)F 因其缺乏脑下垂体前叶的生长素和促甲状因其缺乏脑下垂体前叶的生长素和促甲状腺激素腺激素,故使生长发育障碍故使生长发育障碍,到成熟年龄时到成熟年龄时,其体其体积约为同窝鼠的积约为同窝鼠的1/4,8周龄时周龄时,体重为体重为8-10g,表现表现为短尾断鼻。为短尾断鼻。4.糖尿病小鼠糖尿病小鼠(Deabeses,简称简称db)F 小鼠小鼠3-4周龄时周龄时,腋和腹股沟皮下组织出现脂腋
40、和腹股沟皮下组织出现脂肪的异常沉积肪的异常沉积,此时血糖升高此时血糖升高,临床表现为肥胖、临床表现为肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、烦渴、多尿高血糖、糖尿、蛋白尿、烦渴、多尿,最后可因酮最后可因酮尿而死亡。死后变化包括胰岛细胞中具有很少的尿而死亡。死后变化包括胰岛细胞中具有很少的 颗粒和胰管肿胀。颗粒和胰管肿胀。5.白内障小鼠白内障小鼠(Catract,简称简称cat)F 10日龄至日龄至14周龄时晶状体浑浊周龄时晶状体浑浊,还会发生晶状体还会发生晶状体液化和核的上超咬合液化和核的上超咬合,当当Cat呈杂合状态时出现白内呈杂合状态时出现白内障障,这种性状在一般情况下很容易观察到这种性状在一般情况下
41、很容易观察到,可作为眼可作为眼科的动物模型。科的动物模型。(二二)免疫缺陷动物免疫缺陷动物1.定义定义:由于先天性遗传突变或人工方法造成由于先天性遗传突变或人工方法造成 一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。2.分类分类:自发性免疫缺陷动物诱发性免疫缺陷动物自发性免疫缺陷动物诱发性免疫缺陷动物实验动物遗传学质量标准化管理实验动物遗传学质量标准化管理1.1.实验动物遗传学控制标准即基因的纯合程度实验动物遗传学控制标准即基因的纯合程度,实验实验动物遗传学质量标准化重点在于近交系动物。实验动物遗传学质量标准化重点在于近交系动物。实验动物无论是一级、二级、三级和四
42、级动物无论是一级、二级、三级和四级,只要是近交只要是近交系动物都要求没有基因的污染和遗传漂变。系动物都要求没有基因的污染和遗传漂变。2.2.保持近交系动物遗传学质量标准化的主要措施有保持近交系动物遗传学质量标准化的主要措施有:按近交系动物繁殖规定进行引种、维持和生产、建按近交系动物繁殖规定进行引种、维持和生产、建立常规遗传监测制度。立常规遗传监测制度。相同基因型与不同基因型动物特性的比较相同基因型与不同基因型动物特性的比较特征相同基因型不同基因型近交系杂交群F1封闭群非遗传限定动物同基因型纯合性同源性长期遗传稳定性可辨性表型一致性敏感性独特性生活力国际分布背景资料饲养生产成本高高高高高高高高低
43、高高高高低高低高高低高低高高高低低中等-低中等-低中等-低中等低中等高中等-低中等-低低低低低低低低低低高低低低2.2.实验动物遗传监测标准化管理实验动物遗传监测标准化管理:皮肤移植皮肤移植近交系小鼠组织相容性是纯合的近交系小鼠组织相容性是纯合的,供体与受体基因供体与受体基因同质同质,无排斥反应无排斥反应,皮肤皮肤(器官器官)生长良好生长良好,不被不被排斥排斥,说明已达到纯合说明已达到纯合,若在若在100d100d内被排斥内被排斥,则表明则表明未达到纯合。未达到纯合。生化标记基因检测法生化标记基因检测法(生化位点检测法生化位点检测法)F近交系小鼠可选择位于近交系小鼠可选择位于10个染色体上的个
44、染色体上的13个生个生化位点化位点,近交系大鼠可选择近交系大鼠可选择7个生化位点个生化位点,作为遗作为遗传监测的标志。传监测的标志。免疫标记基因检测法免疫标记基因检测法F下颌骨测量法、毛色基因检测法、染色体标记下颌骨测量法、毛色基因检测法、染色体标记检测法和检测法和DNADNA多态性检测法等。多态性检测法等。现今医学分为传统医学、基于“生物-医学模式”近代发展起来的西医，20世纪西医又发展到“社会-心理-生物医学”或综合医学模式，后基因组时代系统生物学的兴起，形成了系统医学在全球的迅速发展，成为继传统医学、西医学之后中、西医学汇通的未来医学。当代中国医学类专业比较优秀的学校有北京大学、华中科技
45、医学化验医学定义（medicine），是处理人健康定义中人的生理处于良好状态相关问题的一种科学，（高血压心脏病糖尿病）以治疗预防生理疾病和提高人体生理机体健康为目的。狭义的医学只是疾病的治疗和机体有效功能的极限恢复，广义的医学还包括中国养生学和由此衍生的西方的营养学。现在世界上医学主要有西方微观西医学和东方宏观中医学两大系统体系。医学的科学性在与应用基础医学的理论不断完善和实践的验证，例如生化、生理、微生物学、解剖、病理学、（肺炎青霉素肝炎）药理学、统计学、流行病学，中医学及中医技能等，来治疗疾病与促进健康。虽然东西方由于思维方式的不同导致（高血压心脏病糖尿病）研究人体健康与外界联系及病理机制
46、的宏观微观顺序不同，但在不远的将来中西医实践的丰富经验的积累和理论的形成必将诞生新的医学-人类医学。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）不同于现代医学，不同于传统中医，（传染病丙肝乙肝甲肝）金水医学诞生了，金水医学是以驱除病理，恢复生理为主张的全新医学，走出了人类医学的误区，（肺血液血小板红血球白血球）治疗疾病的特色鲜明，不论是任何疾病都能做到从危为安，由重到轻的恢复办法。金水医学认识到人体是生命体，生命体有自己的强大的生理自我愈合功能，（高血压心脏病糖尿病）帮助生命体恢复自主作用才是治疗疾病的根本。针对当今现代文明病，现代疑难病，现代慢性病，亚健康，一体多病，取得了巨大的成功，治疗法则为“胃肠洁，气血流
47、，玄府开，营卫昌”人生命体运动符合自然节律，最终达到人体生理增强，消灭疾病的目的。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）编辑本段医学的分类 医学研究医学可分为现代医学（即通常说的西医学）和传统医学（包括中医学、（高血压心脏病糖尿病）藏医学、蒙医学等）多种医学体系。不同地区和民族都有相应的一些医学体系，宗旨和目的不相同。印度传统医学系统也被认为很发达。（传染病丙肝乙肝甲肝）研究领域大方向包括基础医学、临床医学、检验医学、预防医学、保健医学、康复医学等。（肿瘤癌症胃癌肠癌肺癌）基础医学包括：医学生物数学,医学生物化学,医学生物物理学,人体解剖学,医学细胞生物学,人体生理学,人体组织学,人体胚胎学,医学遗传学,人
48、体免疫学,（肺血液血小板红血球白血球）医学寄生虫学,医学微生物学,医学病毒学,人体病理学,病理生理学,药理学,医学实验动物学,医学心理学,生物医学工程学,医学信息学,急救学,护病学,新中心法则。（肺炎青霉素肝炎）临床医学包括：临床诊断学 实验诊断学.影像诊断学+放射诊断学+超声诊断学+核医诊断学*临床治疗学 职能治疗学 化学治疗学 生物治疗学 血液治疗学 组织器官治疗学 饮食治疗学（高血压心脏病糖尿病）物理治疗学 语言治疗学 心理治疗学 内科学 外科学 泌尿科学 妇产科学 儿科学 老年医学 眼科学 耳鼻喉科学 口腔医学 传染病学 皮肤医学 神经医学 精神病学 肿瘤医学 急诊医学 麻醉学 护理学
49、 家庭医学 性医学（传染病丙肝乙肝甲肝）临终关怀学 康复医学 保健医学 听力学。（肺炎青霉素肝炎）编辑本段医学的起源 医学教材东、西方文化历史背景是中、西医学形成、发展的土壤。公元2世纪东、西方的两位医学巨匠张仲景和盖伦，传承了不同的学术思想，创建了迥异的医学范式，发展和完善了不同的理论体系，使中、西医学各自走向了（高血压心脏病糖尿病）两条完全不同的发展道路。在汉代医学家张仲景所著述的伤寒杂病论之前，就有内经、难经、本草经等古典医药典籍。张仲景总结了汉代以前的医学成就，继承了内经等基本理论和丰富的医药（传染病丙肝乙肝甲肝）知识，结合自己的临床实践，写成了伤寒杂病论。其贡献在于确立了中医学辨证论
50、治的理论体系，为后世中医临床医学的发展，奠定了坚实的基础。（肺炎青霉素肝炎）在西方，盖伦的一生生活在罗马帝国时安东尼父子的执政期。彼时，罗马帝国的繁荣，为盖伦的医学成就、以及西方医学的昌盛，提供了可靠的政治、经济、科技和文化保证。盖伦继承希波克拉底的学术思想，（肺血液血小板红血球白血球）著述200余部著作，现存的83部著作中，内容涉及解剖、生理、病理、卫生、药物、希波克拉底文集研究、哲学、语言学、逻辑学、数学、历史、（传染病丙肝乙肝甲肝）法律等。倡导实证医学，他的科学（高血压心脏病糖尿病）方法论具有重视实验、疾病局部定位思想、重视形式逻辑、强调演绎法等特点，对后世西医学的发展影响深远。中、西医
