1、实验动物遗传学本章要解决的问题1.实验动物遗传学的基本概念：品种、品系、交配型、近交系动物、系统杂交动物、亚系、支系。2.实验动物的遗传学分类和各类实验动物的特点和应用。3.各类实验动物的命名。4.实验动物的遗传质量控制5.动物实验中的遗传学策略一、基本概念1、品种和品系：品系（Strain）和品种（Stock）是实验动物分类的基本单位。作为一个品系或品种应具备以下条件1、相似的外貌特征。2、独特的生物学特性：是一个品种或品系存在的基础。3、稳定的遗传性能：在进行传代繁殖过程中能将其特性稳定地传下去。4、具有共同的遗传来源和一定的遗传结构。2、交配制度和交配型交配制度是动物不同代之间以某种特定
2、的交配方式相互发生联系，其预期的基因传递结果是通过遗传学和概率的知识来分析表达。交配型是不同基因型之间通过动物交配实现交流的方式。分为：近交（Incross）、杂交（Cross）、间交（Intercross）和回交（Backcross）。3、实验动物的遗传学分类二、各类实验动物的培育、特性、应用和命名1、近交系动物定义：指经过代以上连续全同胞或亲子交配，近交系数达到.以上，品系内所有个体都可追溯到起源于第代或以后代数的一对共同祖先的动物群。培育方法：繁育方法：基础群种子（BXS）血缘扩大群（BXS）生产群（随机交配）应用（交通信号制度）特性：优点 1、纯合性 2、同源性 3、均一性 4、长期的
3、遗传稳定性 5、可分辩性 6、个体性 7、分布的广泛性 8、背景资料和数据较为完整缺点：1、个体间基因型高度一致，缺乏普遍性。2、对外界环境适应能力差，饲养要求高。3、对饲料的营养要求高，各品系不一致。4、繁殖力低下5、生长发育慢亚系的形成1、同一品系在兄妹交配40代之前分离，残留的杂合发生不一样的固定，形成亚系。2、同一品系100代后长期处于分离，突变的发生，导致形成亚系。3、遗传污染给品系带来的遗传改变。支系的形成1、引种到另一个实验室2、经过某种技术处理应用：1、动物反应个体之间极为一致，可消除杂合遗传背景对实验结果的影响，实验组和对照组只需少量的动物。2、个体之间组织相容性一致，是涉及
4、研究器官、组织、细胞或肿瘤移植的重要动物。3、由于近交，隐性基因纯合性状得以暴露，可获得大量先天畸形和先天性疾病的动物模型。4、一些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发病率，是肿瘤细胞活体动物传代，和研究肿瘤病因学、肿瘤药理学的重要实验材料。5、多个近交系同时使用使研究者可分析不同的遗传组成对某项处理的影响，观察实验结果的普遍性命名：1、近交系可用1-4个大写罗马字母，或者大写英文字母为首与数字相结合加以命名，而在其后的括号内，用大写英文F加上数字表示传种的代数。如：CBA（F112）2、亚系的命名是在品系的名称后加斜线/，再加上数字或培育者名称的缩写，或数字和缩写同时使用。BALB/C3、保存在
5、不同地方的支系命名是在品系（亚系）名称后加上双斜线/，再加上保持者的名称缩写。NZB/J/He4、如果品系经过某些技术上的处理，则应该用小写英文字母作为相应的符号来表示。例如：C3HfC57BL、C57BL/6peCBA/H。5、如果已知品系带有或经人工接种，或经过净化去除某种垂直感染的病毒，在有必要指明的情况下，可在品系名称后面加连字号，加上大写病毒的符号。再加“+”或“-”符号。例如，C3H/HeMTV+和C3H/HeMTV-。2、同源导入近交系(Congenic inbred strain)定义：通过杂交-间交或回交等交配制度将一个基因导入到近交系中，形成一个新的近交系 只是与原来的近交
6、系在一很小的染色体片段上的基因不同。为差异基因提供遗传背景的品系称为配系（Partner strain），必须为近交系；提供差异基因的为供系（Donor strain），可以是近交系也可以是其他动物。命名：配系名称后加后跟供系的名称，然后加上连字号和目的基因符号。如果供系不是近交系就可以不写供系名称。C57BL/10129-H-12b3、同源突变系（Coisogenic inbred strain)定义：指两个近交系，除了一个指明的等位基因不同外，其他遗传基因全部相同的品系。产生的原因是基因突变。命名：在原品系（亚系）名称后面加上连字号和基因符号（基因符号应为斜体字）。例如，C57BL/6J-
7、bg或C57BL/6J-bg/bg（F58+M+F20）。4、分离近交系定义：是在培育近交系的同时，采用一定的交配制度，迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态。命名：在品系名称后面加连字号和杂合基因的符号。例如，DW-dw/+（FH27）。应用：1、在同一遗传背景下比较某基因位点上不同等位基因的的遗传效应。2、在不同遗传背景中研究同一基因与遗传背景及其他基因的关系。3、消除杂合遗传背景对某些突变基因表达的影响。4、对复杂的多基因性状进行遗传分析。、重组近交系定义：由两个无血缘关系的近交系杂交后，得到的代，分组分别经连续代以上的兄妹交配而育成的一系列近交系动物。命名：重组近交系的命名是在两个祖系名
8、称缩写中间加上大写字母X。同一系列中不同的近交系可在其后面加连字号，再加上数字表示。例如，AKR和C57BL杂交培育的一系列重组近交系可命名为AKXB-1、AKXB-2、AKXB-3等。应用1）分离分析：一个重组近交系列可用于测试某个性状的遗传性和遗传规律。2）连锁分析：重组近交系可用于对未知基因进行染色体定位，测定其与其它基因的连锁关系。3）功能分析：重组近交系可用于分析单基因多效性或决定基因型和表型的关系。、系统杂交动物定义；指个近交系交配所繁殖的子一代动物，其遗传组成均等地来自两个近交系，属于遗传均一，基因型相同和表型一致的动物。特点：）具有同基因性。）遗传稳定和表型的均一性。）具有杂交
9、优势。）国际分布广泛。命名将亲代母系符号写在前边，以“X”连接，后边是亲代父系的名称，再加上F1。C57BL/6JDBA/2F1（B6D2F1）C3HC57BL/6JF1（C3B6F1）和C57BL/6JC3HF1（B6C3F1）应用：、干细胞的研究、移植免疫的研究、细胞动力学研究、单克隆抗体研究、作为某些疾病研究的模型封闭群动物（Closed colony）定义：以随机交配的方式进行繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新的血缘条件下，至少繁殖4代以上成为封闭群。特点：1、遗传组成具有很高的杂合性。2、具有较强的繁殖力和生产力。3、对有害的基因突变具有较强的承载能力。应用：1、药物筛选、毒物试验
10、、生物制品和化学制品的鉴定等方面。2、一般性测试、预实验和教学。3、用于群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力的实验和群体遗传学研究。命名：1、用24个大写罗马字母进行命名 2、在名称的大写字母前加上一个大写字母和13个小写字母构成的培养者或保持者的符号，并且与名称用冒号隔开。N：NIH、Han：NMRI 3、封闭群中突变种的名称是在远交种命名的基础上加上适当的基因符号，并且用连字号相连。基因符号用斜体字表示。N：NIH-nu/nu三、实验动物的遗传质量控制1、近交系种群（基础群）的遗传学管理单线法平行线法综合法2、封闭群的种群遗传管理保证有效群体的足够大核心群的繁殖方法：1）随机交配法2）循环交
11、配法2、遗传概貌的建立3、定期进行遗传监测1）制订种群的遗传监测方案2）实施适宜的遗传检测手段 生化标志基因检测法 皮肤移植法 毛色基因测试法 下颌骨测定法 混合淋巴细胞培养法 细胞学方法 DNA标记法四、动物实验设计中的遗传学策略我们讨论下面三种目的的研究工作1、为了研究测得某种处理对生物学差异的影响。2、为了探明是否某特定的生物结构和功能由基因控制发现新的基因。3、为研究遗传变异体或突变基因对生物结构或功能产生怎样的影响。实验分组的方法1、随机分组法2、同窝同性别配对分组法 应用新的生物技术1、基因诱变(ENU诱变)和突变筛选技术2、转基因动物技术3、基因敲出和敲入动物技术转基因动物技术和
12、医学研究一、转基因动物技术的发展将某一外源DNA导入哺乳动物胚胎的方法很多，但评价所用技术是否成功的标准只有一个，那就是看外源DNA在动物基因组中是否完整整合、表达并遗传给下一代。1976年 SV40DNA导入到小鼠胚胎1978年用MONONEY鼠白血病反转录病毒将外源DNA转入动物胚胎基因组并传给下一代。1980年建立原核DNA注射法1981年病毒胸腺嘧啶激酶和兔球蛋白的导入和表达。1984年巨鼠的诞生。转基因动物技术转基因动物技术基因工程小鼠 通过基因工程的方法和小鼠早期胚胎的显微操作，将外源基因导入到小鼠的基因组中，并表达产生相应的表现型，将其培育成新的小鼠品系。主要有两种方法：1、DNA受精卵原核注射法2、ES细胞改造注射囊胚法转基因动物模型用于医学研究转基因动物模型用于医学研究1、越来越多的转基因和基因剔除动物模型为在分子水平和整体水平研究医学问题提供了可能。2、用于自身免疫、癌症、代谢、发育生物学和生长因子功能研究。3、直接用于提供移植的器官、致突变检测、生产疫苗。4、用于基因治疗的研究。5、新发现基因功能的研究。
