实验动物遗传控制

实验动物遗传控制第1页，共94页，2023年，2月20日，星期四重点掌握内容1、实验动物遗传学的基本概念：品种、品系、近交、杂交等。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、实验动物命名。4、实验动物的遗传质量控制及培育。第2页，共94页，2023年，2月20日，星期四罗歇尔（Russel）和布鲁克（Bruch）：

动物的基因型、表现型、演出型与环境之间的关系模式

发育环境周围环境

┌────┐↓┌────┐↓┌────┐

│基因型│───--│表现型│-───-∣演出型│

└────┘└────┘└────┘

由此可见,遗传与环境是影响实验动物质量的重要因素，实现实验动物标准化应从控制实验动物的遗传、微生物和寄生虫、营养、环境等四方面着手。

第3页，共94页，2023年，2月20日，星期四实验动物育种与传统家畜育种的异同：

以遗传学理论为基础，作为育种工作的指南。前者是培育在遗传上有更大限定的实验动物品系，专门为科学研究提供合适的实验材料；后者是培育具有高产、高质特性的家畜品系，为人民生活提供丰富、优质的食品。第4页，共94页，2023年，2月20日，星期四第一节遗传学基础知识第5页，共94页，2023年，2月20日，星期四一、遗传与变异1、遗传后代在形态、生理、生化等方面的特征与亲代的一致性，称为遗传。

2、变异

后代与亲代或者兄弟、姐妹间的不一致性，称为变异。

遗传的突破即是变异，变异的巩固即是遗传。没有变异，遗传只是生命的机械重复，生物不会进化。没有遗传，即使产生了变异，其特征也不会传给后代。因此遗传和变异是生物进化的根本动力。第6页，共94页，2023年，2月20日，星期四二、染色体、基因、性状1、染色质：

存在于细胞核内易于被碱性染料染色的物质的总称。在细胞分裂期形成的在光学显微镜容易观察到染色质丝状体则称为染色体。动物染色体组包括：常染色体-同源染色体，来自亲本双方，各一半；性染色体-哺乳动物♀为配子同型（XX）♂为配子异型（XY），鸟类和爬虫类为♀为配子异型（ZW）♂为配子同型（ZZ）。第7页，共94页，2023年，2月20日，星期四主要实验动物的染色体数动物名称染色体数（2n）动物名称染色体数（2n）牛60豚鼠64马64大鼠42猪38小鼠40狗78金黄地鼠44猕猴42中国地鼠22猫38鸽80兔44鸡78山羊60蟾蜍22绵羊56青蛙26第8页，共94页，2023年，2月20日，星期四2、基因（Gene）：

在DNA分子上占有一定位置的片段(约为500－1500个碱基对)，具有特定的核苷酸顺序，表现有特定生物功能的作用单位，是传递遗传信息的基本单位。DNA由腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胸腺嘧啶T、胞嘧啶G构成，碱基配对（A-T、G-C）与糖和磷酸构成的2根骨架结合成双螺旋链。基本名词：基因：显性基因、隐性基因、基因座、等位基因基因型：纯合子、杂合子基因突变：自发突变、诱发突变第9页，共94页，2023年，2月20日，星期四基因突变基因突变是指基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象。从分子水平上看，基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变（一个或多个碱基的替代、插入、缺失、重排）。

可见突变--可见表型变化生化突变--生化功能变化突变类型显性致死致死突变隐性致死条件致死突变第10页，共94页，2023年，2月20日，星期四3、性状可观察的生物个体性质的单位，是生物体外观结构、形态和内在生理、生化特性等的总称。

生物体各种性质（性状）的显示是基因信息及其表达过程与环境交互作用的结果。表现型是基因型的外在显现，基因型是表现型的内在控制。基本名词：显性性状、隐性性状、相对性状、质量性状、数量性状、表现型（野生型、突变型）第11页，共94页，2023年，2月20日，星期四三、遗传定律1、一对相对性状的遗传

孟德尔显隐性定律：当两个纯种杂交时，F1全为杂合子，只表现显性基因控制的性状(显性性状)。

孟德尔分离定律：当两个纯种杂交的子一代自群交配时，一对等位基因在子一代性细胞形成过程中，彼此随机分离进入不同的性细胞中，通过性细胞在受精过程中的随机结合，基因又重组成对，其子F2的基因型比例为1:2:1，表现型的分离比例是3:1。第12页，共94页，2023年，2月20日，星期四2、两对以上相对性状的遗传基因自由组合（独立分配）定律：当具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在子一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的基因表现为自由组合。其实质是非等位基因自由组合，不同染色体上的等位基因的分离或组合是彼此间互不干扰的，各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配律。基因连锁与互换（重组）定律在进行减数分裂形成配子时，位于同一条染色体上的不同基因，常常连在一起进入配子；在减数分裂形成四分体时，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，因而产生了基因的重组。

第13页，共94页，2023年，2月20日，星期四分离定律和自由组合定律的区别：前者是一对等位基因的分离，后者是非等位基因间的分离,并且这些非等位基因还必须位于不同的染色体上。

实现自由组合定律子二代分离规律的条件：一符合分离定律遗传应具有的各项条件之外；二就是控制两对或更多对相对性状的等位基因不在同一条染色体上，而且各对等位基因不产生任何相互作用。基因的连锁和交换定律与基因的自由组合定律并不矛盾，它们是在不同情况下发生的遗传规律：位于非同源染色体上的两对(或多对)基因，是按照自由组合定律向后代传递的，而位于同源染色体上的两对(或多对)基因，则是按照连锁和交换定律向后代传递的。第14页，共94页，2023年，2月20日，星期四由孟德尔显隐性定律和分离定律可知：●基因决定遗传性状，显隐性基因控制相对性状；●体细胞中二个基因控制一个性状；●在性细胞形成过程中成对的基因彼此分离；●每个性细胞含有一半基因；●性细胞随机结合；●受精形成合子时，♂♀双方提供的基因（各一个个）相互影响，决定个体性状。基因与性状的关系：一个基因决定一个性状；一个基因决定多个性状；多个基因决定一个性状；第15页，共94页，2023年，2月20日，星期四四、群体遗传学

群体遗传学（Populationgenetics）又称族群遗传学或种群遗传学，是应用数学和统计学方法研究生物群体中的基因频率和基因型频率以及影响这些频率的遗传学因素，从而了解生物群体遗传结构的变化规律。

通俗而言，群体遗传学以群体为单位研究群体内遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科。

四种演化动力包括自然选择、遗传漂变、突变以及基因流产。群体遗传学也研究种群的分类，以及种群的空间结构，同时也试图解释诸如适应和物种形成现象的理论。第16页，共94页，2023年，2月20日，星期四1、群体：又称为孟德尔群体（Mendelianpopulation）指一定地域内一群可以相互交配的所有生物个体。2、基因频率和基因型频率基因型频率（genotypefrequency）：群体中不同基因型个体所占的比例。基因频率（genefrequency）：在一个群体中，在所研究的基因座位上不同的等位基因所占的比例。

第17页，共94页，2023年，2月20日，星期四3、Hardy－Weinberg定律

在一个完全随机交配的大群体中，如果没有突变、选择、基因迁移等因素的干扰，基因频率和基因型频率在世代之间保持不变。也称为遗传平衡定律（lawofgeneticequilibrium）平衡群体：在没有突变、选择、迁移的情况下，随机交配群体的基因型频率与等位基因频率在世代间保持不变，这样的群体称为平衡群体。

第18页，共94页，2023年，2月20日，星期四平衡群体的基因频率及基因型频率：

合子基因频率(即合子形成的概率)等于配子基因频率的乘积：

三种基因型的频率为：

AA:P=p2

Aa:H=2pq

aa:Q=q2正好是（p+q)2二项式的展开式（p+q)2=p2+2pq+q2第19页，共94页，2023年，2月20日，星期四影响群体Hardy-Weinberg平衡的因素：

随机遗传漂移近亲交配迁移突变选择

改变基因频率的因素：

突变、选择、遗传漂变（奠基者效应）

第20页，共94页，2023年，2月20日，星期四1）基因突变是新基因的唯一来源，是自然选择的原始材料；对基因频率的影响也是巨大的。有些突变能影响到动物形态和生理功能.而另一些突变可能对动物生存影响不大.突变基因也可能通过回复突变转变为原有类型的基因。第21页，共94页，2023年，2月20日，星期四突变基因：Aa

初始频率：p0q0

下一代频率：p1=p0-up0＋vq0q１=q0-vq0＋up0

改变量：△p=p1－q0=-up0+vq0△q=q1-q0=-vq0+up0

由于u和v朝相反的方向起作用。Ａ突变成为a越多，则将会有更多的a突变成为Ａ。因此，不难看出，朝两个方向突变的速率可能达到平衡状态，即基因频率改变量为零。这时：△q=up-vq=0up=vqu(1-q)-vq=0q=u/(u+v)同理，p=v/(u+v)第22页，共94页，2023年，2月20日，星期四2）选择有自然选择和人工选择。自然选择的结果总是使群体向着更加适应于环境的方向发展。影响基因型频率和基因的频率；选择作用发生在育龄期以后，对基因型频率和基因频率的影响不大。选择的强弱是用选择系数（s）来表示，是指某一基因型个体减少繁殖下一代的比例。假设不受选择的基因型个体对下一代的贡献为100%或1。如：s=1/1000,表示对于某一基因来说有1/1000的个体不能参与繁殖．那么受选择的个体对下代的贡献将为1-s。这里的1-s被称为某一基因型的适合度或选择值。第23页，共94页，2023年，2月20日，星期四★假设有两个等位基因Ａ和a，初始频率为p和q，Ａ对a为完全显性，同时对aa个体的选择系数为s，那么三种基因型个体对下一代的贡献为：

AAAaaasumq0p22pqq211-s111-sq1p22pqq2(1-s)1-sq2第24页，共94页，2023年，2月20日，星期四★由此可见：下一代基因型频率的总和不再是1。★有sq2部分的个体由于选择而被淘汰。★在下一代中，a的基因频率为q1★由选择所造成的基因频率改变量△q为：△q=q1-q0q0=Q+H*1/2=(pq+q2)/Nq1=Q+H*1/2=[pq+q2(1-s)]/N△q=q1-q0=[(pq+q2-sq2)/(1-sq2)]-(pq+q2)=-[sq2(1-q)]/(1-sq2)△q的大小取决两个因素，选择系数和初始频率。△q为负值说明a基因的频率每代都要减少。第25页，共94页，2023年，2月20日，星期四3）遗传漂变（geneticdrift）：由于群体较小和偶然事件（或者是非随机取样）所造成的基因频率的不确定性变化，被称为随机遗传漂变（randomgeneticdrift），或称Wright效应。当一个群体起源于少数几个个体时，就会发生遗传漂变的极端情况，称为奠基者效应：（foundereffect）。这最初的少数个体就是奠基者。例如：假设群体大小为N，某位点上基因A的频率为p，另一个等位基因a的频率为q。抽样误差σ=/pq/2N如果p=q=0.5，N=50及5000时，这时的标准偏差为：N=50时，σ＝0.05；N=5000时，σ＝0.005第26页，共94页，2023年，2月20日，星期四正态分布曲线群体越小，当N=50,p=0.5时，σ＝0.05，抽样误差较大，p一代之后偏离0.5的概率较大。群体越大，当N=5000时，σ＝0.005,p一代之后偏离0.5的概率较小。可以说很少出现抽样误差。第27页，共94页，2023年，2月20日，星期四4）近亲交配●在个体数有限的群体中，即使交配是完全随机进行的，近亲交配也是不可避免的。群体越小，则群体中随机抽取两个个体有近亲关系的概率越大。●随着世代的推移，如果没有迁移和选择等因素的影响，群体的近交系数一直有增加的趋势。●群体越小，近交系数增加越快。第28页，共94页，2023年，2月20日，星期四近交的结果1、增加基因纯合性，即降低杂合性，导致动物群体分离为不同基因型的品系；2、必然导致近交衰退。表现为生长、成活、生育、抗病、适应等能力减退。

主要原因：隐性有害基因的暴露；多基因平衡遭到破坏。第29页，共94页，2023年，2月20日，星期四5）迁移●迁移率（m）=迁入个体数/原群体数和迁入数之和(如1/100)●原群体的个体比例为:1-m。(如:99/100)●就某个基因的频率而言，如果迁入者为qm，而原群体中的为q0，迁移后混合群体的频率q1则为：q1=mqm+(1-m)q0=m(qm-q0)+q0●基因频率变化量（△q）=q1-q0=m(qm-q0)●迁移对群体基因频率的影响程度取决于迁移率m的大小和迁入者的基因频率与原群体之间的基因频率之差。第30页，共94页，2023年，2月20日，星期四第二节

实验动物遗传学分类第31页，共94页，2023年，2月20日，星期四■按生物学分类：

界（kingdom,regnum）、门（phylum,phylum）、纲（class,classis）、目（order,ordo）、科（family,familia）、属（genus,genus）、种（pecies,species）；例如：

小鼠属于动物界、脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲、真兽亚纲、啮齿目、鼠科、小鼠属、小家鼠种。种（specis）：生物分类学上的基本单位，由自然选择形成。同种动物能共同生活、交配、繁衍后代；异种动物之间存在生殖隔离。

第32页，共94页，2023年，2月20日，星期四■按实验动物学分类：品种、品系

品种(breed)：

是种以下非自然分类单位。是人们根

据不同需要而对动物进行改良、选择，

即定向培育，并具有某种特定外形和

生物学特性的动物群体，其特性能较

稳定地遗传。

品系（株strain)：

为实验动物学的专用名词,指来源明确，

并采用某种交配方法繁殖，而具有相似

的外貌、独特的生物学特征和稳定的遗

传特性，可用于不同实验目的的动物群体。

第33页，共94页，2023年，2月20日，星期四■按实验动物遗传学控制分类——

近交系（含突变系）

封闭群

杂交群

举例：NIH小鼠：

……小鼠属

小家鼠种

实验动物学分类：品种是NIH，

品系是封闭群。

第34页，共94页，2023年，2月20日，星期四■由遗传工程产生的新型品系

嵌合体小鼠(mouseaggregationchimeras)

由中山大学研制的黑白斑块互相嵌合的嵌合体小鼠，它的皮肤中黑和白的部分分别来自黑色和白色皮肤的父母从怀孕白母鼠子宫内取出受精卵，在体外培养成早期胚胎后，从这胚胎中取出胚胎干细胞，在体外培养五个月，建立一个可无限扩增的细胞系接着将此白鼠的干细胞系细胞注入黑色小鼠早期胚胎进行“嫁接”，再把这枚“嫁接”的种子移入“假母”子宫内，经三周后得到嵌合体小鼠。

第35页，共94页，2023年，2月20日，星期四

科研人员先提取白色小鼠３·５天胎龄的囊胚，然后在其体内注射８-12个转染了绿色荧光蛋白基因的黑色小鼠胚胎干细胞。在获得

３６３枚嵌合了黑、白两种小鼠细胞的胚胎后科研人员将其中２３７枚分别移植到１8只小鼠假母（真母在取上述胚胎时已经死亡）的子宫里，怀胎３周后，结果只有４只假母能分娩，１６只小鼠中有６只存活，其中４只经蓝光照射能发出绿色荧光。遗憾的是最后仅有一只荧光鼠存活在自然光下。，

中山大学研制的绿色荧光小鼠第36页，共94页，2023年，2月20日，星期四研制荧光鼠的意义在于摸清嵌合体的规律，为基础研究提供帮助。例如，科研人员将神经干细胞植入小鼠体内治疗帕金森，以前没有荧光鼠的时候，很难分辨打入小鼠体内的神经干细胞与小鼠自身的细胞的不同。如果采用荧光鼠来做实验，科研人员就可在特制的荧光体视显微镜下看到，阳性小鼠的皮肤、脑部、肺部发出绿色荧光，由此可观察胚胎干细胞发育走向。第37页，共94页，2023年，2月20日，星期四单亲纯合双倍体动物

转基因动物

“超级小鼠”正常小鼠转基因鱼转基因鱼第38页，共94页，2023年，2月20日，星期四一、近交系动物（一）基本概念

近交和近交系亚系和支系重组近交系重组同类系突变系同源突变近交系同源导入近交系

第39页，共94页，2023年，2月20日，星期四1、近交和近交系

近交(inbreding)——有意识地从一个动物群体中选用血缘关系比较接近的雌雄个体，即有共同祖先的兄妹、母子、父女进行交配。

近交系(inbredstrain)动物——经至少连续20代的全同胞兄妹之间或亲代与子代之间交配培育而成的动物。如BALB/c小鼠、C57BL/6J小鼠等。

2、亚系和支系在一个近交系内,因残余的杂合性或突变等原因可导致该系动物形成数个具有部分遗传组成差异的分支,称亚系(substrain)。此外还通常把经过技术处理的品系称为支系(subline)。第40页，共94页，2023年，2月20日，星期四

3、特殊类型的近交系动物

重组近交系

（recombinantinbredstrainRI）

由两个近交系杂交后，经连续20代以上兄妹交配培

育成的近交系，称重组近交系。

重组同类系

（recombinantcongenicstrainRC）

由两个近交系杂交后，子代与两个亲代近交系中的

一个近交系进行数次回交（通常回交2次），再经

无对特殊基因选择的近亲交配而育成的近交系。

第41页，共94页，2023年，2月20日，星期四

突变系（mutantstrain）

保持有特殊突变基因的品系动物，即正常染色体的基因发生了变异具有各种遗传缺陷的动物。同源突变近交系（coisogenicinbredstrain）

两个近交系，除了一个指明位点等位基因不同外，其他遗传基因全部相同。

同源导入近交系（congenicinbredstrain）

通过杂交-互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中，由此形成一个新的近交系。第42页，共94页，2023年，2月20日，星期四

（二）近交系动物的命名

1、以一系列字母和数字作为品系代码：

A、DBA，C57BL、C3H，615、129

2、亚系的命名：

在原品系名称后加“/”，后标明亚系符号。

亚系符号有：

1）数字：DBA/1；

2）培育或生产亚系的单位或个人英文缩写：

CBA/J

3）当一个近交系拥有2个亚系时，可在数字后再

加保持者的英文缩写,如：C57BL/6J第43页，共94页，2023年，2月20日，星期四

3、支系命名：1）“f”——代乳培育。2）“e”或“o”——受精卵或卵巢移植培育。3）“p”——移植胚胎经冷冻保存的品系。4）复合亚系符号——用于由于代乳或导入一个外来基因而形成的复合株符号，如：DBA/2eB/De表示由Deringer把DBA/2的受精卵转输给C57BL，并由Deringer保种。第44页，共94页，2023年，2月20日，星期四4、突变系命名：在原品系名称后加连字号“-”和突变基因符号。例如：Balb/c-nu/nu,表示Balb/c小鼠品系的nu突变基因。第45页，共94页，2023年，2月20日，星期四

5、近交品系动物综合表示方法

DBA/1fLACA/LAC---

“DBA”表示小鼠近交品系名称

“1”表示亚系

“f”表示代乳

“LACA”表示代乳母鼠品系名称

“LAC”表示培育单位代号

含义：英国实验动物中心（LAC）用自己培育的

小鼠（LACA）代乳而培育的DBA/1小鼠

第46页，共94页，2023年，2月20日，星期四常见近交系缩写近交系缩写名称

C57BL／6B6BALB／cCDBA／2D2C3HC3CBACBAKRAK

第47页，共94页，2023年，2月20日，星期四亚系常用代号BCrBirmingham大学肿瘤研究所Cd

比利时Libre大学AlbertClande博士Crgl

美国伯克莱加利福尼亚大学肿瘤研究所遗传实验室CRJ

日本CharlesRiverJapan，Inc公司An

美国国立肿瘤研究所H·B·Andervont博士Gr

英国伦敦大学动物系H·Grunebery博士Gro

荷兰Groningen大学遗传研究所H

英国医学研究协会放射医学部门所在地HarwellHe

美国国立肿瘤研究所的W·E·Heston博士第48页，共94页，2023年，2月20日，星期四H-2Histocompatibility-2allele组织相容性抗血清Ⅱ型特性ICLCInternationalCommitteeonlaborataryAnimalScience国际实验动物科学委员会ICR

美国国立肿瘤研究所InstituteforCancerResearchJax

美国杰克逊实验室JacksonMemorielLaboratoryJCL

日本柯力亚（Clea）公司（株式会社）JCR日本国立肿瘤研究所（JapenCancerResearch）Jic

日本实验动物中央研究所Lac

英国M.R.C实验动物中心NIH

美国国立卫生研究院……

第49页，共94页，2023年，2月20日，星期四（三）近交系动物的特点

1.基因纯合性（遗传稳定性）

2.遗传同源性（同基因性）

3不同品系遗传的独特性(可辨别性)

5.对外界因素的敏感性

6.遗传.同一品系表型的一致性

4.组成独特性

7.背景资料可查性

8.国际分布广泛性

第50页，共94页，2023年，2月20日，星期四（四）近交系动物的应用

组织移植—同基因性制作疾病动物模型—基因纯合性比较遗传学研究—品系间的独特性

第51页，共94页，2023年，2月20日，星期四常用近交系小鼠：AAKRBALB/cCBAC3HC57BLDBA615TA1TA2C-1等大鼠：BNF344SHR等第52页，共94页，2023年，2月20日，星期四二、封闭群动物（一）封闭群动物的定义

封闭群(closedcolony)动物又称远交群(outbredstock)动物，是指以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上的动物。如昆明种小鼠、SD大鼠等。（二）封闭群动物的命名

由2—4个大写英文字母命名，种群名称前标明保持者的英文缩写。如：N：NIH—美国国立卫生院保持的NIH小鼠。第53页，共94页，2023年，2月20日，星期四常见的封闭群小鼠：NIH小鼠，KM小鼠，ICR小鼠，LACA小鼠；大鼠：Wister大鼠，SD大鼠，Long-Evans,Brown-Norway;兔：NewZealand兔，日本大耳白，青紫蓝兔等。第54页，共94页，2023年，2月20日，星期四SD,WISTER,ICR,KM第55页，共94页，2023年，2月20日，星期四(三）封闭群动物的特点1.生长发育特点--

繁殖率高；小鼠生长周期短；小鼠成熟早：性成熟♀35-50d♂45-60d体成熟♀65-75d♂70-80d小鼠性活动保持1年，繁殖力强。

2.实验特点--重复性差第56页，共94页，2023年，2月20日，星期四

3.遗传特点--

遗传杂合性程度较高，遗传组成接近自然群体；

基因型频率保持相对稳定，使群体在一定范围

内保持相对稳定的特征。

4.繁殖特点--

繁殖量大，方法简单、成本低、抗病力强。要求一定群体大小，随机交配，繁殖一定的代数.第57页，共94页，2023年，2月20日，星期四（四）应用1.遗传

封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性。因此在遗传中可作为选择实验的基础群体，用于对某些性状遗传力的研究。同时，封闭群可携带大量的隐性有害基因，可用于估计群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力。2.药物筛选和毒性试验3.较强的繁殖力和生活力第58页，共94页，2023年，2月20日，星期四三、杂交群动物（一）杂交群动物概念：由不同品系或种群之间杂交产生的后代，称杂交群(hybrids)动物、系统杂交动物、杂交系或杂交一代动物，简称F1代动物。（二）杂交群动物的命名：

雌性亲代在前，雄性亲代在后，两者之间以“X”相连。

如：AKRDBA2F1表示AKR为母系，DBA/2为父系杂交后生育的杂种一代。一般可简写为AKD2F1，

第59页，共94页，2023年，2月20日，星期四F1的区别举例

♀C3H×♂C57BL/6（高发品系）（低发品系）↓C3B6F1（高发品系）♀C57BL/6×♂C3H（低发品系）（高发品系）↓B6C3F1（低发品系）第60页，共94页，2023年，2月20日，星期四（三）杂交群动物的特点1.遗传均质性--个体的杂合性,遗传型、表现型都一致；2.F2会发生遗传性状分离--一般不宜继续繁殖和培育近交系；3.杂交优势--生命力、适应性、抗病力强，繁殖旺盛。

4.F2具有亲代双亲的特点。5.实验重复性好--

广泛用于各类实验研究，其研究结果易于重复，便于国际交流。第61页，共94页，2023年，2月20日，星期四6.国际分布广--

容易获得；7.适当地保存其母源近交特性--

无论何时都能重复育成具有相同性状的个性；8.容易获得该近交系中尚未发现的特性的杂交个体；9.利用率高--

在分析用4元杂交或F2代的动物做的实验结果，还能利用其F1代或其基础近交系（亲本品系）.第62页，共94页，2023年，2月20日，星期四（四）杂交群动物的在生物医学研究中的应用

干细胞研究

免疫学研究细胞动力学研究

单克隆抗体研究第63页，共94页，2023年，2月20日，星期四具有遗传和表型上的一致性就某些生物学特征而言，杂种一代比近交系动物具有更高的一致性，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估。适合于携带保存某些有害基因，常用来做长时间慢性致死实验，也可作为代乳动物以及卵、胚胎和卵巢移植的受体。具有杂合的遗传组成，同时又以能接受两个亲本品系的细胞、组织、器官和肿瘤的移植，适用于免疫学和发育生物学等研究领域。作为某些人类疾病研究的动物模型。例如，NZB×NZWF1是自身免疫缺陷的动物模型，C3H×IF1是肥胖病和糖尿病的模型。第64页，共94页，2023年，2月20日，星期四同基因型与不同基因型动物的特性比较特性同基因型不同基因型近交系F1动物远交系F2或杂种动物同基因性高高不高低纯合性高低低（可变性）低长期遗传稳定性高高低低可检定的客观指标高高中等低表型一致性高较高中等低独特性高较高中等低国际分别很广很广有限及有限背景资料多中等中等少第65页，共94页，2023年，2月20日，星期四第三节

实验动物育种第66页，共94页，2023年，2月20日，星期四一、近交系的培育1.原始材料的选择从野生群中选择

---具有未知遗传特性，繁殖困难；从杂交群中选择

---材料广泛第67页，共94页，2023年，2月20日，星期四2.交配方式单线法：从近交系原种选3-5对兄妹交配，优选其一近交传代；特点是容易断代、平行法：从近交系原种选3-5对兄妹交配，每队都选留下一代进行近交传代；特点是个体不均一，选择范围大，易分化。优选法：从近交系原种选择N对兄妹交配，每对每代均选留N对兄妹近交传代；具有前二法有优点。第68页，共94页，2023年，2月20日，星期四3.近交系引起的变化降低杂合性，增加纯合性；暴露突变的隐性杂合基因；可将群体分化为不同基因型品系；引起近交衰退—有害隐性基因暴露和多基因平衡遭破坏。第69页，共94页，2023年，2月20日，星期四二、封闭群的培育

假如将两个近交系进行交配。培育出一个新的群体。此时其中一个近交系的基因型假定为A/A；

另一近交系为a/a，则两者杂交以后产生的F1，其基因A/a，然后让F1进行随机交配，则F2代从理论上讲，基因型分离的比例A/A为25%，A/a为50%，a/a为25%。再让F2进行随机交配，生下的F3，其基因型的比例和F2一样，不发生变化。第70页，共94页，2023年，2月20日，星期四1.培育示意图第71页，共94页，2023年，2月20日，星期四2.培育原理在一个无限大的随机交配群体中，如果没有突变、选择和迁移等因素的作用，则每代的基因频率和基因型频率保持不变。群体一旦具有世代恒定不变的基因频率和基因型频率，就称为Hardy-Weinberg平衡群体。Hardy-Weinberg平衡的条件：无限个个体构成的群体，群体内部完全进行随机交配。第72页，共94页，2023年，2月20日，星期四3、封闭群交配系统randommatingsystem（随即交配或分组交配）maximum-avoidanceofinbreedingsystem（最大避免近亲交配）circularmatingsystem（循环交配）第73页，共94页，2023年，2月20日，星期四

randommatingsystem（随即交配或分组交配）

具体做法是将被选留的同一批种鼠分组编号

后，♀♂分笼饲养。配种时♀♂鼠应按组别交叉配种。这样就能避免同窝♀♂的交配。

第1组♂鼠与3组♀鼠交配：第2组♂鼠1组♀鼠交配：第3组♂鼠2组♀鼠交配第74页，共94页，2023年，2月20日，星期四maximum-avoidanceofinbreedingsystem（最大避免近亲交配）

这种交配方法可完全避免兄妹配，使△F最小。实质上是安排堂兄妹之间进行交配。因此，这种交配方法也称为堂兄妹交配系统。这种交配方法适用于小群体繁殖，群体少于32。第75页，共94页，2023年，2月20日，星期四第76页，共94页，2023年，2月20日，星期四circularmatingsystem（循环交配）

这种交配系统的实质是每代都安排半同胞个体交配，和最大限度避免近交系统一样，只适用于小群体的饲养繁殖。(参见图)。第77页，共94页，2023年，2月20日，星期四群体大小对封闭群的影响:群体大小：指群体中雌雄动物的具体数目，是群体遗传学的术语一般用N表示。有效群体大小:是指群体中能够参与繁殖的动物实际数量。一般用Ne表示。第78页，共94页，2023年，2月20日，星期四影响有效群体大小的因素:雌雄个体的比例参与各代繁殖的个体数群体内个体传给下一代配子数每代动物的数量第79页，共94页，2023年，2月20日，星期四二、杂交群的培育1.二元杂交（正逆交配）C57BL/6（♀）×DBA/2（♂）DBA/2（♀）×C57BL/6（♂）↓↓B6D2F1D2B6F1

Y染色体，B6D2F1的雄性带有来自DBA/2的Y染色体，而D2B6F1则带有来自C57BL/6的Y染色体；母性因素，包括细胞质成分，子宫环境和母乳。B6D2F1是从C57BL/6接受这些因素，而D2B6F1从DBA/2接受这些因素。第80页，共94页，2023年，2月20日，星期四2.多元杂交两个以上的近交系杂交称为多元杂交，如3元杂交，4元杂交等。

A×BA×BC×D↓↓F1×CF1×F1↓↓3元杂交动物4元杂交动物第81页，共94页，2023年，2月20日，星期四第四节

实验动物遗传质量监测第82页，共94页，2023年，2月20日，星期四一、遗传监测目的目的：是为了证实各品系动物应具有的遗传特性，检查是否发生遗传突变和是否混入其他血缘动物以及是否发生错误交配而造成遗传污染等，以确保被监测对象符合该品系的要求。原因:扩散后变异的影响、残余杂合子的影响、管理的影响、特殊品种的错配。第83页，共94页，2023年，2月20日，星期四二、遗传监测的主要方法形态学方法：主要监测外形特征，如毛色基因测试法、下颌骨测定法；免疫学监测方法：包括皮肤移植法、混合淋巴细胞培养法、肿瘤移植法、血清反应法。蛋白质和酶监测：通常使用生化标记的方法进行检测。分子生物学技术应用监测

：限制性片段长度多态性(RFLP)、DNA指纹技术和多聚酶链反应开始应用到实验动物遗传监测中。第84页，共94页，2023年，2月20日，星期四

（一）、形态学监测1．毛色基因检测（Coat

Color

Gene

Testing）

原理：被毛颜色的变化是位于细胞水平的生化过程，它是由基因控制。在一个小鼠品系中，小鼠毛色形状，主要受位于不同染色体上Aa、Bb、Cc三个位点的基因控制。由于基因效应的相互作用，白化小鼠的C基因是隐性等位基因，当cc基因型存在时，可遮拦任何色素基因显示颜色反应，而表现白色。方法：毛色基因测试法就是根据这一原理，用已经知道隐性毛色基因的有色近交系小鼠与被测的白化小鼠交配，按照基因分离规律和自由重组规律，观测第一代小鼠显示的毛色在3-4周以上，确定毛色基因型，并检查有无污染。第85页，共94页，2023年，2月20日，星期四2．下颌骨测定法（Mandible

Measurement）

原理：动物的骨骼形态具有高度的遗传性，而各种骨骼的形态、大小及其出现的差异均可以作为鉴定品系的方法。利用下颌骨分析法来鉴别和检测大、小鼠

的亚系变异。方法：将年龄、性别、体重相当的大、小鼠处死，小心剪下脑部，煮沸2-3min，加入蛋白酶，恒温保持过夜，去除残余肌肉和牙齿，找到下颌骨，加以标记，在直角坐标系上测量多个形态特征参考点距离，然后将所有测量的平均数做统计分析，利用判别函数确定下颌骨形状。

第86页，共94页，2023年，2月20日，星期四（二）、免疫学方法监测

1．皮肤