3第三讲-第二章 遗传学质量控制的标准化-2.ppt

1、1、纯合性 (homozygosity) （即G位点的纯合性 ） 在一个近交品系内所有动物的染色体上的基因位点都应该是纯合子，这样的个体与本品系中任何一个动物交配所产生的后代也应是纯合子，在这些动物中几乎没有隐性有害的基因。(A1A2),二、近交系动物的特性,2、同源性 (isogenicity)（遗传组成） 是指在一个近交品系中，任意两个个体之间在遗传上是同源的，因此在同一品系内动物个体间（同性别）进行皮肤和肿瘤移植不会被当作异己而被排斥。如果应用生化或免疫学的方法检测个体在各条染色体上的基因标记，同一品系内不同个体间的基因型完全一致。,3、均一性 (uniformity) 即表型的一致性

2、由于近交系动物是相同基因型的动物，因而任何可遗传的体征都完全一致，例如血型和组织型，形态学上的特征(如毛色)，甚至行为的类型也趋于一致。某些个体的差异可能是由于环境的不均一所造成，在这点上，近交系小鼠类似精密天平，对外界任何微小的变化都会发生摆动。,4、遗传的稳定性 (genetic stability) 近交系动物在遗传上具有高度稳定性，人为选择不会改变其基因型。如果品系在被确认为近交系后坚持近交，同时辅以遗传监测。及时地发现和清除遗传变异的动物，近交系动物中各品系的遗传特性可世代相传。 如：DBA/2已维持80多年了。,5、可分辨性 (identification) （遗传特征的可分辨性

3、） 几乎每个近交品系都建立了遗传概貌(geneticprofile)，掌握了遗传监测方法，可以轻而易举地将混合在起的两个外貌相似的品系分辨出来。,6、个体性 (individuality)(遗传组成的独特性)就整个近交系小鼠而言，每个品系在遗传上都是独特的，不同品系自发疾病的种类及发病率是不同的，由此可成为研究人类疾病的动物模型。 在有些情况下，品系间的差别显示在量上，而不在质上，这一点在研究上也非常有用，因此可在众多的近交系中筛选出对某些因子敏感的或不敏感的品系以达到不同的实验目的。,7、品系分布的广泛性 (Extensive distribution) 近交系动物个体具备品系的全能性，任何

4、一个个体均可携带该品系基因库中全部基因，引种非常方便，仅需12对动物。 目前，大部分近交系动物分布在世界各地，这从理论上意味着不同地区，不同国家的科学家有可能去重复或验证已取得的数据。,8、背景资料的可查性 (Retrievalable background data) 由于近交系动物在培育和保种的过程中都有详细记录，加之这些动物分布广泛，经常使用，已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特征，这些基本数据对于设计新的实验和解释实验结果提供了便利条件。,由于近交系动物具有诸多优点，得到越来越广泛的应用。 1.近交系动物个体之间极为一致，对实验处理反应一致，由此可以消除杂合遗传背景对实验结果的影

5、响，因此在实验中，实验组和对照组都只需少量的动物，即可获得准确的试验结果。,三、近交系动物的应用,2.近交系动物个体之间组织相容性抗原一致，同性别异体组织、细胞和肿瘤移植不产生排斥反应，是组织、细胞和肿瘤移植实验中最为理想的实验材料。 个体之间组织相容性抗原是否一致，是实验成败的关键。在这里，近交系动物成为必不可少的实验动物。,3.近交系动物由于高度近交，隐性有害基因得以暴露，可以获得大量先天性畸型及先天性疾病的动物模型。 如糖尿病、高血压等。这些动物家系清楚，取材方便，是进行基因连锁分析、比较遗传学、生理学和胚胎生物学研究的理想实验材料。,4.某些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发病率，并可以

6、使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代。这些品系成为肿瘤病因学、肿瘤药理学研究的重要模型。 （如A系高发乳腺肿瘤，AKR高发淋巴细胞白血病） 5.多个近交系同时使用时可以分析不同遗传组成对某项实验的影响，或者观察实验结果是否具有普遍意义。,一、重组近交系的基本概念 重组近交系(recombinant inbred strain，RI)是由两个近交系杂交之后，经连续20代以上全同胞兄妹交配而育成的品系，称为重组近交系。 简单的培育过程：两个近交系杂交，F1代互交产生F2代，从F2中随机选择个体配对，连续20代以上全同胞兄妹交配。为重组近交系提供亲代的两个近交系称为祖系。,第三节 重组近交系动物,重组近

7、交系的特点： 重组近交系的遗传成分虽然限于两个亲代近交系，但并不均等； 重组近交系和普通近交系一样，具有极高的纯合性； 重组近交系由于各染色体上基因的自由组合和同一染色体上基因的交换，而发生基因重组。,是在两个祖系名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-l、AKXB-2、AKXB-3等。但这种命名方式不明确，容易混淆 目前世界上已培育出许多小鼠重组近交系系列,二、重组近交系的命名,重组近交系在对祖系之间存在差异的性状和对基因进行遗传分析中是非常有用的实验材料。尤其是针对因测试需要而使

8、动物不能繁殖的性状，以及需要对多个个体进行平均估计的性状。 在一个重组近交系系列中，每个品系都是独立的近交系，但是在遗传组成上和实际应用中，一个重组近交系系列是一个相互关联的整体。如果一个重组近交系系列品系数量较多的话，就可以同时进行以下分析 ：,三、重组近交系的应用,1、分离分析 一个重组近交系系列可用于测试某个性状的遗传性和遗传规律。 如果是单基因决定的性状，在重组近交系系列中，就有一半品系带有类似于一个祖系的性状。而另一半带有另一个祖系的性状。 如果是多基因控制的性状，则在重组近交系系列中就会出现祖系之间分级的性状。,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，估计未知基因与

9、其它基因的连锁关系。把未知基因的品系分布模式与一些已知的标记基因相比较，就能进行基因定位。连锁基因趋向于固定在同一个重组近交系中。,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。 如果在重组近交系中没有发现两个性状的交换，这两个性状就有可能是由同一个基因所控制，或者由两个紧密连锁的基因所控制。,重组近交系在应用中也有一定的局限性： 只能用于祖系中存在的，并且有差异的性状和基因分析； 在一个重组近交系系列中，如果品系太少，所做出的分析就不可靠； 通常维持重组近交系的费用也较大。,一、基本概念 1、同源突变近交系 (coisogenic inbred strain)是指近

10、交系动物在某个基因座上的基因发生突变而分离出来的近交系。 同源突变近交系有别于近交系亚系的分化，因突变基因不仅改变了原近交系的遗传组成，而且研究者更注意对突变基因的研究。,第四节 同源突变近交系、同源导入近交 系、分离近交系,2、同源导入近交系(congenic inbred strain) （简称同源导入系、基因导入系）是通过基因导入(gene transfer)的方法将一个目的基因导入到某个近交系的遗传基因组内，而育成的近交系称为同源导入近交系。 为目的基因提供遗传背景的近交系称为配系(partner strain)。提供目的基因的品系称为供系(doner strain)。 配系必须是近交

11、系，而供系可以是近交系也可以不是近交系。,在基因导入过程中，与目的基因紧密连锁的其它基因也可能随目的基因一起导入到近交系的遗传基因组内，这些随之带入的基因称为乘客基因(passenger gene)。 因此同源导入近交系不仅是目的基因与原近交系不同，而且是带有目的基因的染色体片段的不同。 因此在实际应用中，有必要随时记住可能存在的乘客基因,同源导入近交系与同源突变近交系的不同之处在于与原近交系相比较： 同源导入近交系与原近交系相比较是一个染色体片段的差异。 同源突变近交系与原近交系相比是一个位点单个基因的差异。,表2-2 小鼠同源导入近交系携带H-2抗原 标准等位基因一览表,3、分离近交系 (

12、Segregating Inbred Strains) 是在培育近交系的同时，采取一定的交配方法（或育种方法），迫使个别基因位点（基因座）上的基因处于杂合状态。这样培育出来的近交系有个别基因座上的基因保持着杂合状态，能分离出该基因座上带有不同等位基因的两个近交系亚系。（ BALB/cA/a ）,以上三种近交系的遗传组成特征极为相似，尤其是同源突变近交系和分离近交系之间有时难以区分，只好用培育过程的不同加以区分。 例如，当一个已育成的近交系某个基因发生突变后，如果保持这个突变基因的杂合状态，则其遗传组成特征和分离近交系是一样的，只是培育方法不同。,此外，有的资料还介绍了基因导入抵抗系(Conge

13、nic Resistant Strains) 的概念 基因导入抵抗系是指在主要组织相容性基因座上导入不同突变基因的品系称之为突变导入抵抗系(简称CE系)。,1、同源突变近交系的命名 是在原近交系(或亚系)的名称后面加连字号-和突变基因符号(所有的基因符号在印刷文献中要斜体书写)。 例如C57BL6J-bg表示C57BL6J携带bg基因的同源突变近交系。 如果突变基因是以杂合状态保持，用“+”号代表野生型基因如： C57BL6J-bg/+，（ bg 为米黄色突变基因）,二、命名,例如C57BL6J-bg如果是纯合状态，也可写成C57BL6J-bgbg。在发表论文时，要注明所涉及动物个体的突变基因

14、是纯合还是杂合。 同源突变近交系的代数可用M来表示，C57BL6J-bg (F58+M+F20)表示在58代发生突变，然后又进行20代近交。,2、同源导入近交系的命名 是在近交系(或亚系)的名称(或名称缩写)后面加“ ”和供体品系名称（或名称缩写），然后加连字号和目的基因符号。 例如：B10129-H-2b是表示以C57BL10近交系（亚系）为遗传背景，导入了由129近交系所携带的H-2b基因的同源导入近交系，必要时应该注明目的基因是纯合还是杂合,如果用同样的供体（如129-H-2b）作多次导入，导入的次数用括号里的数字+M来表示。 例如B10129(12M)-H-2b表示以配系B10为遗传背

15、景第12次导入了由供系129提供的H-2b基因。又如B10129(21M)-H-2bp，表示以配系B10为遗传背景第21次导入了129品系所携带的H-2b基因，且129-H-2bp采用冷冻保存（p）而培育出的支系。,如果供系不是近交系，就可以不加命名，例如BALBc（ ）-nu+表示携带杂合nu基因的BALBc同源导入近交系，而nu基因来自非近交系。 不规范的命名：例如B10D2表示携带有来自DBA2品系的H-2b基因的C57BL10同源导入近交系，C3HSW表示携带来自非近交系H-2b基因的C3H同源导入近交系。,至少要向配系回交10代以上才能完成基因导入。 同源导入近交系的代数可在名称后面

16、的括号内用N和NE加数字表示回交等价的交配代数。 例如B10129-H-2b(NE10F6)表示与回交等价交配10代后，全同胞兄妹交配6代。,同源导入近交系的代数表示方法,是在近交系（含亚系）名称后面加连字号和杂合基因的符号。例如C3H-dw+表示C3H品系在dw位点上是杂合的。（命名方法与同源突变近交系相同） 分离近交系的代数可在名称后面的括号内加FH和数字表示。例如： C3H-dw+(FH27)是表示保持dw位点杂合状态下，全同胞兄妹交配27代。,3、分离近交系的命名,1、在同一遗传背景下,比较（某个基因座上）不同等位基因的遗传效应。例如在小鼠中不同的组织相容性基因 (H-2系统) 对免疫反应、动物寿命和繁殖有不同的影响 2、在不同遗传背景下,研究同一基因与其它基因的关系。例如不同遗传背景