2023年实验动物遗传学质量标准化（教学课件）.ppt

第二章第二章 实验动物遗传学质量标准化实验动物遗传学质量标准化 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 近交系动物近交系动物 第三节第三节 封闭群动物封闭群动物 第四节第四节 杂交群动物杂交群动物 第五节第五节 突变系动物突变系动物 第六节第六节 遗传质量监测遗传质量监测 第七节第七节 实验动物的命名实验动物的命名 第一节第一节 概述概述 一、实验动物遗传学质量标准化的意义一、实验动物遗传学质量标准化的意义 一一、实验动物遗传学质量标准化的意义实验动物遗传学质量标准化的意义 动物实验结果的重复性取决于动物个体动物实验结果的重复性取决于动物个体差异，而动物个体特征主要受遗传基因控制，差异，而动物个体特征主要受遗传基因控制，故实验动物的遗传学质量对动物实验结果有故实验动物的遗传学质量对动物实验结果有重要影响。重要影响。不同基因型动物，生物学特性有明显差异，不同基因型动物，生物学特性有明显差异，对实验刺激有不同反响。对实验刺激有不同反响。1907年，年，C.Little以毛色基因为标记，采用以毛色基因为标记，采用近亲繁殖而育成了近亲繁殖而育成了DBA近交系小鼠，成为实验近交系小鼠，成为实验动物科学开展史上第一个近交系动物。至今已动物科学开展史上第一个近交系动物。至今已经经80多年，仍在保持饲养，广泛应用。多年，仍在保持饲养，广泛应用。Bagg用相同的方法于用相同的方法于1913培育成功培育成功BALB/c近交系小鼠近交系小鼠.1966年，在无菌动物技术的根底上，又培育年，在无菌动物技术的根底上，又培育出了突变系小鼠裸鼠，为肿瘤、免疫、传染出了突变系小鼠裸鼠，为肿瘤、免疫、传染病学的研究开创了新的道路。病学的研究开创了新的道路。二、实验动物按遗传学控制分类二、实验动物按遗传学控制分类 近交系动物近交系动物inbred strain animal)inbred strain animal)相同基因型相同基因型 杂交杂交F1F1代动物代动物(F1(F1-Hybrid animal)Hybrid animal)相同基因型相同基因型 封闭群动物封闭群动物(closed colony animal)(closed colony animal)不同基因型不同基因型 突变系动物突变系动物mutant strain animalmutant strain animal 实验动物按遗传学控制分类实验动物按遗传学控制分类 第二节第二节 近交系动物近交系动物 一、根本概念一、根本概念 1.1.近交近交inbreeding)inbreeding)遗传上血缘关系较近的雌雄个体之遗传上血缘关系较近的雌雄个体之间的近亲交配。间的近亲交配。实验动物育种多采用兄妹交配实验动物育种多采用兄妹交配(sister(sisterbrother mating)brother mating)的方法近交。的方法近交。近交类型近交类型 1纯交纯交Incross即相同基因型个体之间的即相同基因型个体之间的交配交配，如如AAAA其仔一代全为其仔一代全为AA。2回交回交Backcross：纯合子与杂合子之间：纯合子与杂合子之间的交配的交配，如如AAAa仔一代各一半仔一代各一半。3互交互交Intercross：杂合子与杂合子之间：杂合子与杂合子之间的交配的交配，如如AaAa，仔一代仔一代AA1/4、Aa 1/2、aa 1/4。近交方式近交方式 全同胞交配、亲子交配、半同胞、叔侄、全同胞交配、亲子交配、半同胞、叔侄、祖孙等交配类型。祖孙等交配类型。近交类型近交类型 纯交纯交incrossincross 相同纯合子相同纯合子(基因型个体基因型个体)之间的交配之间的交配 回交回交backcrossbackcross 纯合子和杂合子之间的交配纯合子和杂合子之间的交配 互交互交intercrossintercross 相同杂合子之间的交配相同杂合子之间的交配 二、近交系动物二、近交系动物 经连续经连续20代或代或20代以上的全同胞兄代以上的全同胞兄妹或亲子交配培育而成，品系内所有个妹或亲子交配培育而成，品系内所有个体都能追溯到起源于第体都能追溯到起源于第20代或以后代数代或以后代数的一对共同祖先的动物群体。的一对共同祖先的动物群体。近交系动物一般称为之纯系动物近交系动物一般称为之纯系动物 是采用兄妹交配是采用兄妹交配BXSbrother sister或亲子交配或亲子交配PXOparent xoffspring，父母与子女交配，父母与子女交配，连续繁，连续繁殖殖20代以上而培育出来的纯品系动物。一代以上而培育出来的纯品系动物。一般以小鼠为典型代表。所以把啮齿类动物般以小鼠为典型代表。所以把啮齿类动物同胞兄妹连续交配达同胞兄妹连续交配达20代以上的品系称为代以上的品系称为近交系，其近交系数可达近交系，其近交系数可达99.8%，1 1、近交系：用大写的英文字母表示，近交系：用大写的英文字母表示，如如A A系系,TA1,TA1系。系。2 2、近交代数：用大写的英文字母、近交代数：用大写的英文字母F F表表示示,如近交如近交7878代，表示为代，表示为F78F78。命名命名 王英培育王英培育C57 BL/6N近交系小鼠，近交系小鼠，繁殖超过繁殖超过100代，使它与另一个分支分代，使它与另一个分支分开，并发现它与其它分支之间存在遗传开，并发现它与其它分支之间存在遗传差异，这个分支称之为差异，这个分支称之为 。A 品系品系 B 亚系亚系 C 支系支系 D 重组近重组近交系交系 3.3.亚系亚系 是指育成的近交系在培育过程中，由是指育成的近交系在培育过程中，由于杂合子基因的别离，基因突变的产生于杂合子基因的别离，基因突变的产生以及抽样误差导致局部遗传组成改变而以及抽样误差导致局部遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群。形成遗传差异的近交系动物群。1 1、亚系：在原来的品系后面加亚系：在原来的品系后面加/,/,再加数字、培育人名、小写英文字母表再加数字、培育人名、小写英文字母表示。示。如如DBA/1,DBA/2 DBA/1,DBA/2；CBA/JCBA/J BALB/cBALB/c 命名命名 李莉培育李莉培育BALBc近交系小鼠，小近交系小鼠，小鼠胚胎经冷冻并在液氮中保存鼠胚胎经冷冻并在液氮中保存10年，复年，复苏后移植到苏后移植到ICR小鼠的体内，生出的小小鼠的体内，生出的小鼠属于鼠属于BALBc小鼠的小鼠的 。A 品系品系 B亚系亚系 C支系支系 D 重组近交系重组近交系 4.4.支系支系(subline)(subline)当当饲养环境改变，或对动物进行某些技饲养环境改变，或对动物进行某些技术性处理术性处理时，也有可能对近交系的某些生物时，也有可能对近交系的某些生物学特征产生影响，这些特征可能是遗传性的，学特征产生影响，这些特征可能是遗传性的，也可能是非遗传性的。这些处理在某些实验也可能是非遗传性的。这些处理在某些实验中会影响实验结果，因此有必要对同一品系中会影响实验结果，因此有必要对同一品系或亚系进行区分，这些经过处理的动物可视或亚系进行区分，这些经过处理的动物可视为这些近交系或亚系的支系。为这些近交系或亚系的支系。1 1、支系：在原来的品系后面加小写英文支系：在原来的品系后面加小写英文字母表示。字母表示。如如C3HfC3Hf CBAhCBAh 命名命名 小写英文字母的意义：小写英文字母的意义：卵子移植卵子移植e e 奶母代乳奶母代乳f f 人工喂养人工喂养h h 冷冻胚胎冷冻胚胎o o 1.1.遗传基因位点的纯合性遗传基因位点的纯合性 2.2.遗传组成的同源性遗传组成的同源性 3.3.表型一致性表型一致性 4.4.遗传组成独特性遗传组成独特性 5.5.长期遗传稳定性长期遗传稳定性 6.6.遗传特征的可辨性遗传特征的可辨性 二、近交系动物的特征二、近交系动物的特征 7.7.对外界因素的敏感性对外界因素的敏感性 8.8.生活力生活力(vigour)(vigour)下降下降 9.9.国际分布广泛国际分布广泛 节省样本量。节省样本量。组织细胞或肿瘤移植组织细胞或肿瘤移植,个体间相容性一致。个体间相容性一致。隐性纯合基因的暴露，获得先天性畸形及隐性纯合基因的暴露，获得先天性畸形及先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。压等。某些品系自发或诱发肿瘤，成为肿瘤病因某些品系自发或诱发肿瘤，成为肿瘤病因学，肿瘤药理学模型。学，肿瘤药理学模型。多个近交系同时使用，分析不同的遗传组多个近交系同时使用，分析不同的遗传组成对某项实验结果的影响，或观察实验结成对某项实验结果的影响，或观察实验结果是否具有普遍意义。果是否具有普遍意义。三、近交系动物的应用三、近交系动物的应用 三、近交系动物的分类和应用三、近交系动物的分类和应用 普通近交系普通近交系 重组近交系重组近交系 同源近交系同源近交系 同源导入近交系同源导入近交系 同源突变近交系同源突变近交系 别离近交系别离近交系 普 通 近 交 系 重 组 近 交 系 突 变 近 交 系 同 源 近 交 系 分 离 近 交 系近 交 系1.1.普通近交系普通近交系 普通近交系动物是通过至少普通近交系动物是通过至少或相或相当当2020代以上兄妹或亲子交配之后培代以上兄妹或亲子交配之后培育成的。育成的。由两个近交系杂交后，从杂交由两个近交系杂交后，从杂交(F1)(F1)一代一代中随机配对，经中随机配对，经2020代以上的兄妹交配而成代以上的兄妹交配而成的近交系。的近交系。该品系动物既具有其双亲品系的特性该品系动物既具有其双亲品系的特性，又具有重组后一组内和每个重组近交系的特又具有重组后一组内和每个重组近交系的特征征 2.2.重组近交系重组近交系 命名命名 两个近交系的缩写中间加两个近交系的缩写中间加X X表示：表示：如如CBLB/c C C57Bl/6 B6 CBLB/c C C57Bl/6 B6 CXB6CXB6 常用缩写常用缩写 C57Bl/6 B6C57Bl/6 B6 CBLB/c CCBLB/c C CBA CBCBA CB C3H C3C3H C3 应用：应用：重组近交系对祖系间有差异的性状和基重组近交系对祖系间有差异的性状和基因进行遗传分析是非常有用的实验材料。因进行遗传分析是非常有用的实验材料。别离分析别离分析 连锁分析连锁分析 功能分析功能分析 肌萎缩硬化症是一种由隐性遗传基因突变导肌萎缩硬化症是一种由隐性遗传基因突变导致的遗传性疾病，由致的遗传性疾病，由dy基因控制这个性状。基因控制这个性状。李宁想研究肌萎缩硬化症的发病机制，他应李宁想研究肌萎缩硬化症的发病机制，他应该采用什么动物？该采用什么动物？A 封闭群封闭群 B 杂交一代杂交一代 C 同源导入近交系同源导入近交系 D 重组近交系重组近交系 同源突变近交系是在一个近交品系内发生同源突变近交系是在一个近交品系内发生了一个重要的单个基因突变，或者通过一系了一个重要的单个基因突变，或者通过一系列的屡次杂交和回交把一个基因导入一个近列的屡次杂交和回交把一个基因导入一个近交背景品系内部形成与原株相对应的同源株。交背景品系内部形成与原株相对应的同源株。譬如，近交系小鼠譬如，近交系小鼠129的种群中，某些个的种群中，某些个体发生了“肌萎缩症体发生了“肌萎缩症的隐性遗传突变，由的隐性遗传突变，由dy基因控制这个性状。这个突变育成了基因控制这个性状。这个突变育成了dy的的突变品系，称为突变品系，称为129-dy。这样。这样129与与129-dy便互交成为了同类系，因为它们两系除便互交成为了同类系，因为它们两系除dy一对等位基因之外，其他基因都根本是一致一对等位基因之外，其他基因都根本是一致的。的。命名：命名：是在原来品系或亚系名称符号之后加一连接号是在原来品系或亚系名称符号之后加一连接号“-，再写一斜体字的基因符号。如果这个基因是，再写一斜体字的基因符号。如果这个基因是隐性的那么字母全用小写，如果是显性的那么第一隐性的那么字母全用小写，如果是显性的那么第一个字母用大写，如个字母用大写，如DB