第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing第三章 实验动物的遗传及质量控制1. 实验动物遗传学的基本概念：品种、品 系、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原则。 4. 实验动物的遗传质量控制第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing第一节 实验动物的遗传学分类一、实验动物的分类：实验动物学是动物学的分支，实验动物的自然分类仍沿用动物学的分类方法。每一种实验动物都可以在传统分类法中找到自己的位置。 如小鼠属于脊椎动物门，哺乳纲、啮齿目、鼠科小鼠属动物。 第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing1、按遗传限定动物的分类实验动物作为遗传限定的动物(Genetic Defined Animal)可 按以下原则分类： 列入遗传限定的实验动物有 ：小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠 、兔、鸡.第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing2、分类的目的：为选择、使用实验动物从遗传学的角度提供便利条件。 （1）移植免疫学:除了应考虑选择动物的种属外，还 应考虑实验动物的遗传类型，应选择适于外科操作 、又具有相同基因类型的动物（2）药物安全评价研究：应选择容易获得较多数目 而接近于自然生命群体遗传结构特点的动物群。实验动物根据遗传特征将动物在“种”以下细分 为品种（Breed）和品系(Strain)；有些品系还可 细分为亚系或支系。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing二、实验动物品系、品种的概念 1、品种：根据不同需要而对同一“种”的动物进 行改良、选择（即定向培育），并具有某 种特定外形和生物学特征，并能较稳定地 遗传性的动物群体。如新西兰兔、青紫兰兔和日本大耳白兔等品 种兔。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing二、实验动物品系、品种的概念2、品系：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。如近交系、封闭群（远交系）、突变系、系统 杂交动物等，（近交系中有品系、封闭群有品种）。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing3、实验动物的一个品系、品种应具备一定条件：1)、相似的外貌特征：C57BL/6品系的毛色是黑色的；DBA/2品系的毛色是灰色的；KM品种的毛色是白色的。相似的外貌特征只是品系、品种应具备的条 件之一；不同品系、品种的动物也有外貌相似的如A、KM等十几种品系、品种动物的毛色都 是白色，但它们在其它条件上是有区别的。BALBcICR第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing2)、独特的生物学物性： （一个品系、品种存在的基础）白化小鼠而言多达几十种，但每个品系、品种的生物 学特性都有或多或少的差别。 A品系高发乳腺肿瘤、对致癌物质敏感、易产生肺癌、 老年鼠多有肾脏病变； AKR品系自发淋巴细胞白血病； ICR品种繁殖能力强。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing3)、稳定的遗传性能：即在品系、品种自群 繁殖时，能将其特性稳 定地传给后代。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing4)、具有共同遗传来源和一定的遗传结构：任何品系、品种都可追溯到其共同的祖先，并由此分支经选育而成，其遗传结构也应是独特的。例:KM小鼠Glo1位点为a基因单一型，而NIH小鼠在该位点基因呈多态性分布，a、b型基因频率分别为67%和33%。将上述两个品种建立遗传概貌分析，发现它们在遗传概貌上的差异，而同一品种内这差异是有限的。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing第二节 近交系动物一、近交与近交系 1、近交(inbred)：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，此种近亲交配的方式称为近交。2、近交系动物（inbred strain animal）：全同胞兄妹之间或亲代与子代之间连续交配繁殖 达20代以上培育而成，品系内所有个体都可以追溯 到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先。如BALB/c 小鼠、C57BL/6J第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing近交系数(Coefficients of Inbreeding ) 通过近交，群体中个体间携带两个同源等位基因的概率 ，即纯合子增加的百分数Fn=1- (1-F) n Fn为近交系数n 为近交代数 F为近交系数代递增率不同近交方式，F不同 小鼠同胞、亲子交配，F为19.1%， 半同胞交配，F为11.0% 堂兄妹交配，F为8.0% 同胞兄妹连续20代交配的近交系数为 F20=1-(1-0.191)20=98.6%第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing 519第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing二、亚系和支系 1、亚系(substrain)：在一个近交系内，因残余的杂合基因或基因突变等原因，可导致该系动物形成数个具有部分遗传组成有差异的分支。如DBA/1与DBA/2。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing二、亚系和支系 2、支系(subline)：品系或亚系经过人工技术处理后称为支系。 将实验动物引种到另一实验室； 经过某种技术处理，包括代乳、受精卵或胚胎移植、卵巢移植、人工喂养和冷冻保存等，都可视为支系。（原因：饲养环境改变或技术处理，可能对动物的某些生物学特征产生影响。这些特征可能是遗传性或非遗传性的，因此有必要对这一类品系进行区分。）第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing三、特殊类型的近交系动物（一）同源突变近交系(Coisogenic inbred strain)： 指两个近交系，除了一个指明的基因位点因突变而不相同外，其他遗传基因全部相同的品系。如C57BL/6J-nu 。（近交系亚系）（二）同源导入近交系 (Congenic inbred strain)通过多次杂交-互交或者回交等方式将某一基因导入某近交 系中形成的新的近交系（称同类系）。这个新的近交系与原近交系仅在一个很小的染色体片段上的 某一基因不同。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing（三）分离近交系(Segregating inbred strain) 在培育近交系时，采用特定的交配方法，使个别基 因位点上的基因呈杂合状态，从而培育出带有不同等 位基因的近交亚系。（四）重组近交系(Recombinant inbred strain ,RI) 两个无关的近交品系杂交后产生F1代，再互交生 育F2代，然后连续兄妹交配20代以上，培育而成的近 交系。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing重 组 近 交 系 通常从F2代平行培育出一系列重组近交系第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing四、近交系动物的命名国际上已规范近交系的命名，其规则是根据动物的来源、历史和培育经过， 以一系列字母和数字来表示。（一）品系代码(strain code) 近交系动物通常以一个或数个大写英文字母表示， 大写英文字母,如A、DBA、NMRT等。 大写英文字母加数字命名，如C57、BL、C3H； 数字,如129，615等。有时还标注近交代数,通常在品系代码后加括号，先写“F”，后写代数；如 615(F25)表示615小鼠,近交代数为第25代。第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing(四、近交系动物的命名)（二）同源突变近交系命名在品系全称后加横线“-”再用斜体字标上突变 的等位基因符号.如C57BL/6J-nu,表示C57BL/6携带突变 的nu基因第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing（三）同源导入近交系命名 第一亲本品系缩写在前，中间加“.”，后跟供给基 因片段的第二亲本品系.如：B10 .129-H-12b表示以B10为遗传背景，携带来自129 /J的H-12b 基因的同源导入近交系。(四）重组近交系命名以“”连结两亲本品系的代码，母本在前，父本在后如AKRB、AKRB-2,表示AKR和C57BL/10杂 交培育的一系列重组近交系。(四、近交系动物的命名)第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing（五）亚系命名 在品系名后加斜线“/”，再写亚系的号码或育种人 （保种单位）缩写符号，其中第一个字母大写，随后小 写。如A/He,代表A系的Heston亚系。 近交20代以后形成的亚系，以阿拉伯数字表示。如DBA/1、DBA/2。近交系形成以前分离的亚系通常以小写字母 表示， 如BALB/c。(四、近交系动物的命名 )第三章 实验动物遗传质量与监测 Zhang Bing（六）支系命名 在原品系后附加1个小写英文字母1、代乳后的品系：代码后加“f”(即foster nursing)，再乳品系名称；如C3HfC57BL：表示 C3H品系由C57BL近交系代乳。2、受精卵(egg,e)和卵巢(ovary,o)移植后培育的品系：在品系全称后加“e”或“o”，再写上接受受精卵或卵巢 移植术的品系名称；如AeB6：A系的受精卵在C57BL/6J子宫孕育的品系(四、近交系动物的命名 )第三章 实验动