实验动物的遗传学分类共38页文档
实验动物学 第二章
（五）应用
封闭群具有较强的繁殖力和生活力，表现为 每胎产仔多，胎间隔短，仔鼠死亡率低，生长快， 成熟早，对疾病抵抗力强，寿命长，容易生长，成 本低，可大量供应，广泛用于预试验和学生实验及 一般实验中。
在人类遗传研究、药物筛选和毒性试验等方 面起替代作用，突变种带有突变基因是生理学、胚 胎学和医学研究的模型。
3、近交引起的变化
（1）增加纯合性，降低杂合性。 （2）近交衰退：生长、成活、生育、抗病、适应 力减退。
环境能
4、近交系的命名
⑴ 一般用1至4个大写英文字母表示： 如A、AE、BA、 AKR、DBA、NZB、STAR、BA、AE等；
⑵ 有些品系在大写字母间可加写1—2个阿拉伯数字来表 示：如C3H、C57BL、C57BR、C57L等；
品系
不同基因类型 封闭群
远突 交变 种种
品种
（二）品种、品系的概念
品系(Strain)、品种(Stock)是实验动物分类 的基本单位，是传统动物学分类种下的分类。 在实验动物中把同一种动物中具有不同遗传特 性的动物分为不同的品系和品种。相当于传统 的动物分类的株。品系用于近交系动物，品种 用于封闭群动物。
（一）定义：
由两个无关的近交品系动物杂交而繁育的第一代 动物。
（二）特点
1、 遗传和表现型上的均质性； 2、 杂交优势：具有较强的生命力，适应性和抗病 力强，繁殖旺盛，寿命长，易饲养，在很大程度上克服了 因近交引起的近交衰退现象。 3、 具有同基因性：具有亲代双亲的特点。 4、 对各种实验结果重复性好，可做为某些疾病研 究的模型。 5、国际上分布广，已广泛用于各类实验，实验结 果便于在国际上重复和交流。
(六） 常用种类
小鼠：KM、ICR、NIH、CFW、 大鼠：SD 、Wistar 短毛种豚鼠 、日本大耳白兔
实验动物的遗传学分类
新
♂
♀
A
B
C
B
C
A
C
A
B
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26
封闭群的特点及应用
• 封闭群动物的应用 1、保持群体动物基因的杂合性，因而无 近交衰退，易饲养、抗病力强、繁殖率 高、产仔多，广泛用于预实验和学生教 学 2、具有类似于人类群体遗传异质性的遗 传组成，对实验刺激接近自然种属反应， 药物筛选和毒性试验
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1. 近交系动物：保证近交系动物基因的高 度纯合，淘汰各种原因引起的遗传变异 的个体。
2. 封闭群动物：防止群体内个体之间发生 近交，保持整个群体各位点的基因频率 稳定在一定的范围。
3. 突变系动物：防止突变基因在繁殖过程 中丢失。
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近交系动物遗传质量监测常用方法
原理 形态学
方法
评价
1.下颌骨形态分析法 较复杂，需要经过复杂计算，捕杀 大量动物
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8
• 近交系数：是指在近亲交配情况下各代减少异质 基因/增加纯合基因的百分数。
• 近交系数的计算公式： Fn = 1 – （1 – ΔF）n
• 血缘系数：一个群体中个体之间基因组成的相似 程度用数值来表示。
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近交代数与近交系数的关系
代数
F
代数
F
0
0
11
.908
1
.250
12
.926
2
.375
13
.940
3
.500
14
.951
4
.594
15
.961
5
.672
16
.968
实验动物遗传学和微生物学的分类
实验动物遗传学和微生物学的分类实验动物遗传学和微生物学是生物学研究的两个重要分支，它们都通过对生物体内基因和微生物微小生物的研究来阐明生物发育和进化的机制，但它们的研究对象和方法略有不同，下面会就分类、研究对象和方法分别进行介绍。
实验动物遗传学分类实验动物遗传学是以实验动物为研究对象的遗传学分支，根据实验动物的不同，可分为哺乳动物实验动物遗传学、昆虫实验动物遗传学、线虫实验动物遗传学、草履虫实验动物遗传学等。
哺乳动物实验动物遗传学哺乳动物实验动物遗传学是实验动物遗传学研究最为广泛和深入的领域，包括小鼠、大鼠、斑马鱼、福寿鱼、豚鼠、猿类等常用的实验动物。
哺乳动物实验动物遗传学的研究对象主要是哺乳动物基因变异与表达的调控，通过对哺乳动物的人工选择、遗传交叉等实验方式，探究基因之间的交互关系和不同基因对生物体产生的影响，从而深入了解细胞、组织甚至整个生物体的发育、生长、代谢和繁殖等生命现象。
昆虫实验动物遗传学昆虫实验动物遗传学主要研究昆虫的遗传发育，如果蝇、蚕、蜂、蜘蛛等，通过对实验室产生的昆虫种群进行种内交配和种间杂交，培育出平衡群体，观察群体的遗传变异、表型分析、杂交后代的染色体组成分析等手段，来研究昆虫遗传变异和表型多样性形成的原因和机制。
线虫实验动物遗传学线虫实验动物遗传学是一种以小型线虫——秀丽隐杆线虫（简称秀丽线虫）为研究对象的实验动物研究方法。
秀丽线虫体积小、生殖周期短、体内基因数量简单，可以在短时间内进行大量的实验。
研究人员可以通过对秀丽线虫进行遗传交叉、转基因方式进行功能分析、基因定位等手段，从而探究其基因与表型的关系，为人们了解多种遗传疾病的引起机制和获得更多生物学基础知识提供了帮助。
草履虫实验动物遗传学草履虫实验动物遗传学是以单细胞草履虫为研究对象的一种实验动物遗传学研究，草履虫具有数量丰富的基因、显著的细胞核生物学特征、种类繁多、细胞特异性小等优点，使其成为基因编辑、转录组学等方面的理想模型。
实验动物遗传学
间有生殖隔离{实验动物学科中指的是生物学种}。 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。
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三、 种、品种和品系的概念
❖ 动物分类学中，种(species)是分类的基本单位。而实验 动物学中把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分 成不同的品种(stock)、品系(strain)。
20世纪50年代，罗歇尔(Russel) 和布鲁克(Bruch)：
胚胎期、
酶、蛋白质、
哺乳期
发育环境 动物形态
周围环境
生物反应 现象，对
┌────┐ ↓ ┌────┐ ↓ ┌────┐ 实 验 产 生
│ 基因型 │ ─── ∣ 表现型 │ ─── ∣ 演出型 │ 相应反应
└────┘
└────┘
└────┘
例如A品系，在经产鼠中高发乳腺肿瘤，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（60%-90%）；ICR品种繁殖能力强。
15
第一节 遗传学分类
➢ 3.稳定的遗传性能
作为一个品系，不仅要有相似 的外貌特征，独特的生物学特性， 更重要的是要有稳定的遗传性能， 即在品系、品种自群繁殖时，能将 其特性稳定地传给后代。换言之， 就是一个品系、品种必须具有一定 的育种价值。
基因、染色
体 、 DNA 及 实现实验动物标准化应从控制实验动物的遗传、
构象
微生物和寄生虫、营养、环境等四方面着手。
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第一节 遗传学分类
一、动物的生物学分类方法
一切动物的分类都离不开传统的生物学分类法则。 每一种实验动物都可以在传统分类法中找到自己的位置。
请叙述实验动物遗传学和微生物学的分类
请叙述实验动物遗传学和微生物学的分类
实验动物遗传学分类：近交系动物、杂交群动物及远交系动物。
实验动物遗传学质量控制意义：实验动物在繁衍及成长过程中，遗传基因易受到漂变、污染及突变等影响，因而，有必要对动物遗传质量进行检定和判断，以保证其质量和使用的可靠性。
实验动物微生物学分类：普通级动物（CV）、清洁级动物（CL）、无特定病原体级动物（SPF）、无菌动物（GF）、悉生动物（GN）。
实验动物微生物学质量控制意义：由于实验动物采取群体饲养，频繁与外环境和人员接触，易被各种病原体感染，造成疾病爆发、流行和隐性感染，因而对实验研究产生严重干扰，造成人力物力和时间的极大浪费。
有的病原体宿主广泛，属人兽共患病原，可引起人和动物的疾病，更具有危险性。
因此，开展实验动物微生物监控工作，减少或阻止微生物的影响，对保证实验动物质量及等级标准化，以及动物实验结果的可靠性，具有十分重要的意义。
实验动物的遗传学分类
实验动物的遗传学分类
1. 咱先来说说近交系动物，就像一个家族里的成员总是紧密相连。
你看小白鼠，那可是实验动物里的大明星呀！它们经过一代代的近亲繁殖，遗传背景那叫一个稳定清晰呀，就如同我们熟悉的家人一样。
2. 还有封闭群动物呢，嘿，这就像是一个热闹的社区！各种基因在其中交流融合。
像豚鼠呀，它们在这样的群体中生活，有着丰富多样的遗传特性，多有意思呀！
3. 杂交群动物可得提一提呀，这简直就是不同特质的完美结合！就好像不同优点的人结合在一起生出优秀的孩子一样。
比如一些杂交的小鼠品种，那可是具备着双亲的优势呢，多棒啊！
4. 突变系动物呢，那可是独特的存在呀！就类似人群中突然出现了超能力者。
像那些有着特殊性状的大鼠，不就是基因突变带来的惊喜嘛，是不是很神奇？
5. 同一品种的实验动物，那不就像是一个班级里的同学嘛，都有着相似的特征呢。
比如某个品种的兔子，它们都有着相同的大致模样和某些遗传特点，很形象吧？
6. 不同的遗传学分类，是不是让你感觉像是走进了一个丰富多彩的基因世界呀？这就好比我们进入了一个充满奇幻色彩的乐园一样。
7. 最后再说说转基因动物，哇哦，这可真是厉害角色呀！就如同给动物赋予了超能力。
那些被转入了其他基因的动物，能展现出特别的性状，这可真是
科技的神奇呀！总之，实验动物的遗传学分类真的太丰富了，每一种都有其独特的魅力和价值呀！
我的观点结论：实验动物的遗传学分类真的是十分有趣且重要，它们为科学研究提供了各种各样的可能性，帮助我们更好地了解生命的奥秘呀！。
第二章实验动物的遗传学分类及其质量控制
第⼆章实验动物的遗传学分类及其质量控制1、品种:⼀般指具有⼀些容易识别和⼈们所需要的性状，⽽且是可以稳定遗传的动物群体。
通常把封闭群动物称为品种，如新西兰⽩兔、KM⼩⿏等。
2、品系:实验动物学上把基因⾼度纯合的动物称为品系动物，通常指近交系、突变系动物3、近交系:⾄少经过20代以上的连续全同胞交配或亲⼦交配，品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的⼀对共同祖先的动物群。
4、重组近交系:两个⽆⾎缘关系的近交系杂交后得到F2代，分组分别经连续20代以上的兄妹交配⽽育成的近交系列组动物。
祖系：为重组近交系提供亲代的两个近交系5、同源突变近交系:两个近交系除了⼀个指明位点等位基因不同外，其它遗传基因全部相同的品系。
即是某个近交系在某基因位点上发⽣突变⽽分离出的近交系亚系，与原近交系的差异只是发⽣突变的基因位点上带有不同的基因，⽽其它位点上的基因完全相同。
6、同源导⼊近交系:通过基因导⼊的⽅法将⼀个⽬的基因导⼊某个近交系的基因组内，由此形成的⼀个近交系与原来的近交系只是在⼀个很⼩的染⾊体⽚段上基因不同。
7、封闭群:以⾮近亲交配⽅式进⾏繁殖⽣产的实验动物种群，在不从外部引⼊新的个体的条件下，⾄少连续繁殖4代以上，称为封闭群，亦称为远交群8、杂交群:两个或两个以上品系动物之间交配产⽣的后代。
由两个⽆关的近交系杂交繁殖的第⼀代动物称为杂交F1代动物。
实验动物学所说的杂交群通常是杂交F1代动物9、普通级动物:是微⽣物控制要求最低的动物，要求不带有动物烈性传染病和⼈兽共患病病原10、清洁动物:除不带有普通动物应排除的病原外，还不应携带对动物危害⼤和对科学实验⼲扰⼤的病原体。
必须来源于SPF 动物或⽆菌动物11、⽆特定病原体动物:SPF动物，除⼀级、⼆级动物应排除的病原外，还应排除有潜在感染或条件致病菌以及对科研⼲扰⼤的病原。
来源于⽆菌动物或悉⽣动物12、⽆菌动物:动物体内外的⼀切微⽣物以⽬前⼿段尚不能检测出来13、悉⽣动物:已知菌动物，将已知菌植⼊⽆菌动物的体内，因植⼊菌类数量不同可分为单菌、双菌或多菌动物。
第二章实验动物的遗传学分类1
封闭群动物的特点及应用
由于封闭群体本身的特点，加上客观上具有各种各样 的相似存在形式，就使封闭群这个概念很混乱。有人 叫“非近交群”（Non-inbred colony），有人叫“非近 交系”或“非近交品系”（Nou-inbred），甚至有人叫 “远交系”、“远交株”或“远交动物”（Outbred animals）。实际上这些叫法并不是指真正的“封闭 群”，而只是通常供应使用的、保持于各种饲养系统 的非近交群体而已。特别是“远交”一词很容易使人 理解为遗传学上的“异系交配”。因为“远交”在遗 传学上是指遗传上不相关的动植物的杂交，或没有相 近亲缘关系的不同家系的两个个体的交配，甚至把不 同特种、不同变种的交配都看作是异系交配。而实验 动物的封闭群，其个体之间并不是没有亲缘关系，甚 至是很亲近的或有一定的近交。所以封闭群不应叫成 上述这些名称，它们之间更不能划等号。
特殊类型的近交系动物
同源突变近交系：指两个近交系除了一个 指明位点等位基因不同外，其它遗传基因全部 相同的品系。
同源导入近交系：是通过基因导入的方法将
一个目的基因导入某个近交系的基因组内。
分离近交系：是在培育近交系的同时，采取
一定的交配方法，迫使个别基因位点上的基因 处于杂合状态。
命 名
近交品系动物综合表示法
如：DBA/1fLACA/Lac C57BL/6J
特殊类型的近交系动物
重组近交系动物： 以两个无关的高度近交的品 系进行交配，产生F2代后，再进行全同胞交配 达20代以上而育成的近交品系。 重组近交系动物的命名 重组近交系动物的应用 分离分析、连锁分析、 功能分析 重组同类系：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代回交， 再经无对特殊基因选择的近亲交配而育成的近 交系 重组同类系的命名
实验动物按遗传学分类
c) 当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的 亚系时，可在数字后再加保持者的缩写英文名称 来表示亚系。如：C57BL/6J，C57BL/10J分别表示 由美国杰克逊研究所保持的C57BL近交系的两个亚 系。
d) 作为以上命名方法的例外情况是一些建立及命名 较早，并为人们所熟知的近交系，亚系名称可用 小写英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。
1.定义
以非近亲交配方式进行繁殖生产的实验动物 种群,在不从外部引入新个体的条件下,至少连 续繁殖4代以上,称为一个封闭群,或叫远交命名,种群名 称前标明保持者的英文缩写名称,第一个字母 须大写,后面字母小写,一般不超过4个字母。 保持者名称与种群名称之间用冒号分开。
1.定义
由同一个近交系分离出来的具有各不相同特性的 品系，称为原品系的亚系或支系。
2.命名
在品系名称后加一道斜线（/），斜线后标明 亚系的符号，亚系的符号可以是以下三种：
a) 数字，如DBA/1、DBA/2等。
b) 培育或产生亚系 单位或人的缩写英文名称， 第一个字母用大写， 以后的字母用小写。使用 缩写文名称应注意不要和已公布过的名称重复。 例如：A/He，表示A近交系的Heston 亚系； CBA/J，表示由美国杰克逊研究所保持的CBA近
以下原则： 符号：一个转基因符号 由以下三部分组成，均 以罗马字体表示：
TgX (YYYYYY) ＃＃＃＃＃ Zzz， 其中各部分符号表示含意为： TgX=方式（mode） (YYYYYY)=插入片段标示 （insert designation） ＃＃＃＃＃= 实验室指定序号
（laboratory-assigned number）
突变种所携带的突变基因通常导致动物在某方面的 异常，从而成为生理学，胚胎学和医学研究的模型。
实验动物遗传
5、可分辩性（identification) 每个近交系都有各自特有的遗传组
成和生物学特性。 通过遗传检测（生化位点法、皮肤
移植法、毛色基因法和下颌骨测量法） ， 就可将混合在一起的两个貌似近似的近 交系分辨开来。
6、个体性（individuality) 每一个品系从物种的整个基因库中只
能获得极少部分基因，这些基因的组合 构成了品系的遗传组成。
（3）近交代数是在品系符号后加括 号写上F及代数表示，如C3H（F130）表 示C3H品系实验动物连续近交繁殖130代。
（4） 亚系的命名 是在品系名称后加斜线号（/），再加
上数字或培育者与培育单位名称缩写。 C57BL/6J 由Jackson Laboratory
培育的6J亚系。
当保持者保持的近交系具有两个以上亚 系可用不同的数字表示再加保持者的缩 写英文名称来表示：
这种相对稳定性来自纯合性。因为基 因高度纯合，所以纯合子基因可以极稳 定地传给后代。如DBA系已维持了100多 年，C57BL系已维持了90多年，但至今仍 与原品系极相似。
近交品系动物的性状可 高度遗传，均衡一致性 远比远交系（封闭群） 为强。
当然近交系动物有时会因突变造成 基因改变而发生变异，是为例外。
因此可用较少量的 近交品系动物，达 到统计需要的精密 度。
②近交系动物个体之间组织相容性抗原 一致，异体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材 料。
③近交系动物在近交中，隐性基因 纯合性状得到暴露，产生明显的生 物学特点，如先天畸形、先天性糖 尿病、高血压、高肿瘤发病率、对 某些因子敏感和耐受等，这些特点 是医学领域研究的理想材料。
http://www.rgnc.gen.gu.se
实验动物遗传学分类及其质量控制
什么是遗传？聚焦
奥地利遗传学家 格里哥·孟德尔 被誉为“遗传学之父”
英国遗传学家贝特森 发明了"F1代"、"F2代"、"等位基因"、"合子"、"纯合子"、"杂合子"； 创造了"遗传学genetics"。
什么是遗传？认知
丹麦遗传学家约翰逊 引进了"基因gene"这个概念， 提出了表型(phenotype)和基因型(genotype)的概念；
动物。
常见实验动物
例如小鼠和大鼠是首先按实验要求，严格进行培育的实验动物，其次如地鼠类、 非人灵长类、豚鼠、其它啮齿类、鹌鹑等亦已实验动物化。
02 实验动物的遗传学分类
实验动物的遗传学分类
➢ 种（species)是 生 物 学 分 类 的 基 本 单 位 。在实验动物学中，种是指可以相 互交 配且后代有繁殖能力的同一种类的动物。
➢ 由于近交，阴性纯合性状暴露，可获得大量先天畸形及先天疾病、肿瘤 高发率等的动物模型。
➢ 多个近交系同时使用不仅可以分析不同遗传组成对某项实验的影响，还 可观察实验结果是否有普遍意义
近交系的命名
➢ 基于毛色 DBA (Dilute Brown nonAgouti, first inbred mouse) ➢ 基于起源 NZW (New Zealand White) ➢ 基于表型 NOD (Non-Obese Diabetic) ➢ 其它 BALB/c, C57BL, 129
➢ 重组同类系： • 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），再经不 对特殊基因选择的连续兄妹交配（通常大于14代） 而育成的近交系。
实验动物按遗传学控制分类
实验动物按遗传学控制分类
1.近交系(inbredStrain)
(1)定义：杂种动物经过相当于20代连续全同胞或亲子交配，各条染色体上的基因趋于纯合，品系内个体差异趋于零。
(2)近交动物的特征
a、纯合性和一致性
纯合性指的所有动物的基因位点都应是纯合的。
一致性指的是任何可遗传的体征都完全一致。
例如：血型和组织型，体重、毛色。
b、遗传稳定性
c、特异性
就整个近交系小鼠而言，每个品系在遗传上都是独特的，几乎每个近交系都建立了各自的遗传概况。
有些品系可能自发某些疾病，成为研究人类疾病的动物模型。
d、分布于各地，引一对即可繁殖。
e、背景资料和数据较完整。
2.封闭群(Closedcolony)
(1)定义：
以非近亲配种方式进行繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新血缘条件下，至少连续繁殖四代以上称封闭群。
(2)封闭群的特点：
a、由于非近交，具有杂合性，从而避免近交衰退的出现。
b、由于没有引进新的血缘，种群间遗传特性能保持相对稳定。
c、群内个体间，因其具有杂合性，所以个体间的反应性具有差异，重复性和一致性不如近交系。