实验动物的遗传控制共63页
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No3实验动物的遗传及质量控制
Zhang Bing
<四、近交系动物的命
〔七〕近交品系动物综合命名法实例
名>
1、DBA/1fLACA/Lac： DBA为小鼠近交系名称,"1" 表示亚系、"f"表示代乳、"LACA"为代乳母鼠的品系、 "Lac"代表培育单位：英国实验动物中心
2、C57BL/6J："C"代表 Cold Spring Harbor Laboratory〔冷泉港实验室〕,"57 "为第57号雌鼠, " BL"即 Black〔黑色〕, " 6 "为亚系, " J"代表Jackson 〔杰克逊〕实验室.
4>、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Glo－1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.
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.
第三章 实验动物遗传质量与监测
Zhang Bing
<四、近交系动物的命
〔六〕支系命名 在原品系后附加1个小写英文名字> 母
1、代乳后的品系：
代码后加"f"<即foster nursing>,再乳品系名称；
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.
动物实验技术7实验动物遗传学控制
出现生育能力和生活能力的下降
近交系数（inbreeding coefficient）
是指群体中某个体通过遗传携带两个同源 等位基因(同一基因的拷贝)的概率。 在兄妹交配到20代时，近交系数为98.6%， 意味着任何一个位点上，带有两个同源基因 的概率为98.6％，个体的所有基因平均有98.6 ％是同源的，而同源基因自然就是纯合基因。 剩下1.4％的非同源基因就有可能是杂合基因。
在近交系动物中具有不同遗传特性的动物称为品 系，如C57BL/6J小鼠、BALB/C小鼠
品种一般指具有一些容易识别和人们所需要的性 状，而且可以基本稳定遗传的动物群体称为品种， 如KM小鼠、NIH小鼠、大耳白兔
实验动物的一个品种、品系应该具 备以下四个条件：
相似的外貌特征 独特的生物学特性 稳定的遗传性能
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，所以各品系之间具有不同
的基因型和表型
各个品系具有各自独特的表型特征。 这些遗传和表型的独特性使各个近交品系 之间的差异相当大。
目前国际上公认的250个近交品系小
鼠间，均各有明显的区别，有其不同的反 应性和敏感性。如自家免疫病鼠、白内障 鼠、脑积水鼠、多尿症鼠、缺乏免疫球蛋 白M鼠、对胰岛素敏感鼠等等
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
实验动物遗传学分类与控制授课讲义
源于同一祖先的概率”。对于群体来说，假定一个大的随机交配群体，某一个后代在亲代中随机取得 同源等位基因的概率就是群体的近交系数。
6.同源突变近交系、同源导入近交系、分离近交系： 同源突变近交系——一个近交系的某一基因位点上发生突变而分离出来的近交系亚系，它和原来
近交系的差别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（裸鼠）。 同源导入近交系——就是通过回交或回交兼互交等育种方法将一个基因导入到近交系中，由此形
回交(backcrosses):纯合子和杂合子间的交配。 如AA × Aa，其结果下代中纯合子、杂合子 各占一半
互交(intercrosses):相同杂合子间的交配，后代中一半 为杂合子， 另一半中显性纯合子和 隐性纯合子各占1/2
杂交 (crosses): 亲代不同的纯合子间的交配如： A/A ×a/a, 子代的基因型为Aa,表现型为A
成一个新的近交系。 分离近交系——采用特定的交配方式，迫使一个或多个已知位点上的基因处于杂合状态，从而培
育成分离近交系。 重组近交系
同源突变近交系：由发生突变的近交系名称后加突变基因符号，二者之间以连接后分开 ，如DBA/Ha-D 同源导入近交系：配系名称；供系名称缩写；导入基因的符号；B10. 129-H-12b 分离近交系：在品系名称后加连字号和杂合基因符号DW-dw/t
4.表型均一性
相同基因型的动物，在相同的环境因素下，其表现型也是均一的，反应性也是一致的，任何 遗传的体症都完全相同的
5.个体性
不同近交系动物具有不同的遗传组成，故不同品系各有不同生物学特征。每个品系 在遗传上都是独特的，因此必须根据实验的目的需要选择动物
6.可分辨性
近交系群体内几乎不再存在遗传的多态性,每个位点只有一种基因类型，而不存在其他的等 位基因，通过对各个位点进行遗传监测，可以建立每个品系标准的遗传概貌
6.同源突变近交系、同源导入近交系、分离近交系： 同源突变近交系——一个近交系的某一基因位点上发生突变而分离出来的近交系亚系，它和原来
近交系的差别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（裸鼠）。 同源导入近交系——就是通过回交或回交兼互交等育种方法将一个基因导入到近交系中，由此形
回交(backcrosses):纯合子和杂合子间的交配。 如AA × Aa，其结果下代中纯合子、杂合子 各占一半
互交(intercrosses):相同杂合子间的交配，后代中一半 为杂合子， 另一半中显性纯合子和 隐性纯合子各占1/2
杂交 (crosses): 亲代不同的纯合子间的交配如： A/A ×a/a, 子代的基因型为Aa,表现型为A
成一个新的近交系。 分离近交系——采用特定的交配方式，迫使一个或多个已知位点上的基因处于杂合状态，从而培
育成分离近交系。 重组近交系
同源突变近交系：由发生突变的近交系名称后加突变基因符号，二者之间以连接后分开 ，如DBA/Ha-D 同源导入近交系：配系名称；供系名称缩写；导入基因的符号；B10. 129-H-12b 分离近交系：在品系名称后加连字号和杂合基因符号DW-dw/t
4.表型均一性
相同基因型的动物，在相同的环境因素下，其表现型也是均一的，反应性也是一致的，任何 遗传的体症都完全相同的
5.个体性
不同近交系动物具有不同的遗传组成，故不同品系各有不同生物学特征。每个品系 在遗传上都是独特的，因此必须根据实验的目的需要选择动物
6.可分辨性
近交系群体内几乎不再存在遗传的多态性,每个位点只有一种基因类型，而不存在其他的等 位基因，通过对各个位点进行遗传监测，可以建立每个品系标准的遗传概貌
实验动物遗传学及质量控制
（1）一般以大写英文字母命名，应尽量简短，1～4个字母，例如：A、DBA。
（2）有些命名可在大写字母中间加一些阿拉伯数字，如：C3H，C57BL等。
（3）近交系的代数用大写的英文字母F表示，例如：当一个近交系的代数为87代
时，写成（F87）。如果资料不全，可以只写已知的代数，如AKR（F?+10）。 129、101等；而昆明种小鼠、津白I、津白II、中国1号则改为KM、TA1、 TA2和C-1等。
经选育而成，其遗传结构也应是独特的。
例如， KM 小鼠 Glo-l 位点为 a 基因，为单一型，而 NIH
小鼠在该基因呈多态分布，a、b型基因频率分别为67％
和33％。如果将上述两个品种建立基因概貌就发现它们
在基因概貌上的差异，而品种内这种差异是有限的。
第二节 近交系动物
一、基本概念
1. 近交（inbreeding)：
小鼠种系资源比较
遗传分类 近交系 突变系 国际 4303 11616 国内 20 30
基因工程品系
其它品系 合计
2930
2971 21820
1000
7 1057
引自Jackson Lab website
大鼠种系资源比较
遗传分类 常规品系 突变系 国际 1637 301 国内 10 7
基因工程品系
实践证明，近交到7～8代，最为困难，往往有断代危险，随着 代数上升，可慢慢稳定。
6. 近交系动物的命名
小鼠标准化遗传命名国际委员会——近交系小鼠国际命名法 International Committee On Standardized Genetic Nomenclature for Mice 《Mouse News Letter》小鼠新闻通讯 《Inbred strain of Mice》近交系小鼠
（2）有些命名可在大写字母中间加一些阿拉伯数字，如：C3H，C57BL等。
（3）近交系的代数用大写的英文字母F表示，例如：当一个近交系的代数为87代
时，写成（F87）。如果资料不全，可以只写已知的代数，如AKR（F?+10）。 129、101等；而昆明种小鼠、津白I、津白II、中国1号则改为KM、TA1、 TA2和C-1等。
经选育而成，其遗传结构也应是独特的。
例如， KM 小鼠 Glo-l 位点为 a 基因，为单一型，而 NIH
小鼠在该基因呈多态分布，a、b型基因频率分别为67％
和33％。如果将上述两个品种建立基因概貌就发现它们
在基因概貌上的差异，而品种内这种差异是有限的。
第二节 近交系动物
一、基本概念
1. 近交（inbreeding)：
小鼠种系资源比较
遗传分类 近交系 突变系 国际 4303 11616 国内 20 30
基因工程品系
其它品系 合计
2930
2971 21820
1000
7 1057
引自Jackson Lab website
大鼠种系资源比较
遗传分类 常规品系 突变系 国际 1637 301 国内 10 7
基因工程品系
实践证明，近交到7～8代，最为困难，往往有断代危险，随着 代数上升，可慢慢稳定。
6. 近交系动物的命名
小鼠标准化遗传命名国际委员会——近交系小鼠国际命名法 International Committee On Standardized Genetic Nomenclature for Mice 《Mouse News Letter》小鼠新闻通讯 《Inbred strain of Mice》近交系小鼠
实验动物遗传学质量控制
产生这种遗传差异的原因可能是残留杂合、突变或 遗传污染（genetic contamination）（即一个近交系与非 本品系动物之间杂交引起遗传改变）。由于遗传污染形 成的亚系，通常与原品系之间遗传差异较大，因此对这 样形成的亚系应重新命名。例如由Glaxo保持的A近交系 在发生遗传污染后，重新命名为A2G。
种群中一个座位的基因有两种以上变化形式时称为 复等位基因（multiple alleles）。
家兔C位点毛色基因： C Cch Ch c
单一色 青紫蓝 喜马拉雅 白化
CC, CCch, CCh , Cc 单一色
CchCch Cch Ch Cch c
青紫蓝
ChCh Chc
喜马拉雅
cc
白化
New Zealand white rabbit
chinchilla
Himalayan rabbit
喜马拉雅兔 该兔全身被毛白色，只有双耳、鼻、四肢及尾巴 为黑色，故又称“八点黑兔”。成年兔体重一般4～4.5公斤，红 眼睛，体质结实，性情温顺。
3. 遗传学三大基本定律 Mendel 遗传定律：
分离定律、自由组合定律
摩尔根（Morgan）：
衰退的原因：①随着纯合基因位点的增多，有害的隐性基因暴露 增多，一般有害基因为隐性基因，其性状被正常的显性基因所掩盖， 当隐性基因纯合时，常表现出遗传缺陷。 ②多基因平衡的破坏导致生 命活动的异常。过去认为“一个基因一个酶”，忽视了基因之间的作 用。现在证明基因之间有相互作用，虽然相互的影响很小，但是由于 长期自然选择、优胜劣汰的结果，使得有利生存的组合保存下来，近 交使平衡关系破坏，引起异常。
本章主要内容
• 实验动物的遗传学分类 • 近交系动物 • 封闭群动物 • 杂交F1代动物 • 突变系动物 • 遗传质量检测
种群中一个座位的基因有两种以上变化形式时称为 复等位基因（multiple alleles）。
家兔C位点毛色基因： C Cch Ch c
单一色 青紫蓝 喜马拉雅 白化
CC, CCch, CCh , Cc 单一色
CchCch Cch Ch Cch c
青紫蓝
ChCh Chc
喜马拉雅
cc
白化
New Zealand white rabbit
chinchilla
Himalayan rabbit
喜马拉雅兔 该兔全身被毛白色，只有双耳、鼻、四肢及尾巴 为黑色，故又称“八点黑兔”。成年兔体重一般4～4.5公斤，红 眼睛，体质结实，性情温顺。
3. 遗传学三大基本定律 Mendel 遗传定律：
分离定律、自由组合定律
摩尔根（Morgan）：
衰退的原因：①随着纯合基因位点的增多，有害的隐性基因暴露 增多，一般有害基因为隐性基因，其性状被正常的显性基因所掩盖， 当隐性基因纯合时，常表现出遗传缺陷。 ②多基因平衡的破坏导致生 命活动的异常。过去认为“一个基因一个酶”，忽视了基因之间的作 用。现在证明基因之间有相互作用，虽然相互的影响很小，但是由于 长期自然选择、优胜劣汰的结果，使得有利生存的组合保存下来，近 交使平衡关系破坏，引起异常。
本章主要内容
• 实验动物的遗传学分类 • 近交系动物 • 封闭群动物 • 杂交F1代动物 • 突变系动物 • 遗传质量检测
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
第二章 实验动物遗传控制
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）
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。
1、群体： 又称为孟德尔群体（Mendelian population） 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（genotype frequency）：群体中不 同基因型个体所占的比例。
基因频率（gene frequency）：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。
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
影响群体Hardy-Weinberg平衡的因素：
随机遗传漂移
近亲交配
第 二
章
实验动物遗传育种
及遗传质量控制
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。
2、实验动物的遗传控制
4.同源近交系的应用
在同一遗传背景下比较某基因位点上不同等位基因的 遗传效应。
在不同遗传背景中研究同一基因与遗传背景及其它基 因的关系。
消除杂合遗传背景对某些突变基因表达的影响，以获 得更为稳定的实验动物模型。 对复杂的多基因性状进行遗传分析。
ห้องสมุดไป่ตู้
四. 近交系动物的命名
普通近交系的命名
1.一般用1－4个大写英文字母表示，如A、AKR、DBA 2.大写英文字母结合数字，如TA1、TA2、C3H、C57BL 3.非正规命名已为国际广泛认同可保留沿用，如129、615 4.近交代数表示：品系名称+F+近交代数，如A（F78）， 若资料不全，在已知代数前加？，如AKR（F？+10）。 若从其他实验室引入的近交系或亚系，又经自己的实验室 繁殖若干代，其近交代数的表示是在F后先标明引入时的 代数，再加上自己实验室繁殖的代数，如 C57BL/Jnga(f73+26)。 5.品系优先权：任何品系命名应参照国际命名委员会的规则， 若出现两个品系符号相同，则保留先正式公布者。
改变）。由于遗传污染形成的亚系，通常与原品系之间遗传差异较大，
因此对这样形成的亚系应重新命名。例如由GLaxo保持的A近交系在
发生遗传污染后，重新命名为AZG。
遗传污染：是指最常见的实验动物管理事故，通
常是由于其他品系动物与本 品系动物发生交配所 致。
遗传漂变：是指一个品系动物基因型在饲养过程
1.基础群
设基础群的目的：一是保持近交系自身的传代繁
衍；二是为扩大繁殖提供种动物。 基础群严格以全同胞兄妹交配方式进行繁殖。应 设动物个体记录卡（包括品系名称、近交代数、 动物编号、出生日期、双亲编号、离乳日期、生 育记录等）和繁殖系谱； 基础群（包括血缘扩大群）动物不超过5～7代都 应能追溯到一对共同祖先。
实验动物遗传质量控制
• 生活力
• 由于近交衰退，近交系一般具有较低的生 育力和生活力。这一特征给品系的维持、 保种和繁殖生产带来极大的不利，所以近 交系生产量较低，很容易断种，而且这一 特征也使动物不能接受剧烈的实验处理。
• 生产饲养成本高
• 近交系由于其繁殖力低，需要严格的饲养 管理，对饲养环境和饲料营养要求较高， 所以相对来说其生产和实验的成本较高。
第二节
一、基本概念
近交系动物
1.近交（inbreeding)：
遗传上血缘关系较近的雌雄个体之间的 近亲交配。实验动物育种多采用兄妹交配的 方法近交。
2.近交方式： 全同胞交配、亲子交配、半同胞、叔侄、 祖孙等交配类型。
3.近交程度： 近交系数 coefficient of inbreeding
二、近交系动物的特征
遗传基因位点的纯合性 近交系动物培育成后，其任何一个基因位点 上的纯合概率高达98.6％以上，导致动物群 体不再携带未知的隐形基因（Hiden），品系 将会保留和表现所有的遗传性状。
遗传组成的同源性 一个近交系内，所有动物都可追溯到其原始 的一对共同的祖先。所有位点的基因都是纯合的， 并且只来源于共同祖先的一个拷贝。遗传同源性 将导致近交系有以下三个重要特性：
第一节
遗传学分类
一、实验动物按遗传学控制分类 近交系动物（Inbred strains)相同基因型 杂交F1代动物(F1--Hybrid) 相同基因型 封闭群动物(Closed--colony) 不同基因型
二、实验动物的分类方法
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。以大家 鼠为例，它属于： 脊椎动物门—哺乳动物纲—啮齿目
3、近交系生产 基础群：全同胞方式交配
实验动物遗传质量和微生物质量控制
一、实验动物的遗传分类
命名
品系 AKR
BALB/c C3H
C57BL CBA
C57BL/6
（一）近交系
缩写 AK C C3 B CB B6
品系 C57BR C57L DBA/1 DBA/2 HRS/J C57BL/10
缩写 BR L D1 D2 HR B10
一、实验动物的遗传分类
（一）近交系 近交系动物的应用
动物名称 犰狳 刺猬、鼩鼱、鼹鼠 蝙蝠 猕猴、狨猴、树鼩 兔、鼠兔 大鼠、小鼠、豚鼠、金黄地鼠、旱獭、 黑线仓鼠、棉鼠、长爪沙鼠、 须鲸、齿鲸、白鳍豚 猫、犬、鼬 亚洲象 马、驴、骡、犀牛 牛、羊、鹿、猪
一、实验动物的遗传分类
实验动物品种与品系的概念
• 品种（Stock）
根据不同需求对动物的外形和生物学特性进 行改良、选择和定向培育，且这些特性基本稳定 遗传的动物群体，通常用于封闭群。
BALB/c、C57BR/cd
一、实验动物的遗传分类
（一）近交系 近交系动物的分类
重组近交系（recombinant inbred strain, RI）
由两个高度无关的近交系杂交，产生F2代后，再经 连续全同胞兄妹交配20代以上育成的近交系。
一、实验动物的遗传分类
（一）近交系 重组近交系的命名
、适应环境能力等都减退的现象。 原因：(1) 有害隐性基因的暴露；
(2) 多基因控制性状平衡 被破坏。
一、实验动物的遗传分类
（一）近交系 近交系动物的特征
10、生活力低下
近交衰退（inbreeding depression） 由于近交衰退，近交系一般具有较低的生育力和生活力
。这一特征给品系的维持、保种和繁殖生产带来极大的不利 ，所以近交系生产量较低，很容易断种，而且这一特征也使 动物不能接受剧烈的实验处理。
实验动物的遗传学控制
(4)国际上分布广泛：已广泛用于各类实验研究， 实验结果便于在国际间进行重复和交流.
第二节 实验动物的繁育体系
一、封闭群的繁育体系 1．随机交配的意义和应用 所谓随机交配是指在一个 有性繁殖的生物群体中，任何一个雌性或雄性的个体与 任何一个相反性别的个体交配的概率都相同。对于一个 随机交配的群体而言，其基因频率和基因型频率总能保 持恒定。
杂交一代具有许多优点，在某些方面比近交系更适 合于科学研究。主要表现在以下几点：
(1)遗传和表型上的均质性：虽然它的基因不是纯合子， 但表型一致。
(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、容易饲养等优点，在很大程度上可 以克服各种近交衰退现象。
(3)具有同基因型：杂交F1代虽然具有杂合的 遗传组成，但个体间其基因型是整齐一致的，具 有亲代双亲的特点，可接受不同个体乃至两个亲 本品系的细胞、组织、器官和肿瘤的移植。
2．命名 雌性亲代名称X雄性亲代名称，将以上部分 用括号括起．再在其后标明杂交代数。对品系或种群的 名称可使用通用的缩写名称。
例如：（C57BL／6 X DBA／2)Fl＝B6D2Fl
3．特征及应用
1)特征 近交系动物生活力、对疾病的抵抗力以及对慢性实验 的耐受性都较差，对环境变异的适应能力也不强，而且 也较难繁殖和饲养。而F1具有杂交优势，对长期实验的 耐受能力较强，由环境因素所引起变异的可能性也较纯 系要小。 此外，F1代动物与近交系动物一样，具有遗传均一性， 且生活力强，从一亲代获得隐性有害基因与另一亲代获 得的显性有利基因组合，显性有利基因的作用掩盖隐性 有害基因的作用，呈现杂种优势。
色素瘤性视网膜炎大鼠 视网膜发育后期即开始的 人类的色素瘤性视网膜炎 光感受细胞的进行性丧失
第二节 实验动物的繁育体系
一、封闭群的繁育体系 1．随机交配的意义和应用 所谓随机交配是指在一个 有性繁殖的生物群体中，任何一个雌性或雄性的个体与 任何一个相反性别的个体交配的概率都相同。对于一个 随机交配的群体而言，其基因频率和基因型频率总能保 持恒定。
杂交一代具有许多优点，在某些方面比近交系更适 合于科学研究。主要表现在以下几点：
(1)遗传和表型上的均质性：虽然它的基因不是纯合子， 但表型一致。
(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、容易饲养等优点，在很大程度上可 以克服各种近交衰退现象。
(3)具有同基因型：杂交F1代虽然具有杂合的 遗传组成，但个体间其基因型是整齐一致的，具 有亲代双亲的特点，可接受不同个体乃至两个亲 本品系的细胞、组织、器官和肿瘤的移植。
2．命名 雌性亲代名称X雄性亲代名称，将以上部分 用括号括起．再在其后标明杂交代数。对品系或种群的 名称可使用通用的缩写名称。
例如：（C57BL／6 X DBA／2)Fl＝B6D2Fl
3．特征及应用
1)特征 近交系动物生活力、对疾病的抵抗力以及对慢性实验 的耐受性都较差，对环境变异的适应能力也不强，而且 也较难繁殖和饲养。而F1具有杂交优势，对长期实验的 耐受能力较强，由环境因素所引起变异的可能性也较纯 系要小。 此外，F1代动物与近交系动物一样，具有遗传均一性， 且生活力强，从一亲代获得隐性有害基因与另一亲代获 得的显性有利基因组合，显性有利基因的作用掩盖隐性 有害基因的作用，呈现杂种优势。
色素瘤性视网膜炎大鼠 视网膜发育后期即开始的 人类的色素瘤性视网膜炎 光感受细胞的进行性丧失
No3实验动物的遗传及质量控制
饲料质量控制
选择优质、营养均衡的饲料，避免使用霉变、污染的饲料。
饲养环境控制
保持饲养环境的温度、湿度、通风等条件适宜，确保动物能够正常 摄食和消化吸收。
营养状况监测
定期对实验动物进行营养状况监测，如体重、体长、血液生化指标 等，及时发现并纠正营养不良或营养过剩的问题。
04 实验动物的遗传操作技术
基因编辑技术
遗传多样性对实验动物的影响
1 2
遗传背景差异
不同品种和品系的实验动物在遗传背景上存在差 异，可能导致实验结果的不一致性和不可重复性。
基因突变和遗传漂变
实验动物的遗传物质在繁殖过程中可能发生突变 和遗传漂变，对实验结果产生影响。
3
遗传与环境互作
实验动物的遗传背景与环境因素之间存在互作关 系，可能影响实验结果的解释和推断。
01
遗传背景复杂性
实验动物的遗传背景多样性可能 导致实验结果的不一致性和难以 解释。
02
基因突变和遗传漂 变
实验动物在繁殖过程中可能发生 基因突变和遗传漂变，影响实验 结果的稳定性和可重复性。
03
微生物和寄生虫感 染
实验动物可能受到微生物和寄生 虫的感染，对实验结果产生干扰 和影响。
实验动物遗传及质量控制的未来发展趋势
01
CRISPR-Cas9技术
一种基于细菌免疫系统的基因编辑技术，通过设计特定的引导RNA
（gRNA）和Cas9蛋白，实现对目标基因的精确切割和修复。
02
TALEN技术
一种基于转录激活因子样效应物（TALE）的基因编辑技术，通过设计
特定的TALE蛋白和核酸酶，实现对目标基因的切割和修复。
03
ZFN技术
在选择实验动物时，应遵循伦 理和法规要求，尽量减少动物
实验动物的遗传学控制
由于封闭群动物采用随机非近亲交配的方式，它的遗传组成比较接近于自然状态下的动物群体结构。 在引种和饲养繁殖时，应注意封闭群的“有效群体大小”。有效群体数量太小，导致该群体近交系数上升。 国际实验动物科学委员会规定封闭群动物每代近交系数增加不能超过1%，因此种群至少要达到25对(50只)以上。 封闭群： 小鼠： KM、ICR、NIH、Laca 大鼠：Sprague-Dawley（SD）、Wistar
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常用哺乳类实验用动物分类学地位
*
目的名称
动物名称
贫齿目Edentata
犰狳
食虫目Insectivora
刺猬、鼩鼱、鼹鼠
翼手目Chiroptera
蝙蝠
灵长目Primates
猕猴、狨猴、树鼩
兔形目Lagomorpha
兔、鼠兔
啮齿目Rodentia
大鼠、小鼠、豚鼠、金黄地鼠、旱獭、黑线仓鼠、棉鼠、长爪沙鼠、
品系全称
缩写符号
BALB/c
C
C57BL
B
C57BL/6
B6
C57BL/10
B10
C57BR
BR
C3H
C3
CBA
CB
DBA/1
D1
DBA/2
D2
AKR
AK
RⅢ
R3
HRS/J
HR
几种特殊类型的近交系
遗传与遗传质量控制
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4. 支系
当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性 处理时，有可能对某些生物学特性产生影响。 这些特征可能是遗传性的，也可能是非遗传 性的。因此，有必要对这一类品系(亚系)进 行区分。下列情况可视为支系(Subline)：
支系（续）
①引种到另一实验室。 ②经过某种技术处理： 代奶(Foster nursing ,f)； 受精卵或胚胎移植(Egg or embryo transfer,e)； 人工喂养(Hand-rearing ,h)； 卵巢移植(Ovary transplant,o)； 冷冻保存(Freeze preservation,p)； 人工代奶(Foster on hand-rearing ,fh)等。
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4．个体性和可分辨性
个体性(Individuality)和可分辨性 (Identification) 几乎每一个近交品系 都建立了遗传概貌(Genetic profile)。 掌握了遗传基因监测方法，可以轻而易 举地将混合在一起的２个外貌近似的品 系或个体分辨出来。
亲本时，它的雄性种储
选自B组，而雌性种储选
自E组，其他组依次类推。
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2．各家系等量留种、交叉或互换交配的方式
该方式适用于兔、犬、猪、猴、马、牛、 羊等中大体形的动物。 (１)留种数量 分组各家系等量留种时， 群体有效含量的计算公式为：
表4－3 各家系等量留种时不同雌雄比所需种储数
利用公式③、①可以计算出各家系等量 留种时,不同雌雄比所需种储数如表4－3。
图4—3 封闭群实验动物防止群体隔离的组织方法
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五 封闭群实验动物的应用
封闭群实验动物是我国目前应用得最广 泛，从数量上看也远远超过近交系的实 验动物，主要应用在： 1．教学实验； 2．药物筛选和急慢性毒理试验； 3．药理学和药代动力学的试验； 4．某些抗肿瘤药物研究的预试验； 5．保存某些突变基因。
4. 支系
当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性 处理时，有可能对某些生物学特性产生影响。 这些特征可能是遗传性的，也可能是非遗传 性的。因此，有必要对这一类品系(亚系)进 行区分。下列情况可视为支系(Subline)：
支系（续）
①引种到另一实验室。 ②经过某种技术处理： 代奶(Foster nursing ,f)； 受精卵或胚胎移植(Egg or embryo transfer,e)； 人工喂养(Hand-rearing ,h)； 卵巢移植(Ovary transplant,o)； 冷冻保存(Freeze preservation,p)； 人工代奶(Foster on hand-rearing ,fh)等。
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4．个体性和可分辨性
个体性(Individuality)和可分辨性 (Identification) 几乎每一个近交品系 都建立了遗传概貌(Genetic profile)。 掌握了遗传基因监测方法，可以轻而易 举地将混合在一起的２个外貌近似的品 系或个体分辨出来。
亲本时，它的雄性种储
选自B组，而雌性种储选
自E组，其他组依次类推。
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2．各家系等量留种、交叉或互换交配的方式
该方式适用于兔、犬、猪、猴、马、牛、 羊等中大体形的动物。 (１)留种数量 分组各家系等量留种时， 群体有效含量的计算公式为：
表4－3 各家系等量留种时不同雌雄比所需种储数
利用公式③、①可以计算出各家系等量 留种时,不同雌雄比所需种储数如表4－3。
图4—3 封闭群实验动物防止群体隔离的组织方法
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五 封闭群实验动物的应用
封闭群实验动物是我国目前应用得最广 泛，从数量上看也远远超过近交系的实 验动物，主要应用在： 1．教学实验； 2．药物筛选和急慢性毒理试验； 3．药理学和药代动力学的试验； 4．某些抗肿瘤药物研究的预试验； 5．保存某些突变基因。
哺乳类实验动物的遗传质量控制
哺乳类实验动物的遗传质量控制1 范围本标准规定了哺乳类实验动物的遗传分类及命名原则、繁殖交配方法和近交系动物的遗传质量标准。
本标准适用于哺乳实验动物的遗传分类、命名、繁殖及近交系小鼠、大鼠的遗传纯度检测。
2 哺乳类实验动物的遗传分类及命名根据遗传特点的不同，实验动物分为近交系、封闭群和杂交群。
2.1 近交系 ired strain2.1.1 定义近交系：经至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成，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。
经连续20代以上亲代与子代交配与全同胞兄妹交配有等同效果。
近交系的近交系数（ireeding coefficient）应大于99%。
2.1.2 命名近交系一般以大写英文字母命名，亦可以用大写英文字母加阿拉伯数字命名，符号应尽量简短。
如A系、TA1系等。
2.1.3 近交代数近交系的近交系代数用大写英文字母F表示。
例如当一个近交系的近交系代数为87代时，写成（F87）。
2.1.4 亚系 sutrain2.1.4.1 亚系的形成近交系的亚系分化是指一个近交系内各个分支的动物之间，已经发现或十分可能存在遗传差异。
通常下述三种情况会发生亚系分化。
a) 在兄妹交配代数达40代以前形成的分支（即分支发生于F20到F40之间）；b) 一个分支与其他分支分开繁殖超过100代；c) 已发现一个分支与其他分支存在遗传差异。
产生这种差异的原因可能是残留杂合、突变或遗传污染（genetic contamination）(即一个近交系与非本品系动物之间杂交引起遗传改变)。
由于遗传污染形成的亚系，通常与原品系之间遗传差异较大，因此对这样形成的亚系应重新命名。
例如由GLaxo保持的A近交系在发生遗传污染后，重新命名为A 2G。
2.1.4.2 亚系的命名亚系的命名方法是在原品系的名称后加一道斜线，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。
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❖ 遗传污染：是指最常见的实验动物管理事故，通 常是由于其他品系动物与本 品系动物发生交配所 致。
❖ 遗传漂变：是指一个品系动物基因型在饲养过程 中可能发生的随机改变，这种改变多由于近交系 动物残留杂合基因分离，造成了亚系的形成。
❖ 突变：由于动物基因组中某个核苷酸残基的置换、 缺失或插入，引起一个等位基因的改变。
第二节 近交系动物
一、基本概念
❖ 近交：遗传上血缘关系较近的雌雄个体之间的近亲 交配。
❖ 近交类型： 纯交：相同基因型个体之间的交配，AA×AA 回交：纯合子与杂合子之间的交配，Aa×AA 互交：相同杂合子之间的交配，Aa×Aa
近交程度的表示
❖ 近交系数：指群体中某个个体通过遗传携带两个同源等位基因的 概率。根据近亲交配的世代数，将基因的纯化程度用百分比来表 示。理论上，随着同胞交配或亲子交配世代数的增加，近交系数 上升，到20代时，近交系数可达98.6％，杂合基因仅剩1.4％。
❖ 相似的外貌特征 如KM品种，BALB/c品系小鼠毛色为白 色，C57BL/6品系毛色为黑色。
❖ 独特的生物学特性 ❖ 稳定的遗传性能 一个品种或品系必须具有一定的育种
价值，杂交F1代繁殖后代时，性状发生分离，不能成为 一个品系。
❖ 具有共同的遗传来源和一定的遗传结构 任何品种和品 系都可追溯到其共同的祖先，并由此分支经选育而成。
❖ 近交引起的变化：自然界的动植物的遗传上一般都是杂合子，所以培 养近交系动物都来源于杂合体，通过长期近亲交配后，动物的杂合性 逐渐降低，其纯合性逐渐升高，以致动物的表型趋向一致。
❖ 近交引起的不利影响是近交衰退，其原因是多方面的。一般认为主要 是由以下两方面：（1）隐性有害基因的暴露（2）破坏多基因平衡。 近交衰退 ( inbred inflation )： 指在近交过程中动物群体由于基因分离和纯合而产生的不利于个体和 群体发育的现象。
3、DBA/2N 遗传背景： 1909年Little培育，1951年由JAX引到NIH。淡棕色。
4、C3H/He//Ola 遗传背景： 1920年Strong培育，1930年引到Andervont近交35代后，于
1941年引到Heston，1978年引到OLAC。野鼠色。
6、CBA/J//Ola 遗传背景： 1920年Strong培育，1947年引到Andervont近交35代后，
引到Andervont（An：美国国立肿瘤研究所Andervont 博士）1951年 72代引到NIH。
2、C57BL/6J//Ola 遗传背景：1921年Little获得C57BL，1937年分成两个亚系C57BL/6
和C57BL/10，1974年从JAX引种到LAC，1983年引种到 OLAC（英国 牛津实验动物场）。
❖ 支系的形成：一个近交系或亚系内部，由于非常 可能存在环境的、母方的或细胞的差异，或者也 许不是非常可能存在遗传上的差异时，则这个近 交系或亚系出现支系。
人为技术处理：如卵巢移植（o）、人工喂养 （h）、代乳（f）、受精卵或胚胎移植（e）、 冷冻保存（p）等。
种群转移到新的保持者：如引种到另一实验 室。
❖ 近交衰退包括：1.由于有害隐性基因的纯合，出Байду номын сангаас遗传缺陷或某种疾病 发生率的提高。2.影响繁育如产子数下降、母性不良。3.个体发育不良， 对环境的适应性差。
近交系动物的概念
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。
亚系和支系的概念
公式:Fn=〔1-(1-△F)n 〕×100%
全同胞 △F=19.1%
同父异母 △F=11.0%
堂兄妹 △F=8%
亲子交配 △F=19.1%
❖ 血缘系数：群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示。 一卵孪生子之间的基因组成完全相同时，血缘系数为100％，子 代从双亲中获得基因各一半，亲子之间的血缘系数为50％。
二. 近交系动物的特征
❖ 遗传基因位点的纯合性 ❖ 遗传组成的同源性 ❖ 遗传组成的独特性 ❖ 长期的遗传稳定性 ❖ 遗传组成的可分辨性 ❖ 表型的一致性 ❖ 对外界因素的敏感性 ❖ 生活力下降 ❖ 国际分布广泛 ❖ 背景资料 ❖ 生产饲养成本高
常用近交系品系
1、BALB/cAnN 遗传背景：1923年Mac Dowell近交26代引到Snell（加/c）1935年
2.实验动物品种（stock，breed）：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。
3.品系（strain）：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。
作为一个品种、品系应 具备的条件
❖ 亚系（substrain）的形成：育成的近交系可能由于残余杂合性和突变 导致部分遗传组成的改变。近交系的亚系分化是指一个近交系内各个 分支的动物之间，已经发现或十分可能存在遗传差异。
❖ 通常下述三种情况会发生亚系分化: 1）在兄妹交配代数达40代前形成 的分支（即发生于F20~F40之间）；2）一个分支与其他分支分开繁殖 超过100代突变所致；3）已发现一个分支与其他分支存在遗传差异。 产生这种差异的原因可能是残留杂合、突变或遗传污染（genetic contamin-ation ）（即一个近交系与非本品系动物之间杂交引起遗传 改变）。由于遗传污染形成的亚系，通常与原品系之间遗传差异较大， 因此对这样形成的亚系应重新命名。例如由GLaxo保持的A近交系在 发生遗传污染后，重新命名为AZG。
第一节 实验动物的遗传学分类
从遗传观点讲，实验动物应是遗传限定的动物，根据基因的纯合程 度实验动物可分为近交系、封闭群、杂交群。
相同基因型： 近交系： 同源突变近交系 同源导入近交系 分离近交系 重组近交系
杂交群： 杂交F1代 不同基因型： 封闭群： 远交种
突变种
实验动物品种、品系
1.种：动物“种”（species）是生物学分类的最基本单 位，而在实验动物中，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。