经典模式生物(最终版)

（三）常见的几种模式生物
1.脊椎动物
非洲爪蟾 (Xenopus laevis) 斑马鱼 鸡 小鼠 (Danio rerio) (Gallus domesticus) (Mus musculus)
3.植物
拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 玉米 (Zea mays)
金鱼草 (Antirrhinum) 水稻 烟草 ( Oryza sativa ) (Nicotiana tabacum)
量的多少，决定于代谢强度。鸡体的营养物质来自日粮，因而就要
利用它代谢作用旺盛的特点给予所需要的营养物质，使鸡能维持生 命和健康，并且能达到最佳的产肉和产蛋性能。另外，还要提供冬
暖夏凉、通风透光、干爽清洁的生活环境，以利于调节体温，维持
旺盛的代谢作用。
(2)生长迅速，成熟期早： 在目前的遗传育种和饲养条件下，肉仔鸡饲养到 8周龄出栏时，体重可达2.4公斤，是初生雏(40克) 的60倍。肉用或肉蛋兼用型鸡养到160～180日龄 开始产蛋，蛋用型鸡养到140～150日龄时可开产。 如要发挥生长迅速、成熟期早的特性，必须给予适 量的全价日粮，合理饲养，加强日常管理，并根据 肉鸡、蛋鸡与种鸡的不同要求，适当调节光照与饲 养密度，才能获得良好的效果。
鸡的多能干细胞(pluripotent stem cell)来源于X 期的胚盘细 胞和孵化 5 . 5 天的性腺原始生殖细胞(primordial germ cell, PGC)。来源第X 期胚盘的胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)具有全能性，在体外分化能够形成内、中、外 3 个胚层和包
鸡胚系统能够直接反应人体内环境脊髓修复或绒毛尿囊 膜损伤修复过程。因此，作为人体内组织修复模型的向
导，鸡胚理所当然的成为研究人类医学再生治疗的优秀
模型。
（四）鸡胚胎与神经生物学
鸡胚胎已经成为研究肠神经系统( enteric nervous system, ENS) 的一个重要模型系统。在鸡胚中，最先证明了 ENS 起源于神经嵴。目 前，研究者已经利用禽类模型揭示了肠神经嵴来源细胞的起源和迁移路 径，近年来已将工作重点转向调节肠神经系统发育的分子机制研究。
小，结构紧凑，比哺乳动物的约小 20 倍，特殊之处在于鸡的 MHC 与 抵抗传染病密切相关；
(5)第一个弱减毒疫苗是由巴斯德针对鸡的禽霍乱病原体开发的， 第一个抗马立克氏病病毒的疫苗也是为鸡开发的；
(6)利用鸡的另一项突破，即对孵化18 天鸡胚的进行疫苗
接种能够提供孵化后的雏鸡早期保护，这种胚胎免疫接种现已
经典模式生物三 ——鸟类：鸡
第三组组成员：骆礼华、李进波、 敖 丽、陈光茸
一、模式生物
（一）模式生物的概念
模式生物（model organism）是指受到广泛研究，对其生物现象有 深入了解的物种。根据从这些物种所得的科学研究结果，可以归纳出 一些涵盖许多生物的模型，并应用在各领域的研究。
（二）模式生物的选择与应用
介导的免疫反应；
(3)基因转换首次在鸡中描述，并且需要独特的法氏囊环境，鸡就 是利用这种机制产生它的抗体库。随后也发现一些哺乳动物也存在基 因转换；
(4)第一个被测序的非哺乳动物的主要组织相容性复合物(major
histocompatibility complex, MHC)就是鸡的 M H C ；鸡的 M H C 很
（五）鸡胚胎与免疫学
对基础免疫来说，鸡的免疫系统是一个无价的模型，而且对基础
免疫原理做出了开创性的贡献。其贡献可体现在如下诸多方面：
(1)移植物抗宿主反应和淋巴细胞在适应性免疫中的关键作用都是
利用鸡胚和鸡首次发现的；
(2)法氏囊提供了第一个实质性证据表明有两种淋巴细胞系，即法
氏囊来源的淋巴细胞(B 细胞)产生抗体和胸腺来源的T 细胞参与细胞
Fayoumi 鸡(Fayoumi strain of chickens, Fepi)携带一个常染色 体隐性基因突变，进而使纯合体出现光反射性癫痫和声反射性癫痫。 正常鸡胚的特定胚胎脑囊泡用 Fepi 鸡的替换后获得活体神经嵌合体， 这些嵌合体会表现出全部或部分癫痫表型。前脑和间脑的替换会得 到完全的光反射性癫痫和声反射性癫痫，但仅替换前脑会产生间歇 阵发性表型，而仅替换中脑则主要会出现猝发性运动症状。利用电 生理和脑嵌合方法证明 Fepi 鸡的光反射性癫痫和声反射性癫痫症状 的脑定位不同。Fepi 鸡是研究脑干反射性癫痫一个很好的模型，同 时也暗示脑干是一些动物和人类遗传反射“癫痫综合征”的一个发 生器。
猴子
（Zoology ）
2.无脊椎动物
海胆 (Strongylocentrotus purpuratus)
短柄草 (Brachypodium distachyon)
线虫 (Caenorhabditis elegans)
黑腹果蝇 (Drosophila melanogaster)
二、鸡作为模式生物的特性
于产蛋1年以上的鸡，如想继续留用，可进行强制
换羽，以提高鸡群的产蛋量。
(4)消化道短，日粮通过消化道快： 鸡的消化道长度仅是体长的6倍，与牛(20倍)、猪 (14倍)相比短得多，以致食物通过快，消化吸收不完 全。鸡口腔无牙齿咀嚼食物；腺胃消化性差，只靠 肌胃与砂粒磨碎食物；盲肠只能消化少量的粗纤维。 基于鸡的这种特点，把饲料制成颗粒状或于饲料中 加入饲料酶制剂，可提高饲料利用率。
胞的命运和精确展示肿瘤细胞的行径等方面，鸡胚的 CAM 系统 已经成为最具吸引力的实验模型之一。
（三）鸡胚胎与再生
鸡胚长期作为发育生物学的模型被人们所熟知，但
它作为人组织修复和再生的潜在模型却经常被人们忽视。 通过嵌合体实验和转基因实验，鸡胚能够提供几乎每种
器官系统发育调控细胞内外信号通路的精致轮廓。例如，
利用不同的模式生物来进行实验，对于结果会有不同的差异是众所 周知的事，因此，要如何选择适当的生物，来进行生物体内研究，也是 生物学和生物医学一个重要方向。利用模式生物来发现、确认，可以对 于疾病的治疗、防治达到更佳的效果，进而发展更新的药物。 模式生物的选择上，要考虑到生物的多胎性、生命周期长短、生物 体型或胚胎大小是否利于观察、品种特异性、能供大部分研究者使用、 能运输至国外、能精确控制疾病或病变的再现性。
(3)具有自然换羽的特性： 通常，当年鸡有4次不完全的换羽现象，1年以 上的鸡每年秋冬换羽1次。鸡在换羽期间，多数停 止产蛋，而且换羽需要相当长的时间。现在，蛋鸡
一般在wenku.baidu.com2周龄或76周龄即产蛋1年后淘汰，而且光
照、温度、通风都人为控制在适合鸡生长生产的条 件下，因而其产蛋性能受自然换羽的影响不大。对
括生殖腺在内的各种细胞。当嫁接到 CAM 上，ESC 能分化形成
变和11种非致死性突变。
三、鸡胚的研究
（一）鸡胚胎与发育生物学
在发育生物学的形成和发展过程中，许多划时代的研究成果往往 与一些模式生物相关。由于进化的原因，细胞生命在发育的基本模式 方面具有一定的同一性，人们往往利用位于生物复杂性阶梯较低级位 置上的物种来研究发育的共同规律，以构建发育的普遍原理。利用模 式生物开展发育机制的研究，具有便捷、高效、深入、系统和有利于 成果的延展与应用等优势。传统的啮齿动物和大动物实验面临社会伦 理、实际操作和技术等问题进而限制了它们的应用。在体内模型中， 鸡的胚胎发育是在体外完成的，鸡胚以容易获得、经济和易于操作等 优势成为研究动物胚胎早期发育、组织器官分化、基因表达调控等科 学问题的优秀模型。
种肿瘤细胞的生长，进而使研究人类肿瘤细胞转移变得更加容易。
例如，在肿瘤转移实验中，在自发转移期间高度血管化的 C
A M 支持肿瘤细胞在移植几天后肿瘤快速形成。肿瘤细胞通过静
脉接种后，CAM 的毛细管系统首先可以作为一个肿瘤细胞的储 存地，然后又可作为肿瘤细胞外渗和侵蚀的基地。CAM 的组织
构成和易操作性对于实验干预肿瘤转移而言，在跟踪移植肿瘤细
鸡（学名Gallus gallus
domesticus），鸟纲鸡形目雉科， 也就是鸟当中的一种。至于它的起 源课追溯至6000年前的邳州。
（一）鸡的生物学特性
（1）代谢作用旺盛，体温高： 鸡的体温为41.5℃(40.9～41.9℃)，高于任何其他家畜。体温来 源于体内物质代谢过程的氧化作用产生的热能。机体内产生热量数
第三,近来对鸡的研究更多的致力于参与数量性状的基因
座(QTL),这方面吸引了国际上对鸡的物理和遗传连锁图的精
细结构研究的关注。鸡基因组的紧密的物理长度,较大的基因 图谱及与人类基因组较高的保守同线性决定了鸡是研究基因
组和后基因组学的有价值的模式生物。
（三）鸡的研究价值
鸡在很长一段时期内被人们认为是非哺乳动物中最为重要的遗传 学研究的模式生物。由于鸡的胚胎发育起源于卵而非子宫,便于体外操 作与观察,因此鸡是胚胎生物学和发育生物学研究中较好的动物模型。
于哺乳动物和更远的脊椎动物之间。近来,对鸡的基因组的研究日益引起 人们的兴趣,许多研究结果都证明鸡具有不同于其他模式生物的独特优势。
第一，鸡基因组的物理长度只有哺乳动物的三分之一,主要由于重复 序列少和内含子长度小。它具有有趣而复杂的基因组结构,两种染色质亚 型-巨型染色体和微型染色体微型染色体比巨型染色体具有更高的基因密 度,与河豚的基因密度相当。
广泛用于禽业生产实践；
(7)广泛而强化的免疫会导致一些病原体的毒力增强，如 马立克氏病病毒和传染性法氏囊病病毒，这些发现也是利用鸡 群首次阐明。
（六）鸡胚胎干细胞
胚胎的多能干细胞是能够增生和自我更新的未分化细胞，并且能分 化成所有类型体细胞和生殖系细胞。刚产出的新鲜鸡种蛋的胚盘呈规则 的圆形，含有大约104~106个细胞，根据Eyal-Giladi 等对鸡胚胎发育阶 段的划分，此时的胚胎处于第 IX~XI 期。
(5)饲料转化率高： 鸡的日粮以精料为主。由于鸡代谢旺盛，因此， 长肉快，产蛋多，耗料少，报酬高。一般现代化养鸡 的饲料报酬：肉仔鸡料肉比为1.9～2.2：1；产蛋鸡
料蛋比为2.5～3.0:1。饲料报酬的高低取决于品种、
饲料、饲养管理条件的优劣。
（二）鸡作为模式生物的独特优势
鸡是一种中间进化模式生物,与河豚和斑马鱼类似,其进化上正好介
鸡胚在发育生物学上作为一个重要模型系统已具有悠久的历史， 一个多世纪以来，鸡胚已经成为洞悉发育过程和胚胎细胞命运的一个 经典实验模型。随着生物技术的发展，如体内电穿孔技术、胚胎干细 胞、新的转基因技术和基因组测序完成等，这些已经使鸡胚模型系统 已变得更加强大，再结合传统的移植和世系追踪等技术，鸡胚已成为 最优秀的实验系统之一。随着模式生物鸡的基因资源增加、胚胎的易 得性和 RNA 干扰方法的应用，这些都使研究胚胎发育中众多基因的功 能变得简单容易。因此，鸡胚也成为众多对基因功能感兴趣的脊椎动 物学家首选的研究系统。
第二,鸡和人的基因组保守同线性水平非常高。鸡基因图谱与
大部分哺乳动物的长度相当,通过鸡和人基因组的比较定位发现进
化过程中相当部分的染色体区段是非常保守的。其图谱中包含的 350个表达序列的标记有235个基因或序列与已知基因有极高同源 性,已经定位在连锁图上的235个已知基因中有204个在人上被定位, 物理图谱上定位的基因中也发现许多基因是保守的。这证明鸡的 遗传连锁图对绘制全基因图谱有极大贡献,也证明了人类与鸡基因 组的保守同线性很高。
鸡的免疫系统也具有其独特的研究价值,对于众所周知的B淋巴细胞的
命名即起源于鸡特有的中枢免疫器官-法氏囊(bursa of Fabricius)。鸡 还为基因调控的研究做出了重要的贡献,例如:许多类固醇激素调节基
因表达的开创性工作都是在鸡的卵清蛋白基因上完成的。此外,由于自
然界中鸡的品种品系纷繁复杂、多种多样,因此存在许多自发形成的可 遗传的突变体。Romanoff描述了以胚胎期畸形为特征的21种致死性突
（二）鸡胚胎与肿瘤
鸡胚的绒毛尿囊膜(chickembryochorioallantoic membrane,
CAM)是一个介导气体和营养交换的胚胎外膜，由于具有丰富的毛细血 管网络，在体内肿瘤血管生成和转移、血管生成底物和抗血管生成底物
等方面具有重要研究价值。鸡胚的绒毛尿囊膜能够有效的支持接种的异