《实验动物遗传学》PPT课件.ppt

实验动物遗传学,苏小华 实验动物中心,第一节 遗传学分类第二节 近交系动物第三节 封闭群动物第四节 杂交F1代动物第五节 遗传质量监测,指经人工饲育，对其携带微生物实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。从遗传学角度讲，实验动物应是具有明确遗传背景并受严格遗传控制的，属于遗传限定性动物。实验动物的遗传背景与反应特性是影响实验结果的重要因素，不同遗传背景与反应性的实验动物，对同一刺激有时可引出不同质和量的反应。,实验动物遗传学的研究重点是“啮齿类”动物原因是：体重小、繁殖性能高、占用空间小和资源容易获得等优势。,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。以大鼠为例，它属于:脊索动物门哺乳动物纲啮齿目 鼠科大家鼠属大家鼠种,第一节 遗传学分类,界-门-纲-目-科-属-种,常用哺乳类实验用动物的分类学位置,犰狳,沙鼠,鼬,鼠兔,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,遗传特点,基因类型,二、实验动物按遗传学控制分类,种(species)：是分类学系统上的基本单位。形态学种：以形态学特征为主的内类学种生物学种：强调种内成员之间可以杂交繁殖、不同种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。,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)。品种、品系的概念超出了一般动物学分类的概念，它们才是实验动物分类的基本单位。,品种(stock)是人们根据不同需要而对动物进行改良、选择，即定向培育，并具有某种特定外形和生物学特性的动物群体，其特性能较稳定地遗传。如新西兰白兔、青紫兰兔、Wistar大鼠、KM小鼠等。,品系(strain)即“株”，为实验动物学的专用名词在实验动物学中把基因高度纯和的动物称为品系动物。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。例如，C57BL/6是近交系动物中的一个品系，属低癌组、高补体活性的动物。肌萎缩症(dystrophia muscularis)小鼠是带有突变基因(dy/dy)的品系动物。,习惯上把近交系动物称为品系，封闭群动物称为品种,四、作为品种、品系的条件,1.相似的外貌特征 同一品系或品种具有相同的外貌特征，如毛色。但不同品系、品种的动物也有外貌相似的。,2.独特的生物学特性 独特的生物学特性是一个品系、品种存在的基础，在长期的研究过程中，在一些动物身上发现了所需要的不同于其他动物的生物学特性，进行定向选择，将这些特性保留下来，成为今天为数众多的品系、品种。每个品系、品种的生物学特性都有或多或少的差别。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。,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。,4.共同的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。,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,第二节 近交系动物,一、基本概念,五、常用的近交系动物,C3H小鼠,F344/N大鼠,3.近交程度：近交系数 coefficient of inbreeding 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。血缘系数coefficient of relationship 群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示。同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。随着近交代数增加，血缘系数相应不断升高，到第20代时血缘系数可以达到99.6%。,4.近交系动物：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。近交系动物的命名 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。例如：A系、TA1系。,常用近交系的缩写,5.亚系(substrain):是指育成的近交系在培育过程中，由于杂合子基因的分离，基因突变的产生以及抽样误差导致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群。亚系分化存在以下几种情况：同一近交系在兄妹交配40代以前分离(即分支发生于F20到F40之间)，很可能由于残余杂合性而导致形成亚系。同一近交系长年处于分离状态(100代以上)，可能由于突变形成亚系。已发现有遗传差异的品系产生，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)。,亚系的命名,在原品系的名称后加一道斜线后表明亚系的符号。数字名称 例：DBA/1，DBA/2培育或产生亚系的单位或人的缩写英文名称。第一个字母大写，随后字母小写。例：CBA/J当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的亚系时，可用在数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。例：C57BL/6J，C57BL/10J亚系命名方法例外情况 一些建立及命名较早，且人们所知的近交系，亚系名称可用小写英文字母表示。例：BALB/c,C57BL/6J,Cold Spring Harbor Laboratory冷泉港实验室,第57号雌鼠,Blank 黑色,Jackson实验室,6 表示亚系,6.支系(subline):当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性处理时，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，也可能是非遗传性的。如：代乳、受精卵或胚胎移植、卵巢移植、冷冻保存和人工哺乳等。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。,1.经人为技术处置形成的支系，应在原品系名称后附加一个小写英文字母标明处理方式。具体符号：受精卵移植 e；卵巢移植 o；奶母代乳 f；人工喂养 h；人工喂养+奶母代乳 fh。例：C3HfC57BL/6，表示由C57BL/6品系代乳的C3H近交系。2.由引种形成的支系，在原品系或亚系名称后加一斜线，然后标明引入单位的英文缩写名称。例：NC/S。3.用代乳等人为技术处置的目的之一是去除或植入垂直感染的病毒。当去除或植入的病毒十分明确时，用下面方法表示。在品系名称后加一横线，以大写英文字母标明病毒的名称，最后加上一个“+”或“-”的符号分别表示植入或去除。例：C3H/HeNMTV+。,支系的命名,二、近交系动物的特性,1.同和性 在一个近交系内所有动物的所有基因位点都是纯合子，个体之间、祖代个体与后代个体之间都是纯合子。2.同基因性 一个近交系中所有个体在遗传上是同源的，所有个体都可追溯到一对共同祖先。个体之间可进行器官移植、皮肤移植、肿瘤移植。3.一致性 近交系动物任何可遗传的体征都是一致的，如血型、组织型、形态上的特征、行为的类型。如个体间出现差异，是环境不均一造成的。4.长期的遗传稳定性 近交系动物在遗传上是稳定的。遗传变异或基因突变的机率极低，并及时清除遗传变异的动物。,5.可分辨性 近交系动物在遗传上已有分型，可根据这些位点的分型很快地将两个外貌相似的近交系分辨出来。6.对外界因素的敏感性 近交系由于高度近交而降低其在某些生理过程中的稳定性，使其外界因素的变化更为敏感。近交系的这一特征，使其更容易成为模型动物研究对象。但这一特征的缺点是在饲养和实验过程中，由于很难控制外界因素对每只动物都完全相同，从而导致对实验处理反应的不同。,7.遗传组成的独特性 自然界动物的基因以纯和或杂合状态等多种形式存在，而近交系动物的基因由于纯化而仅有其祖先基因的一部分。所以每个近交品系在遗传上都是独特的，具有独特的表现特征。8.分布的广泛性 大部分近交系动物分布在世界各地，不同地区、不同国家的科学家有可能去重复或验证已取得的理论和数据。9.背景资料和数据较为完善 近交系动物在培养和保存过程中都有详细的记录。对于设计新的实验和解释所得结果提供了便利条件。,10.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。这一特征也使动物不能接受剧烈的实验处理，加大剂量的毒性实验等。同时，这一特征使得近交系繁殖力低，产仔数少，对环境变化的适应力弱，很容易断种，需要严格的饲养管理，相对来说生产和实验的成本较高。,近交系动物的应用,1.近交系动物个体之间极为一致，对实验反应一致，可以消除杂合遗传背景对实验结果的影响，减少动物的使用数量。2.某些涉及组织细胞或者肿瘤移植的实验中，要求个体之间组织相容性的一致，因此，近交系动物成为必不可少的动物模型。3.由于近交，隐形基因纯和性状得以暴露，可以获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。4.某些近交系具有一定的自发或者诱发肿瘤的发病率，并可以使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代。5.由于近交系同时使用可使研究者分析不同遗传组对某些实验的影响，或者观察实验结果是否具有普遍意义。,三、近交系动物的分类和应用,普通近交系重组近交系同源近交系：同源突变近交系 同源导入近交系 分离近交系,1.普通近交系 普通近交系动物是通过至少（或相当于）20代以上兄妹或亲子交配之后培育成的。特点和应用：节省样本量。组织细胞或肿瘤移植，个体间相容性一致。隐性纯合基因的暴露，获得先天性畸形及先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。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。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，或观察实验结果是否具有普遍意义。,2.重组近交系(recombinant inbreed strain,RI)由两个无血缘关系的近交系杂交后，得到F2代，然后进行全同胞交配连续20代以上育成的近交系列动物。为重组近交系提供亲代的两个近交系称为祖系。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征。应用：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。命名：用“x”号将两个亲代近交系动物的缩写符号连在一起后，按顺序冠以A B C 字母，或加上一破折号，标上阿拉伯数字。如：CXBD 或CXB-1(BALB/c C57BL/6)。,3.同源近交系：(1)同源突变近交系(coisogenic inbred strain)两个近交系除了个别位点等位基因不同外，其它遗传基因全部相同的品系。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。同源突变近交系的命名 在品系（亚系）的名称之后加连字符和基因符号（斜体），如C57BL/6J-bg表示C57BL/6J携带bg基因。当突变基因处于杂合子状态时，符号中应包括一个正号来指示，如C57BL/6J-bg/+。同源突变近交系的代数用M表示，如C57BL/6J-bg(F58+M+F20)表示C57BL/6J第58代突变，然后又进行了20代近交。,(2)同源导入近交系(congenic inbred strain)：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。同源导入近交系的命名：命名是在背景品系的全名或缩写符号后，加某些符号。一个圆点和一个供体品系符号的缩写，然后加连字符与目的基因符号。如：B10129-H-2b，表示以C57BL/10sn(=B10)为遗传背景的品系，导入129品系上的等位基因H-2b。如果用同样的供体作几次导入，用括号里的数字或字母来区分导入的第次。例如：B10129(12M)-H-2b，表示背景品系是B10，第12次导入了129品系的H-2b等位基因。供体品系不是近交系，或遗传的差异是复杂的，或这个品系已广泛使用而众所周知时，可使用稍微不完整的符号。如BALB/c-nu/+表示携带杂合nu基因的BALB/c品系。,(3)分离近交系(segregating inbred strain)在培育近交系的过程中，采用一定的交配方法，迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态，则分离出该基因位点上带有不同等位基因的两个近交系亚系。分离近交系的命名命名法与同源突变系相似，品系符号后是连字符加杂合位点的基因符号。例如：DW-dw/+表示DW品系在dw位点是杂合的。分离近交系的代数可以在品系名称后的括号内加FH和数字表示。例如：DW-dw/+（FH27）表示保持dw/+位点杂合的兄妹交配27代。,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。例如：在小鼠中不同的组织相容性基因对免疫反应、动物寿命和繁殖有不同的影响。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。例如：不同遗传背景对小鼠糖尿病基因的影响。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。,1、动物的交配方式：近交、杂交、远缘交配、随机交配。2、近交系保种：育成的近交系严格按全同胞方式进行交配；育成的近交系不得与其他品系杂交；近交系有特异的遗传特性，保种过程随时分离或淘汰遗传变异的个体；近交繁殖力低，选择繁殖力高的，淘汰繁殖力低的家系；对个体进行详细记录和建立系谱。,四、近交系动物的维持,3、近交系生产：基础群：全同胞方式交配；血缘扩大群：种用动物来自基础群，全同胞方式交配；在血缘扩大群动物不超过5-7代能追溯到其在基础群中一对共同祖先。生产群：种动物来自基础群或者是血缘扩大群，随机交配，繁殖代数不超过4代。所以要不断的从基础群或血缘扩大群向生产群中引种动物，确保基础群与生产群动物的血缘关系和遗传的一致性。,第三节 封闭群动物,群体的概念群体：在自然条件下能够相互交配繁殖后代共享一个基因库的一群动物。是指生物的一个种、一个亚种、一个品系、品种或其它类群的所有成员之和。在生物的进化历史中，单个生物个体的存在与否是无意义的，生物只有以群体的方式生存，这个物种才能存在与发展。在群体遗传学中，个体之间的遗传差异来源于等位基因的不同，群体之间的差异则取决于基因频率的不同。,基因频率和基因型频率 基因频率（gene frequency）就是在一个群体中某一种基因的数量与占据同一基因座的全部等位基因总数的比例，取值范围在0到1之间，通常写成小数的形式。基因型频率（genotype frequency）就是在二倍体的生物群体中，某一个基因座的特定基因型(如AA、Aa和aa）在其全部基因型中所占的比例，取值范围在0到1之间，通常也写成小数的形式。,Hardy-Weinberg定律 在一个大的随机交配的群体内，如果没有突变，选择和迁移因素的干扰，则该群体每一世代基因频率和基因型频率保持不变。,一个群体既不以近交形式进行交配，也不引入任何外来血缘，在封闭条件下交配繁殖，至少繁殖4代以上，从而保持了群体的一般遗传特征，又具有杂合性，我们称之为封闭群。ICLAS（国际实验动物科学委员会）规定，以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新的血缘条件下，至少连续繁殖4代以上称为封闭群。封闭群可分为远交种（outbred）和突变种。,一、封闭群（closed colony),常用的封闭群动物,SD大鼠,毕格犬,青蓝紫兔,ICR小鼠,二、封闭群动物的特点及应用,1、封闭群动物避免了近亲交配，具有较强的繁殖力和生活力。表现为每胎产子多，胎间隔较短，仔鼠死亡率低，生长快，成熟早，寿命长，对疾病的抵抗力强。在饲养繁殖过程中无需详细记录谱系，成本低，易繁殖，可大量生产，充足供应。广泛应用于一般实验及学生的教学实验。2、封闭群动物（远交种）的遗传组成具有 很高的杂合性。类似于人类群体遗传异质性的 遗传组成，用于人类遗传学研究、药物筛选、毒 物试验，生物制品和化学药品的鉴定等方面。,毕格犬,3、由于封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性，所以在遗传学研究中可作为选择实验的基础群体，用于对一些性状遗传力的研究。4、封闭群动物的突变种携带的突变基因通常可导致动物某些方面的异常，成为生理学、胚胎学和医学研究的模型。如高血压大鼠。5、由于其可携带大量的隐性有害基因，可用于估计群 体对自发或诱发突变的遗传负荷能力。,SHR,1.一般以2-4个大写英文字母命名，如NIH小鼠。2.种群保持者名称：种群名称。种群保持者名称为14个英文字母的缩写，首字母大写，其余小写。如 N：NIH表示美国国立卫生研究院（N）保存的NIH小鼠。3.由于历史原因已广泛使用的封闭群动物，沿用其原来的名称。如：Wistar大鼠，New Zealand兔。4.突变种的命名是在封闭群命名的基础上加上突变基因的符号，用连字符相连，基因符号用斜体字。如：N：NIH-nu/nu表示由美国国立卫生研究院保存的，带有纯合裸基因的NIH小鼠。Lac:LACA-Hh/+表示英国实验动物中心保存的带有杂合半肢畸形基因的LACA小鼠。,三、封闭群动物的命名,原则：尽量保持封闭群动物的基因异质性及多态性，避免近交系数随繁殖代数增加而上升过快。近交系数增量：F1/2N N：群体个数国际实验动物委员会规定封闭群每代近交系数增加量不得超过1，由F1/2N得到每代动物数量不能少于25对。引种时，小型啮齿类封闭群动物数不得少于25对。,四、封闭群动物的维持,采用随机交配的繁育体系，要求这个繁育体系能保持严格的家系记录并最大限度地避免动物近交。方法：1.最佳避免近交法 留种时，每只雄性动物和每只雌性动物，分别从子代留一只雄性和雌性动物，作为下一代的种动物，动物交配时，尽量使亲缘关系较近的动物不配对繁殖，编排方法尽量简单易行。将断奶后的小鼠编号，按随机数表组成配种对。2.循环配对法,五、封闭群动物的繁育体系,循环配对法,3.随机交配法当封闭群动物数量非常多的（繁殖动物在100个繁殖单位以上），不易采用循环交配方法时，可采用随机交配法，即从整个种群中随机选取种动物，然后任选雌雄动物交配繁殖,具体的生产过程中，采取何种交配方式，往往取决于每代雄性动物的数量。雄性动物数位10-25只时，一般采取最近避免近亲法，也可采取循环交配法。26-100只，一般采取循环交配法，也可采取最佳避免近交法超过100只，一般采取随机交配法，也可采取循环交配法。,第四节 杂交F1代动物,一、杂交F1代动物（F1-hybrid)由两个近交系杂交生育的第一代动物，其遗传组成均等地来自两个近交系，属于遗传均一并具有表现型相同的动物，是医学生物学研究中所使用的相同基因型动物的一种。如：AKRDBA/2：AKD2F1。两个用于生产杂交F1代的近交系称为亲本品系（parental strain)，提供雌性的为母系(maternal strain)，提供雄性的为父系(paternal strain)。杂交F1代的遗传组成均等地来自两个亲本品系，即每个基因位点上的两个等位基因分别来自母系或者父系。可能是纯和基因也可能是杂合基因。,杂交F1代动物虽然基因型是杂合的，但个体间的遗传型与表现型都是一致的，符合实验动物有明确遗传背景的基本要求，在实验研究中应用时能获得一致的、可重复的、正确的实验结果。杂交F1代动物不是一个品种或品系，因为它不具有育种功能，不能自群繁殖出与杂交F1代相同基因型的动物，如果进行自群繁殖则在F2时会发生遗传上的性状分离。,1、遗传和表型的一致性：杂交F1代的基因不是纯合子，但个体间基因型是整齐一致的，遗传性是稳定的，表现型也一致。故可获得精确度很高的实验结果，广泛用于营养、药物、病原和激素的生物学评价。2、基因型一致：杂交群动物虽然具有杂合的遗传组成，但个体间基因是相同的，可接受个体间、亲本品系细胞、组织、器官、肿瘤移植。用于免疫学、发育生物学研究。,二、杂交F1代动物的特点及其应用,3、与近交系相比具有杂交优势：近交系动物的生活力、对疾病的抵抗力、对实验的耐受性都较差，而且较难繁殖和饲养，反之，F1代具有较强的生命力，对疾病的抵抗力强，寿命较长，容易饲养。在某些方面比近交系更适用于科学研究。可作为代乳动物及卵、胚胎、卵巢移植的受体。4、国际分布广泛：杂交群动物已广泛应用于各类实验研究，实验结果便于国际上进行重复和交流。,5、在医学生物学中的应用 1）干细胞的研究 2）移植免疫的研究 3）单克隆抗体研究 4）细胞动力学研究 5）作为某些疾病研究的模型,杂交群应按以下方式命名：雌性亲代名称在前，雄性亲代名称居后，二者之间以大写英文字母“X”相连表示杂交。将以上部分用括号括起，再在其后标明杂交的代数（如F1等）。对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称。例如：（C57BL/6 DBA/2）F1=B6D2F1,三、杂交F1代动物的命名,1、杂交F1代动物的亲本必须是近交系动物。2、杂交F1代动物只能作实验用，不能作为种用。3、生产杂交F1代动物，必须维持两个亲本近交系的存在。4、根据实验对杂交F1代遗传组成的要求选择亲本近交系。在这个前提下选择遗传上差异较大的品系进行杂交以提高杂交优势的程度。,四、杂交F1代动物的维持,一、遗传改变的原因 1、近交系遗传改变的原因残余的杂合性，尽管我们采用严格的兄妹交配，20代后还是存在1.4的残余杂合性，杂合子个体在受精率、繁殖率和生活力上均远远超过纯合子遗传型个体，其在群体中扩散引起群体遗传变异；人为失误造成外来的基因组杂交进一个近交系，产生遗传污染；,第五节 遗传质量监测,染色体片断存在重复、缺失、易位、倒位，基因位点存在突变，若这些变异在繁育过程中固定下来，会引起群体遗传改变；遗传突变，来自DNA序列的变化，这种变化可能是某核苷酸碱基的置换、缺失或插入；各种品系分布到各地长期隔离，造成品系特性发生很大变异。,2、封闭群（远交群）遗传改变的原因 最主要的是选择，同近交系一样，遗传污染和基因突变都能造成远交群的差异，但远交群等位基因分布改变的主要原因在于选择；要保持一个远交群所有基因频率的相对比例没有变化，最恰当的核心繁育群应有1000个动物；但事实上我们不可能做到这一点，特别是近代，人们为了控制微生物污染，采用剖腹产和悉生生物学技术定期地重建新的群体。在重建过程中，群体骤然变小，近交系数必将上升，因而导致杂合性下降，这也意味着某些基因被固定下来。在不同的单位这种对位点的不同固定，往往导致了同一品种动物等位基因分布的改变。,二、遗传学监测方法,由一个基因和多个基因决定的任何特征都能用来检测一个品系。常用的检测特征：形态学特征：毛色基因检测法，下颌骨形态法免疫学特征：皮肤移植法，混合淋巴细胞培养法酶和蛋白质：生化标记法,1.毛色基因检测 被毛颜色的变化是位于细胞水平的生化过程，它是由基因控制的。在一个小鼠品系中，如果突然发现均一的、异常的颜色，这就意味着一个突变或被带不同毛色基因品系污染了。但是，在生物医学研究中这种现象并不多见，因为我们使用的小鼠多半都是白化小鼠，由于白化基因c是各种带色基因的上位基因，所以白化小鼠间的污染不能“一看而知”，必须用双隐性的带色小鼠与之配种，观察F1代的毛色。,形态学方法,近交系的毛色基因,*A-野生色、aa非野生色、Aw-白腹野生色、B-黑色、bb褐色、C-有色、cch 青紫兰色、cc白化、D-深色、dd 淡色、In-铅灰、in黑灰、S-无色斑、ss有色斑。,2.下颌骨形态分析法 动物的骨骼形态具有高度的遗传性，而各种骨骼的形态、大小及其出现的差异均可作为鉴定品系的方法。现简介英国实验动物中心Festing的下颌骨分析法，取同日龄或201g小鼠的头骨，将其煮沸3分钟以上，再用胰酶37消化24小时后用清水洗净，取下颌骨置于L形直角坐标板上测量11个位点（见下图）。1-6为高度测量点，7-11为长度测量点，将各测量点的值记入表中，并列四个判别函数。,下颌骨形态分析图,免疫学方法,1.皮肤移植法 主要用于探测组织相容性（H-2）基因的差异，它是一个敏感、使用广泛的方法，以尾部皮肤移植法为好。,注意：放置皮片时要注意移植片的被毛与受体被毛呈相反方向。皮片在第一周内苍白、干瘪、脱落，则为技术失败。对照自体移植，技术失败率不得少于10%。皮片在第23周内发炎、水肿、坏死、结痂直至脱落，则为急性排斥。遗传污染通常引起急性排斥。皮片在第39周内逆毛逐渐脱落，直至无毛；或者因排斥留下凹陷疤痕，都为慢性排斥。遗传突变通常引起慢性排斥。皮片在100d的观察期内，始终有逆毛，则为永久接受的标志。,移植类型与移植物的命运,小鼠组织相容性位点的分布,生化标记法,依据基因的产物，异构蛋白和酶在特定电场内携带的电荷不同采用电泳的方法将它们区分，这些电泳带型称之为生化基因标记。我们可以根据电泳带型即蛋白质的表现型推断被检测小鼠的基因型，建立各种近交系的遗传概貌。,常用近交系小鼠的生化标记基因,微卫星DNA标记法微卫星(microsatellite MS)是指重复单位为16bp重复十数次至数十次的一类DNA序列。微卫星在真核细胞中广泛存在，分布均匀，平均660kb就有1个重复序列。微卫星被用作基因作图的标记，在接近完成的小鼠遗传图中，7377个遗传标记中有6580个是微卫星的遗传标记。微卫星标记法采用从小鼠基因组中PCR扩增出微卫星侧翼序列，进行电泳以后对结果进行分析，从而判别小鼠遗传是否发生改变。,哺乳类实验动物的遗传质量控制GB 14923-2001GB 14923-2010,实验动物相关国家标准,善待实验动物，推行3R方案：Replacement（替代）Reduction（减少）Refinement（优化）,实验动物福利,替代：在实验动物替代方面，利用离体培养的器官、组织和细胞代替整体动物，在单克隆抗体产生、病毒疫苗制备、效力和安全试验、细胞膜研究等项目中已广泛使用。还有用低等动物代替高等动物，用物理、化学和信息技术方法代替动物实验，这些替代方法的研究和应用，都减少了实验动物用量。减少：在减少动物用量方面的措施还有：合并使用动物，如利用死亡的动物进行外科手术实验，利用病理解剖实验摘取动物的器官等；改进统计学设计，以少量动物获得大量统计学资料；使用高质量的实验动物，同样可以起到以质量代替数量的作用等。优化：在动物实验的优化方面，通过改良仪器设备，减少动物的痛苦；改善实验室条件，减少对动物的刺激，避免应激反应；优化实验方法，尽量减少实验动物用量，给予动物人道处死、施行安死术。,相关专业网站中国实验动物信息网广东实验动物信息网 美国Jackson实验室,常用英文缩写符号,ICLAS 国际实验动物科学委员会(International Committee of Laboratory Animal Science)WHO 世界卫生组织（World Health Organization）NIH或N 美国国立卫生研究所（National Institute of Health）COBS 以无菌手段剖腹取出后饲养在屏障环境的动物（ceasarear originated barrier sustaied）An 美国国立肿瘤研究所H.B.Andewont博士Bir Birmingham大学肿瘤研究所ICR 美国国立肿瘤研究所(Institute for Cancer Research)Gro 荷兰Groningen大学遗传研究所J或Jax 美国杰克逊实验室（Jackson Memoriai Laboratory）JCR 日本国立肿瘤研究所(Japan National Institute for Cancer Research)Lac英国医学研究委员会（Medical Research Committee,MRC）实验动物中心(Laboratory Animal Centre,Lac),GB14923-2010实验动物遗传质量控制,修订的主要内容a)增加了染色体置换系、核转移系等特殊近交系的内容，与国际上最新版本的权威文件一致。b)增加了对遗传修饰动物的说明。c)对封闭群动物提出了检测要求。d)补充了杂交群的繁殖方法。,211 遗传修饰动物 genetic modified animals 经人工诱发突变或特定类型基因组改造建立的动物。包括转基因动物、基因定位突变动物、诱变动物等。212 封闭群 closed colony远交群 outbred stock以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群，在不从外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上的群体。213 杂交群 hybrids由两个不同近交系杂交产生的后代群体。子一代简称F1。,谢谢大家！,