第二章讲义实验动物的遗传学分类1
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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27
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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35
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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9
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两个不同的学科，虽然它们都是关注生物遗传学，但是它们的研究方向、对象和方法不同。
在本文中，我们将简要介绍实验动物遗传学和微生物学的分类。
实验动物遗传学的分类实验动物遗传学是研究各种家畜、家禽和实验动物的遗传学。
根据所研究的动物种类不同，实验动物遗传学可以分为以下几类：•家畜遗传学：研究家畜的遗传学，例如猪、牛、绵羊、山羊等。
它们通常是为了人类的生产性目的而被人类驯养，并经过长达数千年的人工选择而“优化”了某些特征。
家畜遗传学研究家畜遗传形态的多样性、这些生物的盲段体,性染色体,并进一步对混种群体的组成进行深入研究。
•家禽遗传学：研究鸡、鸭、鹅、鸽等家禽的遗传学，以及它们所患病害的遗传学。
家禽遗传学的目的是让家禽在肉和蛋的生产效益上得到更加优化，提高生产力。
•毒蛇遗传学：研究赤环蛇、银环蛇、黑眉蛇等毒蛇的遗传学和基因工程方面的技术。
众所周知，毒蛇会咬人，而这类研究主要是控制毒蛇的毒性，缓解毒蛇的威胁的方式包括之前提到的各种遗传学研究。
微生物学的分类微生物学是研究微小生物（微生物）的形态、结构、生理、遗传、分子生物学、环境生态、分类、系统发育等方面的基础科学，是生物学的重要分支之一。
根据微生物的分类组织，微生物学可以分为以下几类：•毒菌学：研究产生毒素菌的分类、生物学特征、发病原理和控制手段等。
这类微生物会危害人类的生命健康，因此毒菌学研究可以帮助人类更好地对抗这些有害微生物。
•乳酸菌学：研究产生乳酸菌的分类、生物学特征、分子机制和应用等。
乳酸菌学在食品工业、医疗保健和畜牧业中发挥着重要作用。
•酵母菌学：研究酵母菌的分布、分类、生态环境、生化代谢过程、合成和分解物理效应等，酵母菌因其在食品和饮料等工业中的广泛应用而受到广泛关注。
总结实验动物遗传学和微生物学的分类各自有着独特的研究方向和对象，以及不同的应用领域。
对于相关人员，了解它们的分类很有必要，以便更好地开展研究工作。
第二章实验动物遗传学分类
同源导入近交系的命名
在品系名称后加“•”和供体名称缩写，再加 连字号和目的基因符号，如B10 •129-H-2b 表示以C57BL/10品系为遗传背景，携带来自 129品系H-2b基因的同源导入近交系。 如果供体不是近交系，可以不加以命名，例 如BLAB/c-nu/+表示携带杂合nu基因的 BLAB/c品系，nu基因来自于非近交系。
第二章实验动物遗传学分类
支系的命名（三）
人工喂养（Hand-rearing) : “h”; 人工喂养加奶母代乳 （Foster on Hand-rearing): “fh”； 冷冻保存(Freeze preservatio) : “pe”; C57BL/6peCBA/N表示C57BL/6冷冻 卵或胚胎复苏后移植入CBA/N雌鼠子 宫内产生的鼠。
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。
第二章实验动物遗传学分类
亚系的命名
亚系命名原则是在品系名称后加斜线号， 再加上数字或培育者名称缩写，或者以数 字开头与缩写同时使用， 如A/He(F87)是指近交到87代由Heston 培育的A品系的亚系。
第二章实验动物遗传学分类
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。
第二章实验动物遗传学分类
作为一个品种、品系应具备的条件
相似的外貌特征：例如小鼠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。当然,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,例如A、KM等十几个， 品种、品系动物的毛色都是白色，但它们在其他 的条件上是有区别的。 独特的生物学特性
第二章实验动物的遗传与繁殖
第二章实验动物的遗传与繁殖实验动物的遗传规律符合一般生物学遗传原理，离开遗传学的基本知识就难以提供适于当今科学发展水平所需的实验动物。
实验动物是以科学实验为目的，专门培养的动物。
由于科学工作者在实验研究中对实验动物不断提出更高的要求，希望有各种更为合适的动物类型来完成科学实验，因而促使实验动物工作者从遗传学控制的角度选择、培育和生产实验动物。
从遗传学的观点来看，实验动物是遗传学限定的动物。
第一节实验动物的遗传学原理一、遗传与变异生存与繁殖是生物体的两个基本特征，生物体在自然界中生存，不仅需要维持生命,进行正常的新陈代谢活动，而且需要繁殖，产生与自己相似的个体，以保证物种世代延续。
这种后代在形态、生理、生化等方面的特征与亲代的一致性，称为遗传。
遗传现象是生物界的一个普遍现象。
但在实践中，若仔细地检查子代的各方面特性，就可以发现或多或少在某些方面与亲代不一样，子代的个体间也存在着差异。
最常见的如子代的身长、体重与它们双亲不一致；正常的健康群中出现的生理缺陷，如侏儒、小耳、白化、无胸腺等病态。
这种后代与亲代或者兄弟、姐妹间的不一致性，称为变异。
变异有不同的类型，有的可以遗传，有的不能遗传。
凡是遗传物质发生变化的变异可以遗传。
反之，遗传物质没有改变的变异则不能遗传。
例如，将鼠的尾巴截去造成人为变异，即短尾, 但这种小鼠的后代仍是长尾, 这种截尾的实验连续进行20代，结果后代仔鼠依然是长尾。
由此说明，截尾虽然可以产生变异，但没有改变鼠的遗传物质，所以这种变异不能遗传。
此外,确实存在一种短尾的小鼠，“短尾”的特性是可以遗传的,由存在于第17对染色体短臂上的T-t基因控制，与H-2基因连锁，T基因是野生型基因,呈显性，表现型为长尾；t基因是突变型,呈隐性，tt纯合子表现型为短尾。
遗传的突破即是变异，变异的巩固即是遗传。
没有变异，遗传只是生命的机械重复，生物不会进化。
没有遗传，即使产生了变异，其特征也不会传给后代。
实验动物按遗传学分类
遗传和表型上的一致性：表型变异率低，对周围环境变化 适应性较强，实验反应高度均一，广泛应用于营养、药物、 病原体和激素的生物评估。
杂交优势：据较强的生命力和对疾病的抵抗能力，寿命较 长，以饲养，适合于保存某些有害基因和长期慢性致死实 验，也可作为代乳动物以及卵、胚胎和卵巢移植的受体。
1 .近交系动物的繁殖方法 选择近交系动物繁殖方法的原则是保持近交系动
物的同基因性及其基因纯合性。
1.1 引种 作为繁殖用原种的近交系 动物必须遗传背景明确， 来源清楚，有较完整的资 料（包括品系名称、近交 代数、遗传基因特点及主 要生物学特征等）。引种 动物应来自近交系的基础 群（foundation stock）。
封闭群的种群大 小、选种方法及 交配方法是影响 封闭群的繁殖过 程中近交系上升 的主要因素，应 根据种群的大小， 选择适宜的繁殖 交 配方法。
A2.1 当封闭群中每代交配的雄种动物数目为 10-25只时，一般采用最佳避免近交法，也 可采用循环交配法。
A2.2 当封闭群中每代交配的雄种动物数目 为26-100只时，一般采用循环交配法，也可 采用最佳避免近交法。
近交系 封闭群（远交群） 杂交群
1.定义 经连续20代（或以上）的全同胞兄妹交配（或者 亲代 与子代交配）培育而成，近交系数应大于99%，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，该品系称为近交系。
近交系数：指群体中某个体通过遗传携带两个同源等位 基因的概率。
Falconer于1960年经实验获得一个近交系数的计算公式： Fn=1-(1-△F)n 例如: 同胞兄妹连续20代交配的近交系数为：
实验动物学第二章实验动物质量的标准化
各类实验动物中已培育近交系的数目
实验动物 近交系数目
封闭群
近交系
突变系
⒉品种、品系的概念
在动物分类学中，种是动物分类的基本单位，其定义为一群形态相似、能互相交配的自然群体，它们在生殖上与其他群体相隔离。 而在实验动物分类系统中，品种、品系是基本分类单位。作为一个品种、品系，应具备以下条件。 相似的外貌特征：如体重、毛色等应相近或一致。C57BL/6小鼠毛色是黑色的，DBA/2小鼠的毛色是灰色的，昆明小鼠的毛色是白色的等。 独特的生物学特性：是一个实验动物品系、品种存在的基础。如高癌鼠、低癌鼠、糖尿病鼠、白血病鼠等。根据研究目的进行选择应用。
小鼠 300 大鼠 111 地鼠 35 中国地鼠 4 豚鼠 15 兔 12 鸡 40 鱼 9 两栖类 4
亚系和支系：亚系是由一个近交系分离出来的具有各不相同特性的品系。育成的近交系可能由于突变和残余杂合基因而导致部分遗传组成的改变，从而形成亚系。支系是亚系内的小分类，一般是由一个亚系引到另一单位形成的新亚系，也可经人为技术处置（如代乳、胚胎移植、卵巢移植等）形成支系。
⒉命名
四、重组近交系动物
⒈基本概念： 在两个近交系杂交生育F1代后，F1代互交生育F2代，从F2代中随机选择个体交配，连续进行20代以上的全同胞兄妹交配而育成的一个近交系称为重组近交系。 为重组近交系提供亲代的两个近交系称为祖系。
④关系相近，同一来源的不同品系，其名称基本相似，差异部分用一个大写英文字母表示，如NZB、ZNO、ZNX、ZNW等。 ⑤近交代数的表示，一般在品系符号后括号内写上代数，在代数前加写F，如A(F78)等。 ⑥书写品系命名符号要完全，应使用公布的全称，不能随便缩写。
实验动物学-遗传学控制
配。从遗传上来说，近交系的培育是从 群体多态杂合的遗传组成中，选择保留 一小部分，淘汰其它大部分的一个过程。 经过20代近交后，近交系的个体有 98.6%的遗传位点是纯合的，因此个体 间的遗传差异很小。然而，不同近交系 之间由于近交而固定的基因不同，遗传 差异很大。
近交系数：指群体中某个体通过遗传，
3、亚群（支系）的命名是在品系（亚系） 的名称后加双斜线号，再加上保持者名 称的缩写。例如：C57BL/6J//Lac指由英 国实验动物中心（Lac)维持的C57BL/6J 品系的亚群。 某些技术上的处理，则应该用小写英文 字母作为相应的符号加以注明。例如： C3HfC57BL表示由C57BL品系代乳的C3H 品系，通常也可缩写为C3HfB6。
在动物分类学中，“种“（spcies)是动 物分类的基本单位。而实验动物学品种 (stock)、品系(strain)的概念超出了一般动物 学分类的概念，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、品系，它们 各自有其品种品系的特征。品种、品系才是 实验动物分类的基本单位。
实验动物品种品系应具备的四个 基本条件：
二、命名：
近交系动物的命名，尤其是近交系小鼠
的命名已由国际统一规定，由国际实验 动物科学委员会（ICLAS）的小鼠标准 化遗传命名委员会制定了命名法，并由 该组织对各国培育的新品系作鉴定和认 可。
对承认的近交系四年公布一次，其中包
括各个品系的历史、来源、独特的生物 学特性等介绍，以及培育者的人名、单 位名的规定写法和遗传背景，基因组成、 缩写符号及标准命名等。这些资料供全 世界参考，在进行新的命名时可避免重 复及混乱。 近交系动物国际命名法是近交系动物命 名的基本参照，循仿小鼠命名法，类似 的近交系命名规则已在许多其它动物中 应用。
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应用
干细胞研究 免疫学研究 细胞动力学研究 单克隆抗体研究
易水寒江雪敬奉 Thanks
Thanks
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
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
同源突变近交系的命名：如C57BL/6J-
bg;C57BL/6J-bg/+
同源导入近交系的命名：如B10·129-H-2b
养“h” 人工喂养加奶母代乳“hf” 、冷冻 保存“p” 去除或植入垂直感染的病毒 如 C3H/HEN-
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。
第三节 系统杂交动物的特点及应用
杂交一代动物：两个近交品系动物之
间进行有计划交配所获得的第一代动物。
命名
例如：C57BL/6♀×DBA/2♂→B6D2F1， DBA/2♀×C57BL/6♂→D2B6F1
系统杂交动物的特点及应用
特征
1.具有杂交优势 2.遗传和表型上的一致性 3. 杂合的遗传组成 4.作为疾病研究的模型
近交系动物的命名
用1-4个大写英文字母表示 两个大写英文字母间加入1-2个阿拉
伯数字来表示 非正规命名：129、101、615等品系 关系相近，同一来源的不同品系
近交系动物的命名
代数表示，在品系符号后括号里写 上代数，在代数前加写F
书写品系命名符号要写全
国际公认的品系缩写有：AKR---AK、 BALB/c---C、CBA---CB、C3H---C3、 C57BL---B、C57BL6---B6、 C57BL/10---B10、C57BR---BR、 C57L---L、DBA/1---D1、DBA/2--D2、HRS/J---HR，RⅢ---R3
第二节 封闭群动物的特点及应用
命名 如：N：NIH、Han:NMRI 特点
1.保持一定的杂合性 2.保持相对的稳定性 3.个体差的大小取决于祖代 4.繁殖力、抗病力强 5.群体中存在有模型价值的突变基因
应用
人类遗传研究、毒性实验、药物筛选等 等
预试验、学生教学和一般实验
常用的封闭群动物小鼠有KM、ICR、 NIH、CFW、LACA等，大鼠有SD、 Wister等，豚鼠主要有英国短毛种等， 家兔有日本大耳白兔、新西兰白兔、中国 本兔等。
近交衰退：即近交后代出现生长、成活、生育、
抗病、适应环境能力减退的现象。
近交程度：近交系数（F）：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。F=0%， F=100%。Fn=[1-(1-△F)n]*100%
近交系动物：是指经过20代以上连续全同胞或亲
子交配，品系内所有个体都可追溯到上20代或更远 代数的一对共同祖先的动物群。
精品
第二章实验动物的遗传学分类1
实验动物的遗传学分类
本章重点掌握的内容 1、近交系和其他类型的近交系定义 2、近交系的命名、特征及生物医学应用价值 3、封闭群和杂交群定义 4、封闭群和杂交群的命名
5、封闭群和杂交群在生物医学应用价值
第一节 近交系动物
近交：即近亲繁殖，是指一群体中有目的的选用
遗传学上血缘关系较近的雌雄个体之间进行交配。
近交系特征
资 分 可 个 性对 表 同 遗 基
料布辨体 外形源传因
可广性性 界均性稳纯
查泛
的一 定合
性性
敏性 性性
感
近交系动物的应用
近交系小鼠的应用： 组织移植 制作疾病动物模型 比较遗传学研究
封闭群动物的特点及应用
封闭群（Closed colony）的正确概念是指引种 于某亲本或同源亲本的动物，让其不以近交形 式，也不与群外动物杂交而繁衍的动物群，目 的是要求整个群体尽量防止近亲交配而保持着 遗传变异，也就是说既保持群体的一般特性， 又保持动物的杂合性。至于个体间差异的程度 因引种来源的不同而有不同，如引种于一般杂 种，则个体间差异就大；如果引种于有近交历 史的动物，则个体间差异就小。
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。
二、亚系的特点及命名
亚系：是由一个近交系分离出来的 具有各不相同特性的品系。
亚系的命名
三、支系特点及命名
支系：是亚系内的小分类，一般由一个
亚系引到另一个单位形成的新亚系，也可 经人为处置形成支系。
种群转移 如：C57/6J/LaHeB 、卵巢移植“o” 、奶母代乳“f” 、人工喂