第二章实验动物的饲养与培育

•第二章
实验动物的饲养与培育
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节
实验动物的分类
实验动物是指经人工培育、对其携带的微生 物实行控制、遗传学背景明确或来源清楚， 用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定 以及其他科学实验的动物。(狭义) 实验用动物泛指所有用于科学实验的动物。 （广义 ）
实验动物的微生物学控制分类
普通级动物 (Conventional animal，CV)： 不携带所规定的人兽共患病病原和动物 烈性传染病病原动物。 清洁级动物 (Clean animal，CL)：除普 通动物应排除的病原外，不携带对动物 危害大和对科学研究干扰大的病原。
封闭群（远交群） （closed colony or 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，在不从其外部引入新个 体的条件下，至少连续繁殖4代以上。
杂交群 由不同品系或种群之间杂交产生的后代称 为杂交群。用于实验研究的杂交群是指两个近 交系之间交配所繁殖的子一代动物，简称F1动 物。
3. 支系（ subline）：近交系或亚系经人为技术处置 后称为支系，如卵子移植、胚胎冷冻、种群转移。通过 实验手段获得的遗传工程小鼠也称之为支系。
重组近交系(recombinant inbred strain) 和重组同类系(recombinant congenic strain)
（1）重组近交系(RI)：由两个近交系杂 交后， F2 代重新编组，并连续 20 代以上兄 妹交配育成的近交系。 （ 2 ）重组同类系（ RC）：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 过对特殊基因选择的近亲交配而育成的近交 系。
悉生动物（ Gnotobiotic animals， GN）也称已知菌动物或已知菌丛动 物，是指在无菌动物体内植入已知 微生物的动物。必须饲养于隔离系 统。
简称 要求
特点
应用
CV
良好的饲养设施，在 饲养管理中要采取一 定的防护措施
微生物等级要求最低
示教或低层次的科 研
目前可适用于大多 数科研实验
CL
敏感性与重复性较好 饲养于屏障环境或 IVC系统，用的水、 饲料、垫料、笼器具 要经过消毒灭菌处理 来源于无菌动物
SPF 必须饲养在屏障系统 中，实行严格的微生 物学控制 GF 饲育于隔离系统
是目前国际上公认 标准级别的实验动 物
来源于剖腹产或无菌卵的孵 微生物学、免疫学 化 ，盲肠膨大 ，心脏相对变 等领域 小，白细胞数少，免疫机能基 本上处于原始状态，易缺乏维 生素B和K ，抗辐射能力强， 寿命长 体内外有已知种类的几种微生 可作为研究微生物 物，形成动物与微生物的共生 与宿主、微生物与 复合机体 ，生活力较强，抵 微生物之间相互作 用的动物模型
2.随机交配的方法
将群内雌雄动物分别编号，按照数学表 或其它随机方法进行配对，但要排除近亲配 对，尽可能不安排三代以内近亲交配，留种 时，每对均要按要求保留雌雄动物，以保持 一定的群体数量。
3.封闭群动物的维持与生产 （1）引种原则 作为原种的封闭群动物 遗传背景必须明确，来源清楚，有较完整的 资料，引种数量要足够多，小型啮齿类封闭 群动物引种数目一般不能少于25对。 （2）繁殖原则 封闭群动物应保持足 够数目的种群作为核心群，同时根据实际需 要确定生产群繁殖的大小。
二、近交系和杂交一代的繁育体系
1.近交系数：近交系数是用以计算在一定 近亲交配形式下各代减少杂合基因的百分率 从而了解不同代次基因纯化程度。即子女得 到一对相同等位基因的概率。 2.近交系繁育的基本方法 ： a. 单线法。 b. 平行线法。c. 选优法
3.近交系的繁育体系
近交系动物常采用红绿灯繁育体系，分 为基础群（ foundation stock）、血缘扩大 群（ pedigree expansion stock）和生产群 （production stock）。
遗传工程小鼠繁育体系 遗传工程小鼠保种繁殖均采用 r／+或D／ +×+／+，即每一代都是带目的基因 r、D 杂合 子小鼠，向背景品系的小鼠回交，每一代都必 须做目的基因检测，由于背景品系的近交系是 在高度遗传监视下的标准化品系，所以每一代 遗传工程小鼠的回交都可视为其背景品系的纯 化。
野生动物实验动物化
四、基因突变动物的繁殖体系
（一）隐性遗传突变系动物的繁育方法 1.雌性和雄性动物均有繁殖能力 2.雌性和雄性动物单一有繁殖能力
3.雌性和雄性动物均无繁殖能力
（二）显性遗传突变系动物的繁育方法
1.突变基因纯合个体间交配 2.突变基因杂合体与正常等位基因间交配 3.突变基因杂合体之间的交配
同源导入近交 系动物的保种和生 产：对该类动物进 行保种和生产时， 必须不断利用回交、 测交，同时进行基 因型测定，保留实 验所需的个体。 ( 图 ： B6-H-2k 的 培育)
背景调查
饲育与繁殖 定向培养
同 源 突 变 近 交 系 （ coisogenic inbred strain）
1）定义：两个近交系，除了在一个指 明位点等位基因不同外，其他遗传基因全部 相同，简称同源突变系。
同源导入近交系(同类近交系)（congenic inbred strain） 通过杂交 - 互交（ cross-intercross）或 回交（ backcross）等方式将一个基因导入 到近交系中，由此形成的一个新的近交系与 原来的近交系只是在一个很小染色体片段上 的基因不同，称为同源导入近交系（同类近 交系），简称同源导入系（同类系）。
GN
饲育于隔离系统
实验动物的遗传学控制分类
一、近交系动物 （一）定义 近交系（inbred strain）是指至少连续20 代的全同胞兄妹交配或亲子交配培育而成， 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。
（二）近交系的分类 1.普通近交系（common inbred strain）： 由非近交系动物培育而成，如 TA1、NJS、 615、BALB/c、DBA/1。 2.亚系（substrain）：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。
4.杂交一代的繁育体系 杂交一代（F1）动物亲代来自两个不同的近 交系，杂交一代动物全部作生产用，一律不留种， 否则后代会发生性状分离。应选择具有优势遗传 特性的品系或具有试验要求的品系进行杂交，生 产出杂交群供生产、试验用。
三、重组近交系的繁育体系
重组近交系的培育是两个近交系杂交生育 的杂交一代，杂交一代互交生育出杂交二代， 从杂交二代随机选择个体配对，连续进行20代 以上的兄妹交配，平行培育出一系列或一组重 组近交系。
封 闭 群 引 种 数 量 要 足 够 多
a. 最佳避免近交法 核心群的每个繁殖对， 分别从子代留一只雄性动物和一只雌性动物， 作为繁殖下一代的动物种群。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。 b. 循环交配法 适用于中等规模以上的实 验动物封闭群，既可以避免近亲交配，又可以 保证动物对整个封闭群有比较广泛的代表性。 c.随选交配法 当核心群数目在100个繁殖 对以上，不易用循环交配法进行繁殖时，可用 随选交配法。即从整个种群随机选取留种用动 物，然后任选雌雄种用动物交配繁殖。
无特定病原体动物 (Specific pathogen free animal，SPF)：除清洁级动物应排除的病原外， 不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验 干扰大的病原。
无菌动物（ Germ free animal，GF）：指无可 检出一切生命体的动物。进一步说，是指用现 有的检测技术在动物体内外的任何部位均检不 出任何微生物和寄生虫的动物。
第二节 实验动物的饲养条件 与环境控制
影响实验动物环境的因素及其控制 实验动物的房舍设施
实验动物饲养的辅助设施和设备
实验动物环境监测和设施的维护
第三节
实验动物的营养与饲料
动物营养需要 各种实验动物的营养需要
饲养标准与饲料标准：GB14924-2010
饲料的营养成分及其作用
第四节
实验动物的育种
一、封闭群的繁育体系 1.随机交配的概念和应用 概念：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。 应用：为了尽量保持封闭群动物基因的 异质性及多态性，避免随繁殖代数增加，导 致近交系数的过快上升，应对封闭群动物采 取随机交配的繁育体系。