实验动物学——实验动物遗传质量控制
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第三章 遗传学控制 实验动物学讲义
习惯上把近交系动物称为品系，封闭 群动物称为品种。
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。
三、作为品种、品系的条件 1.相似的外貌特征
殖隔离的动物则是异种动物 。
2、品种(stock)： 是种以下的进一步的分类。品种一
般系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。 如青紫蓝兔、Wistar大鼠、KM小鼠等。
3、品系(strain)： 在实验动物学中把基因高度纯合的动
物称作品系动物。如，C57BL/6是近交系动 物中的一个品系，属低癌、高补体活性的 动物。
实验动物质量控制 v遗传质量控制 v微生物质量控制 v营养质量控制 v环境质量控制
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。
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。
一、实验动物按遗传学控制分类 v近交系动物（Inbred strains)相同基因型 v杂交F1代动物(F1--Hybrid) 相同基因型 v封闭群动物(Closed--colony) 不同基因型
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：
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，分组分别经续20代以上的兄妹交 配而育成的近交系列组动物。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
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。
三、作为品种、品系的条件 1.相似的外貌特征
殖隔离的动物则是异种动物 。
2、品种(stock)： 是种以下的进一步的分类。品种一
般系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。 如青紫蓝兔、Wistar大鼠、KM小鼠等。
3、品系(strain)： 在实验动物学中把基因高度纯合的动
物称作品系动物。如，C57BL/6是近交系动 物中的一个品系，属低癌、高补体活性的 动物。
实验动物质量控制 v遗传质量控制 v微生物质量控制 v营养质量控制 v环境质量控制
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。
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。
一、实验动物按遗传学控制分类 v近交系动物（Inbred strains)相同基因型 v杂交F1代动物(F1--Hybrid) 相同基因型 v封闭群动物(Closed--colony) 不同基因型
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：
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，分组分别经续20代以上的兄妹交 配而育成的近交系列组动物。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
实验动物繁殖育种和遗传质量控制方案制订
实验动物繁殖育种和遗传质量控制方案1. 方案目标本方案的目标是制订一套全面的实验动物繁殖育种和遗传质量控制方案，以确保实验动物群体的健康、稳定和高质量。
具体目标包括： 1. 提高实验动物繁殖效率和生产力； 2. 保持实验动物群体的遗传多样性； 3. 控制实验动物群体中潜在的遗传缺陷； 4. 促进实验动物群体的适应性和抗病能力。
2. 实施步骤2.1 确定合适的品系和个体选择策略为了确保繁殖育种的可行性和效率，首先需要根据实验需求选择合适的品系。
品系应具有稳定、健康和高生产力等特点，并且能够满足实验要求。
在选择个体时，应考虑其遗传背景、健康状态、性别比例平衡等因素，并借助基因检测技术对个体进行评估。
2.2 设计合理的交配计划根据所选品系和个体的特点，制定合理的交配计划。
交配计划应考虑到遗传多样性、遗传平衡和遗传优势等因素，以充分利用优质基因并减少潜在的遗传缺陷。
在制定交配计划时，可以借助数学模型和基因组学技术进行辅助分析。
2.3 实施精确的繁殖管理为了保证繁殖育种方案的有效实施，需要实施精确的繁殖管理措施。
包括： - 精确记录个体信息：对每个个体进行详细记录，包括出生日期、性别、健康状态、基因信息等。
- 控制环境条件：为实验动物提供适宜的环境条件，包括温度、湿度、光照等，并定期检测环境指标。
- 健康监测与预防措施：定期进行健康监测，及时发现并处理患病个体。
采取预防措施，如注射疫苗、消毒等。
- 饲养管理：提供合理的饲料和饮水，并定期检查饮食摄入量和营养状况。
2.4 遗传质量控制为了确保实验动物群体的遗传质量，需要进行遗传质量控制。
具体措施包括： -定期进行基因检测：通过基因检测技术，对实验动物群体进行定期监测，发现潜在的遗传缺陷和突变，并进行相应处理。
- 筛选和淘汰：根据基因检测结果和繁殖记录，对携带严重遗传缺陷或不符合繁殖标准的个体进行筛选和淘汰。
- 引入新基因：根据需要，可以引入新的优质基因来增加实验动物群体的遗传多样性和适应性。
实验动物质量控制1
15
（三）杂交一代动物旳特征及应用 1．遗传和表型上旳一致性 2．杂交优势 3．杂合旳遗传构成 4．作为某些疾病研究旳模型
16
第二节 试验动物微生物与寄生虫学 质量控制
一、微生物和寄生虫感染旳危害性 1．影响试验成果 试验动物旳微生物和寄 生虫感染可不同程度干扰试验成果，从而 影响研究工作旳精确性和可靠性，甚至得 犯错误旳结论。隐性感染常造成动物生理 生化指标旳变化，使试验得不到应有旳成 果。或因试验处置，动物抵抗力下降，使 隐性感染显性化，造成疾病旳发生。
6
2、无菌动物旳特点 形态学变化
1. 消化系统: 盲肠膨大，易发生盲肠扭转，造成破裂。 2. 循环系统：心脏变小。 3. 免疫系统：胸腺上皮细胞变大，胞浆泡状构造和溶酶体变小。
生理学变化 1. 免疫功能：免疫应答慢，过敏反应、对异体移植物旳排斥反应
以及本身免疫现象消失或减弱。对微生物感染非常敏感。 2. 生长率：豚鼠、兔生长率降低，大、小鼠变化不大。 3. 代谢：水分代谢周期延长，肠管对水旳吸收率低。 4. 营养：体内不能合成VitB、VitK。 5. 抗辐射能力：增强。 6. 寿命：长于一般动物。
悉生动物
Gnotobiotics animal GN
无特定病原体动物
Specific pathogen free animal SPF
清洁动物
Clean animal CL
一般动物
Conventional
喂养条件
隔离系统
Isolation system
隔离系统
Isolation system
屏障系统
解剖、脏器、肠内容物、粪便取样
体外寄生虫检测
检测 检测报告
体内寄生虫检测
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（三）杂交一代动物旳特征及应用 1．遗传和表型上旳一致性 2．杂交优势 3．杂合旳遗传构成 4．作为某些疾病研究旳模型
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第二节 试验动物微生物与寄生虫学 质量控制
一、微生物和寄生虫感染旳危害性 1．影响试验成果 试验动物旳微生物和寄 生虫感染可不同程度干扰试验成果，从而 影响研究工作旳精确性和可靠性，甚至得 犯错误旳结论。隐性感染常造成动物生理 生化指标旳变化，使试验得不到应有旳成 果。或因试验处置，动物抵抗力下降，使 隐性感染显性化，造成疾病旳发生。
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2、无菌动物旳特点 形态学变化
1. 消化系统: 盲肠膨大，易发生盲肠扭转，造成破裂。 2. 循环系统：心脏变小。 3. 免疫系统：胸腺上皮细胞变大，胞浆泡状构造和溶酶体变小。
生理学变化 1. 免疫功能：免疫应答慢，过敏反应、对异体移植物旳排斥反应
以及本身免疫现象消失或减弱。对微生物感染非常敏感。 2. 生长率：豚鼠、兔生长率降低，大、小鼠变化不大。 3. 代谢：水分代谢周期延长，肠管对水旳吸收率低。 4. 营养：体内不能合成VitB、VitK。 5. 抗辐射能力：增强。 6. 寿命：长于一般动物。
悉生动物
Gnotobiotics animal GN
无特定病原体动物
Specific pathogen free animal SPF
清洁动物
Clean animal CL
一般动物
Conventional
喂养条件
隔离系统
Isolation system
隔离系统
Isolation system
屏障系统
解剖、脏器、肠内容物、粪便取样
体外寄生虫检测
检测 检测报告
体内寄生虫检测
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上海交大实验动物学-实验动物遗传质量控制
是均一的，如血型、组织型、体重、毛色、可遗传疾病的发病率、对药物的 反应、甚至行为的类型等。因此, 使用较少量的近交系动物可达到生物统计需 要的精密度。
4、长期的遗传稳定性
近交系动物的基因高度纯合，坚持近亲交配则增加其在特定部位纯合子， 减少了遗传变异，使动物的基因型可长期处于稳定状态，导致近交系动物长 期遗传稳定性。近交系动物的遗传变异仅发生在少量残留杂合基因，或基因 的突变，而这种机率非常低。
C3h C3H(√) C3H
Balb/c, 129 ,(√) A (√),
C57BL/6
Begg albino
Shanghai Jiao Tong University
近交系动物的特性
1、基因纯合性
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。这样的个体与品系内任何一个动 物交配所产生的后代，也应是纯合子。因此，同一近交系动物的基因是 一致的，没有暗藏的隐性基因。
5、实验动物品种品系应具备的四个基本条件：
A: 相似的外貌特征； B：独特的生物学特性； C：稳定的遗传性能； D：具有共同的遗传来源和一定的遗传结构。
Shanghai Jiao Tong University
交配制度和交配型
• 交配制度是动物不同代之间以某种特定的 交配方式相互发生联系，其预期的基因传 递结果是通过遗传学和概率的知识来分析 表达。
Shanghai Jiao Tong University
• 通常禽类和兔类等
实验动物的血缘系数达到 80％以上时 (相当于亲兄妹交配4代)， 即可称为近交系
Shanghai Jiao Tong University
全同胞交配的近交系数
4、长期的遗传稳定性
近交系动物的基因高度纯合，坚持近亲交配则增加其在特定部位纯合子， 减少了遗传变异，使动物的基因型可长期处于稳定状态，导致近交系动物长 期遗传稳定性。近交系动物的遗传变异仅发生在少量残留杂合基因，或基因 的突变，而这种机率非常低。
C3h C3H(√) C3H
Balb/c, 129 ,(√) A (√),
C57BL/6
Begg albino
Shanghai Jiao Tong University
近交系动物的特性
1、基因纯合性
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。这样的个体与品系内任何一个动 物交配所产生的后代，也应是纯合子。因此，同一近交系动物的基因是 一致的，没有暗藏的隐性基因。
5、实验动物品种品系应具备的四个基本条件：
A: 相似的外貌特征； B：独特的生物学特性； C：稳定的遗传性能； D：具有共同的遗传来源和一定的遗传结构。
Shanghai Jiao Tong University
交配制度和交配型
• 交配制度是动物不同代之间以某种特定的 交配方式相互发生联系，其预期的基因传 递结果是通过遗传学和概率的知识来分析 表达。
Shanghai Jiao Tong University
• 通常禽类和兔类等
实验动物的血缘系数达到 80％以上时 (相当于亲兄妹交配4代)， 即可称为近交系
Shanghai Jiao Tong University
全同胞交配的近交系数
实验动物质量控制标准
实验动物质量控制标准◼实验动物的微生物学质量控制实验动物引起的常见过敏反应病症症状体征接触性荨麻疹发红、皮肤发痒、隆起肿块、凸起的局限性红斑损伤过敏性结膜炎打喷嚏、发痒、流清鼻涕、鼻充血结膜充血、化学因素病、流眼泪过敏性鼻炎打喷嚏、发痒、流鼻涕、鼻充血鼻粘膜苍白或水肿、流鼻涕气喘症咳嗽、气喘、胸闷、呼吸急促呼吸声减弱、呼吸时相延长或者气喘、可逆气流闭塞、导气管高反应性过敏症全身性瘙痒、红疹、眼睑水肿、吞咽困难、呼吸短促、眩晕、晕厥、恶心、呕吐、痉挛性腹痛、腹泻潮红、疹块、血管水肿、喘鸣、气喘、低血压常见的实验动物人畜共患病病原体易感动物危害和国内流行情况出血热病毒人、犬、小鼠隐性感染，长期排毒；急性感染，造成人和动物死亡，实验人员易于感染狂犬病毒犬、猫、猴、人等急性接触性传染，散发出现口蹄疫病毒牛、猪、人等急性接触性传染，传播快伪狂犬毒犬、猫、人皮肤剧痒、发热，脑脊髓炎、神经炎、我国多种动物发生过本病麻疹病毒猴、人同人麻疹，并发巨细胞性肺炎，我国猴群中抗体阳性率为46.77%猴痘病毒猴、人、松鼠皮疹，严重者死亡。
我国猴群抗体阳性率为3.74%淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒小鼠、豚鼠、仓鼠、人人畜共患，垂直传播，人感染表现流感症状和脑膜炎。
普通小鼠群抗体阳性率为3%沙门氏菌人和所有动物急性爆发型：发病急，死亡快；恶急性型：腹泻、肠炎；慢性型：隐性感染，长期带菌志贺氏菌猴、人消化道感染，急性型高热、呕吐、脓血便，慢性型有菌痢史，间歇发作，部分长期带菌布氏杆菌猪、犬、人、羊生殖道感染为主，流产，阴道排污秽分泌物；睾丸炎，丧失生育能力丹毒杆菌猪、人、小鼠人感染后称“类丹毒”➢按微生物学控制分类⚫无菌动物germ free animal 无可检出的一切生命体的实验动物。
⚫无特定病原体动物specific pathogen free animal除清洁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的实验动物，简称SPF动物。
第二章实验动物的遗传学分类及其质量控制
第⼆章实验动物的遗传学分类及其质量控制1、品种: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。
2、品系: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3、近交系: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。
4、重组近交系:两个⽆⾎缘关系的近交系杂交后得到F2代，分组分别经连续20代以上的兄妹交配⽽育成的近交系列组动物。
祖系：为重组近交系提供亲代的两个近交系5、同源突变近交系: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。
即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。
6、同源导⼊近交系: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。
7、封闭群:以⾮近亲交配⽅式进⾏繁殖⽣产的实验动物种群，在不从外部引⼊新的个体的条件下，⾄少连续繁殖4代以上，称为封闭群，亦称为远交群8、杂交群:两个或两个以上品系动物之间交配产⽣的后代。
由两个⽆关的近交系杂交繁殖的第⼀代动物称为杂交F1代动物。
实验动物学所说的杂交群通常是杂交F1代动物9、普通级动物:是微⽣物控制要求最低的动物，要求不带有动物烈性传染病和⼈兽共患病病原10、清洁动物:除不带有普通动物应排除的病原外，还不应携带对动物危害⼤和对科学实验⼲扰⼤的病原体。
必须来源于SPF 动物或⽆菌动物11、⽆特定病原体动物:SPF动物，除⼀级、⼆级动物应排除的病原外，还应排除有潜在感染或条件致病菌以及对科研⼲扰⼤的病原。
来源于⽆菌动物或悉⽣动物12、⽆菌动物:动物体内外的⼀切微⽣物以⽬前⼿段尚不能检测出来13、悉⽣动物:已知菌动物，将已知菌植⼊⽆菌动物的体内，因植⼊菌类数量不同可分为单菌、双菌或多菌动物。
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
北京大学医学部《实验动物学》第二次课实验动物质量控制资料
DBA小鼠
5
近交系 ( inbred strain)
定义:
在一个动物群体中，任何个体基因组中 99%以上的等位位点为纯合时定义为近交系。
经至少连续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第 20代或以后代数的一对共同祖先。近交系数 (inbreeding coefficient)应大于99%。
（遗传污染即一个近交系与非本品系动物之间杂交引起遗传 改变。 错误交配造成严重的遗传污染。）
2020/10/29
10
亚系（Substrain)
命名: 在原品系名称后加一道斜线
（/），斜线后标明亚系的符号， 亚系的符号可以是以下几种：
2020/10/29
11
亚系（Substrain)命名
a) 数字，如DBA/1、DBA/2等。 b) 培育或产生亚系的 单位或个人的
近交系数：群体中某个体通过遗传携带两个 同源等位基因的概率。
2020/10/29
6
近交系 ( inbred strain)
命名：
一般以大写英文字母或大 写英文字母加阿拉伯数字命名。 BALB ,DBA,TA1, C3H等。一些历史 较长，已经广泛使用并获得认可 的品系除外，如129、615等。
2020/10/29
自1909年，莱托最早培育的近交系小鼠有DBA，DBA的名称取自淡化 （dilute，d）、褐色化（Brown，b）、去杂色化（nonagouti, a)三种变异毛 色的缩写。
C57 、C58,分别从编号为57、58的雌鼠培育而来。
C57小鼠
2020/10/29
近交小鼠的衍生是小鼠遗传研究历 史的重要事件，也使癌症研究、组 织移植和免疫学发生了革命性的变 化，除经典的近交系，还开发了重 组近交系、同源近交系等。
No3实验动物的遗传及质量控制
2、分类的目的：为选择、使用实验动物从遗传学的 角度提供便利条件。
（1）移植免疫学:除了应考虑选择动物的种属外，还 应考虑实验动物的遗传类型，应选择适于外科操作、 又具有相同基因类型的动物
（2）药物安全评价研究：应选择容易获得较多数目 而接近于自然生命群体遗传结构特点的动物群。
实验动物根据遗传特征将动物在“种”以下 细分为品种（Breed）和品系(Strain)；有些品系 还可细分为亚系或支系。
(四、近交系动物的命名)
第一亲本品系缩写在前，中间加“.”，后跟供给 基因片段的第二亲本品系.
如：B10 .129-H-12b
表示以B10为遗传背景，携带来自129 /J的H-12b
基因的同源导入近交系。
(四）重组近交系命名 以“×”连结两亲本品系的代码，母本在前，父本在后 如AKR×B、AKR×B-2,表示AKR和C57BL/10杂交培 育的一系列重组近交系。
基因位点上的基因呈杂合状态，从而培育出带有不同 等位基因的近交亚系。
（四）重组近交系(Recombinant inbred strain ,RI) 两个无关的近交品系杂交后产生F1代，再互交
生育F2代，然后连续兄妹交配20代以上，培育而成的 近交系。
重组近 通常从交F2系代平行培育出一系列重组近交系
（七）近交品系动物综合命名法实例
(四、近交系动物的命名)
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 Labor atory（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。
实验动物遗传学质量控制
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
白化
单一色 青紫蓝 喜马拉雅
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
1. 近交系一般以大写英文字母命名，应尽量简短，一般１～４ 个字母，例如A、AE、DBA、STAR等。 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. 近交系的近交代数用大写的英文字母F表示，例如当一个近 交系的近交代数为87代时，写成(F87)。如果资料不全，可以只 写上的代数，如AKR(F?+10)等。 4. 亚系的命名是在原品系名称后加一道斜线“／〞斜线后标明 亚系的数字或符号。例如，DBA／1、DBA／2、C57BL／6J等。
(3)近交系数上升
近交系数是一个表示近交程度的函数，是表示 一个种系的动物个体中两个等位基因具有一样来源 的概率。近交系数的值随近交代数上升而上升。近 交系数用“F〞表示，F＝0表示完全杂合，F＝1表示 完全纯合。
近交系数F的值与近交代数有函数关系，可以用 公式推算出来，Wright已经推算出一个近交系数表 〔b×s〕。
近交代数 近交系数(F) 近交代数 近交系数(F)
１
0.250
２
0.375
３
0.500
４
0.594
５
0.672
６
0.734
７
0.785
８
0.826
９
0.859
实验动物学——实验动物遗传质量控制
Apc,
adenomatosis polyposis coli
APC
基因符号以斜体英文字母， 蛋白质符号全部大写 所有字母大写 ，不需斜体
human
APOA1,
apolipoprotein A1
APOA1
Common name
Nude
The homozygous for the nude spontaneous mutation are abnormal hair growth and defective development of the thymic epithelium, lack T cells and suffer from a lack of cellmediated immunity.
第二章 实验动物遗传质量控制
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
实验动物的遗传学分类 近交系 同源导入、同源突变和分离近交系 重组近交系和系统杂交动物 封闭群动物 实验动物的遗传监测
第一节 实验动物的遗传学分类
一、分类
同源突变近交系 近交系 同源导入近交系 相同基因类型 分离近交系 重组近交系 杂交F1代 远交种 不同基因类型 封闭群 突变种
SCID
Mice homozygous for the SCID spontaneous mutation are characterized by an absence of functional T cells and B cells, lymphopenia, hypogammaglobulinemia, and a normal hematopoietic microenvironment.
Strains (i.e.)
实验动物的质量控制
科学引种 严格管理 定期检测
二 实验动物环境设施分级
• 按照“实验动物环境与设施”GB149252001规定，实验动物环境设施分为三级， 控制程度从低到高，依次为 • 普通环境 (open condition) • 屏障环境 (barrier condition) • 隔离环境 (Isolation condition)
实 验 动 物 微 生 物 寄 生 虫 质 量 控 制
环境控制
动物管理 细菌检测
质量监测
病毒检测
寄生虫检测
实验动物环境因素与指标控制
人为因素 设 设 程 制 实验 施 备 序 度 方法 物理因素
温度 湿度 气流 光照 噪音 笼具 垫料 饲养密度
化学因素 实验动物
饲料 饮水 臭气 杀虫剂 消毒剂
生物因素 同种生物 异种生物
三、营养控制
实验动物的营养控制是实验动物标准化的 主要内容之一。
实验动物对外界环境条件的变化极为敏感， 其中饲料对动物的关系更为密切。动物的 生长、发育、繁殖、增强体质和抗御疾病 以及一切生命活动无不依赖于饲料和决定 于饲养。
口味好有营养
实验动物的营养需要 蛋白质
Protein
脂类
Fat
碳水化合物
Carbohydrate
动物所需的营养素 (Nutrients)种类 维生素
Vitamin
矿物质
Mineral
水
Water
四、按微生物控制程度分级
• 1.普通级动物 (Conventional Animal, C.V) • 2.清洁级动物 (Clean Animal,C.L) • 3.无特殊病原体动物 (Specific Pathogen Free, SPF) • 4.无菌动物 (Germfree Animal, G.F)
实验动物遗传学分类及其质量控制
什么是遗传？聚焦
奥地利遗传学家 格里哥·孟德尔 被誉为“遗传学之父”
英国遗传学家贝特森 发明了"F1代"、"F2代"、"等位基因"、"合子"、"纯合子"、"杂合子"； 创造了"遗传学genetics"。
什么是遗传？认知
丹麦遗传学家约翰逊 引进了"基因gene"这个概念， 提出了表型(phenotype)和基因型(genotype)的概念；
动物。
常见实验动物
例如小鼠和大鼠是首先按实验要求，严格进行培育的实验动物，其次如地鼠类、 非人灵长类、豚鼠、其它啮齿类、鹌鹑等亦已实验动物化。
02 实验动物的遗传学分类
实验动物的遗传学分类
➢ 种（species)是 生 物 学 分 类 的 基 本 单 位 。在实验动物学中，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。
➢ 由于近交，阴性纯合性状暴露，可获得大量先天畸形及先天疾病、肿瘤 高发率等的动物模型。
➢ 多个近交系同时使用不仅可以分析不同遗传组成对某项实验的影响，还 可观察实验结果是否有普遍意义
近交系的命名
➢ 基于毛色 DBA (Dilute Brown nonAgouti, first inbred mouse) ➢ 基于起源 NZW (New Zealand White) ➢ 基于表型 NOD (Non-Obese Diabetic) ➢ 其它 BALB/c, C57BL, 129
➢ 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
一个近交系进行数次回交（通常回交2次），再经不 对特殊基因选择的连续兄妹交配（通常大于14代） 而育成的近交系。
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
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Mice homozygous for the SCID spontaneous mutation are characterized by an absence of functional T cells and B cells, lymphopenia, hypogammaglobulinemia, and a normal hematopoietic microenvironment.
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3
第二节 近交系
一、概念
近交系( inbred strain )：
指至少经连续20代以上全同胞交配或亲子交 配培育而成，品系内所有个体都可追溯到起源于 20代或以后代数的一对共同祖先，近交系数达 98.6%以上的遗传群体。
命名： C3H（F130）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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4
近交系数： 指群体中某个个体通过遗传携带两个同源
近交衰退包括： 1.由于有害隐性基因的纯合，出现遗传缺陷或 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。
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6
亚系 ( substrain )： 指育成的近交系在繁育过程中，由于残余杂
合基因的分离、基因突变的产生和抽样误差导 致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系 动物群体。
命名： DBA/2 ；CBA/J ；C57BL/6J
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7
Nomenclature of Inbred Substrains
[原始品系] / [序号(可省略)][实验室编码(Lab Code)]
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8
Nomenclature of Inbred Strains
✓ 以英文大写字母或字母连接数字表示 ➢ based on coat color DBA (Dilute Brown nonAgouti, first inbred mouse) ➢ based on origin NZW (New Zealand White) ➢ based on phenotype NOD (Non-Obese Diabetic) ➢ others BALB/c, C57BL, 129
Former symbol
Nu Hfh11nu
scid
(Changed: 1995)
Gene symbol Foxn1nu (Changed: 2000) Prkdcscid (Changed: 1997)
Gene name forkhead box N1
protein kinase, DNA activated, catalytic polypeptide
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 contamination）
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11
支系（ subline）: 由于饲养环境的改变，或对动物进行人为的 技术处理，对某些动物特征产生影响，形成 不同的支系。 如： 引种、
精卵或胚胎移植(egg or embryo transfer,e)、 代乳(foster nursing,f)、
人工喂养(hand-rearing,h)、 冷冻保存(freeze preservation,p)。
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12
命名： C3fB6：由C57BL/6代乳的C3H品系。 C57BL/6peCBA/H： C57BL/6的受精卵经冷冻保存移植 到CBA/H妊娠、代乳获得。
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13
nomenclature
等位基因的概率。
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%
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5
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。
APOA1
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14
Common name
Nude
SCID
characteristics
The homozygous for the nude spontaneous mutation are abnormal hair growth and defective development of the thymic epithelium, lack T cells and suffer from a lack of cellmediated immunity.
分离近交系 重组近交系 杂交F1代
远交种 封闭群 突变种
品系 品种
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2
二、实验动物品种( strain )与品系( stock )
概念： 指具有相似的外貌特征，独特的生物学特
性以及稳定的遗传性能，共同遗传来源和一定 遗传结构的动物群体。
品系与品种差异： 1、品系比品种的群体特点更加突出。 2、品系的性状及适应性必须相同。 3、品系的基因型相同。
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9
常用小鼠近交系名称缩写
B=C57BL； B6=C57BL/6；
C=BALB/c； CB=CBA；
C3=C3H；
D=DBA；
D2=DBA/2
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10
亚系分化：
1. 全同胞交配达40代之前形成分支，很可能由 于残余杂合基因分离导致。
2. 一个分支与其他分支分开繁殖超过100代， 可能由突变形成。
第二章 实验动物遗传质量控制
第一节 实验动物的遗传学分类 第二节 近交系 第三节 同源导入、同源突变和分离近交系 第四节 重组近交系和系统杂交动物 第五节 封闭群动物 第六节 实验动物的遗传监测
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1
第一节 实验动物的遗传学分类
一、分类
相同基因类型 不同基因类型
同源突变近交系 近交系 同源导入近交系
NOD.CB17-
Strains (i.e.)
CByJ.Cg-Foxn1nu/J Prkdcscid/J B6.Cg-Foxn1nu/J B6.CB17-
gene
protein
基因符号以斜体英文字母， 蛋白质符号全部大写
第一个字母大写，
，不需斜体
第二个以后小写
mouse
Apc,
adenomatosis polyposis coli
APC
human
基因符号以斜体英文字母， 蛋白质符号全部大写
所有字母大写
，不需斜体
APOA1,
apolipoprotein A1