实验动物遗传学分类

(一)实验动物遗传学分类

1.种、品种、品系 所有动物在界(kingdom)以下分为门(phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species),还可用亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种、变种等再细分。

(1)种:是由自然选择形成的生物学分类上的基本单位。通常同种雌雄动物之间交配能顺利繁殖后代,而异种动物之间存在生殖隔离。以小鼠为例,它属于脊椎动物门、哺乳动物纲、啮齿目、鼠科、小鼠属、小鼠种。

(2)品种与品系:把同一种动物中具有不同遗传学特性的动物再细分为不同的品种和品系,有些品系还能进一步细分为亚系。

品种(stock)是种以下的非自然分类单位,通过把动物的外形和生物学特性进行改良以适应不同的需求,然后通过人工选择,定向培育出具备某些生物学特性的特定动物类群,其特性能较稳定的遗传。

品系(strain)即“株”,根据不同实验目的采用一定的交配方式繁殖且祖先明确的动物群,如近交系、突变系等。品系具备独特的生物学特性、相似的外貌特征、稳定的遗传特性,并具有共同遗传来源和一定的遗传结构。

2.实验动物遗传学分类

(1)近交系动物:是指经过至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成,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的动物群。近交系动物各染色体上的基因趋于纯合,等位基因基本完全一致,其近交系数可达98.6%。近交系动物遗传纯合度高,品系内个体间差异趋于零,特征稳定,用于实验时重复性高,对各种应激刺激反应均一,实验结果准确,是分布最广泛、用量最多的实验动物之一(表6-1)。(https://www.daowen.com)

表6-1 近交系动物的特性

图示

近交系动物个体间极为一致,对实验反应均一,可消除杂合遗传背景对实验结果的影响。在实验中,实验组和对照组都只需少量动物即可。由于在同一品系内个体间组织相容性一致,因此个体间进行组织细胞或肿瘤移植不会发生免疫学排斥反应。由于近交,隐性基因纯合性状得以暴露,可获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型。某些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发生率,可使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代。这些品系成为肿瘤病因学、肿瘤药理学研究的重要模型。

(2)封闭群动物:是指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。不同基因型的动物以封闭群动物为代表,可分为远交系(outbred stock)和突变系(mutant stock)两类。

远交系动物是指在同一种群内,由无血缘关系的雌雄个体间通过随机交配方式所繁殖的后代。在远交系动物群体中,个体之间具有遗传杂合性而差异较大,但从整个群体来看,封闭状态和随机交配使群体基因频率基本保持稳定不变,从而使群体在一定范围内保持有相对稳定的遗传特征。ICR小鼠、KM 小鼠、Wistar大鼠、SD大鼠、新西兰兔等都是常见的远交系动物。

突变系动物是由于自然变异或人工致突变,正常染色体上的基因发生突变而具有某种遗传缺陷或具备某种独特遗传特点的品系。如带有“Ca”突变基因的白内障大鼠、带有“Di”突变基因的糖尿病大鼠、带有“Dy”突变基因的肌萎缩症小鼠,所携带的突变基因往往引起异常表现,从而成为生物医学研究的自发性模型。