订购电话:010-53852701/53851511  

实验动物遗传质量控制

发布时间:2020-11-06

实验动物是指经人工培育,对其携带的微生物和寄生虫实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的,用于科研、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。

实验动物按遗传分类可分为:近交系、封闭群、杂交群、遗传修饰动物

1、近交系(inbred strain)

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。近交系数应大于99%。(GB14923-2010)

近交系遗传质量控制要求基因组中99%以上位点为纯合,被认为在个体间没有差异。在繁殖过程中尽可能保持全同胞兄妹交配,维持其纯合的特性。

近交系种群分为:基础群、血缘扩大群、生产群三级种群进行保种与生产。

基础群(foundation stock) 采取全同胞兄妹(sibling)交配方式,保持动物遗传基因的纯合性,并向血缘扩大群供应扩大繁殖的种用动物。

血缘扩大群(pedigree expansion stock) 采取全同胞兄妹(sibling)交配方式繁殖,后代向生产群供应种用动物或直接作为商品动物使用。

生产群(production stock) 采取随选交配的方式繁殖,供应商品动物。近交系生产群繁殖一般不超过4代(+F4),采取“红绿灯法则”(即F0代使用白色记录卡片、+F1代使用绿色记录卡片、+F2代使用黄色记录卡片、+F3代使用红色记录卡片),按时、按需从血缘扩大群重新引种再繁殖。

2封闭群(closed colony)

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。(GB14923-2010)

封闭群遗传质量控制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,既保持群体的一般特性,又保持动物的杂合性。

●  种群内封闭繁殖:

不引入外来血缘,使群体内各基因的基因频率和基因型频率在每一代间保持相对稳定,群体的遗传特性就会保持相对稳定。

●  足够大的种群(“群体有效大小” 应保持在50以上):

封闭群要求群体内个体最大限度避免近交,每代次间近交系数上升不超过1%,需要保持群体有效含量Ne≥50(25对,♂=♀)。

●  防止群体内产生隔离,分化为小群体:

小群体会破坏原有种群的遗传结构,并在小范围内很快形成近交,影响原有群体的遗传性状。


使用循环交配方式,使群体内所有繁殖单元的后代都参与到下一代的繁殖体系中。

image001.jpg

●  不要人为淘汰的选种方式;

人为的带有倾向性的选种方式,会使原有种群中某些基因频率发生改变,致使整个种群遗传结构发生变化,进而影响群体遗传性状发生改变。在留种过程中,子代来源尽可能覆盖所有的繁殖单元。

3杂交群(hybrids colony)

由两个不同近交系杂交产生的后代群体。(GB14923-2010)

将不同的两个近交系种用雌、雄动物杂交,得到F1代动物。雌、雄亲本交配顺序不同,得到的F1代动物也不同,雌性品系名称在前,雄性在后,如B6♀×C3H♂,F1代为B6C3。

4遗传修饰动物(genetic modified animals)

经人工诱发突变或特定类型基因改造建立的动物。包括自发突变(spontaneous)、定位突变(target mutation)、转基因(transgene),其中定位突变包括敲入(knocking KI)和敲除(knockout KO)。

遗传修饰动物遗传质量控制原则是保证突变基因的保存。在基因改造后,动物一般通过回交(backcross)的方式,将突变基因建立在以某近交系为背景的动物上,形成同源导入近交系(congenic inbred strain)。具体方法:用突变型动物与受体品系进行杂交,产生的F1代记为+N1(回交一代),F1代中突变型动物继续与背景品系进行杂交,产生的后代记为+N2……,回交5代(+N5)以上,后代被认为是受体品系的同源系,至少回交10代以上,供体品系的基因组占基因组总量的0.01以下,便形成一个与原品系只是在一个很小的染色体片段上有所不同的新近交系。

随着基因编辑技术的不断发展,现常用基因编辑技术在所需近交系动物基因组中直接编辑获得新的同源突变近交系。

参考文献

GB 14923-2010 实验动物 哺乳类实验动物的遗传质量控制[S].

蒋必光. 群体有效含量和留种方式对家畜保种的影响[J]. 遗传,1987,9(1): 13-15.

陈国强,曹征操,徐平,等. 屏障系统内昆明小鼠随机交配群体的建立及相关特性研究[J]. 上海实验动物科学, 1994, 14(2):71-74.