1.定义
近交系(inbred strain animals)。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,近交系数大于99%。
2.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,符号应尽量简短。国际上近交系小鼠有一套完整的命名规则,由国际实验动物科学理事会下的国际小鼠遗传标准化命名委员会(International Committee on Standardized Genetic Nomenclature for Mice)提出并定期修订,其他近交系动物也参照该原则进行命名。自1960年以来,《小鼠新闻通讯》(Mouse News Letter),《近交系小鼠》(Inbred Strains of Mice)及《癌症研究》(Cancer Research)等杂志对已命名的公认的近交系小鼠进行报道,包括各个品系或品种的来源、历史、生物学特性、培育人名、单位以及遗传背景、基因组成、标准命名、缩写等。我国培育的615、TA1、TA2小鼠也得到承认,被列入国际近交小鼠品系。
3.亚系
近交系的亚系分化是指一个近交系内各个分支的动物之间,随着时间的推移和环境变化,出现遗传差异。在实践中亚系分化是较常见的现象,由于亚系之间在特性上有一定差异,撰写实验报告或论文时应注明所使用亚系名称。如不能简写为C57BL,而应写全称C57BL/6J或C57BL/10J。
4.近交系动物的特性及其应用
近交系动物的主要特性有:
(1)基因位点的纯合性:近交系动物经20代以上近交培育后,其任何一个基因位点上的纯合概率高达98.6%以上,品系内个体能繁殖出完全一致的纯合子后代。
(2)遗传组成的同源性:一个近交系内,所有动物都可追溯到其原始的一对共同的祖先。这种同源性在经过近交培育以后,只来源于共同祖先的一个拷贝,所以近交品系中任意两个个体之间的基因型都是相同的。
(3)表型的一致性:由于遗传上的同源性,近交品系内个体在表型上极为相同,尤其是那些高度由遗传决定的生物学特征。近交系表型上的一致性使得使用较少量的动物即可达到统计学的精确程度。
(4)长期的遗传稳定性:近交系动物虽然在遗传上并不是绝对稳定不变,但是人为选择不会改变其基因型,个体遗传变异仅发生在少量残留杂合基因作用、基因突变和遗传污染三种情况下。
(5)遗传特征的可分辨性:近交系一旦培育成功,动物群体内几乎不再存在遗传多态性,即每个位点只有一种基因类型,而不会存在其他的等位基因。采用遗传监测方法,对动物品系随时随地进行辨认,可以轻而易举地将混合在一起的两个外貌近似的品系分辨出来。
(6)对外界因素的敏感性:近交系由于高度近交而降低其在某些生理过程中的稳定性,使其对外界因素的变化更为敏感。近交系的这一特征,使其更容易成为模型动物为研究所用。但这一特征的缺点是在饲养和实验过程中,由于很难控制外界因素对每只动物都完全相同,从而导致对实验处理的反应不同。
(7)遗传组成的独特性:自然界动物的基因以纯合或杂合状态等多种形式存在,而近交系动物的基因由于纯化而仅有其祖先基因的一部分。所以每个近交品系在遗传上都是独特的,具有独特的表型特征。
(8)分布的广泛性:大部分近交系动物都已分布在世界各地,使各国研究者可以饲养和使用在遗传上几乎完全相同的标准近交系动物,这从理论上保证了不同地区、不同国家的科学家有可能去重复或验证已取得的数据。
(9)资料的可查性:由于近交系动物在培育和保种的过程中都有详细记录,加之这些动物分布广泛,经常使用,已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特征,这些基本数据为设计新的实验和解释实验结果提供了便利条件。
(10)生活力:由于近交衰退,近交系一般具有较低的生育力和生活力。这一特征也使动物不能接受剧烈的实验处理,如大剂量的毒性实验等。同时,这一特征使得近交系繁殖力低,产仔数少,对环境变化的适应性弱,很容易断种,需要严格的饲养管理,相对来说生产和实验的成本较高。
近交系动物的应用:
(1)近交系动物个体之间极为一致,对实验反应一致,可以消除杂合遗传背景对实验结果的影响,减少动物的使用数量。
(2)某些涉及组织细胞或肿瘤移植的实验中,要求个体之间组织相容性一致,因此,近交系动物成为必不可少的动物模型。
(3)由于近交,隐性基因纯合性状得以暴露,可以获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型,如糖尿病、高血压等。
(4)某些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发病率,并可以使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代。
(5)多个近交系同时使用可使研究者分析不同遗传组成对某项实验的影响,或者观察实验结果是否具有普遍意义。
参考文献:
孙德明,李根平,陈振文,等.实验动物从业人员上岗培训教材[M].北京:中国农业大学出版社,2011:96-97.
