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從遺傳學(xué)角度而言，實(shí)驗(yàn)動物是具有明確遺傳背景并受嚴(yán)格遺傳控制的遺傳限定動物。根據(jù)其遺傳特點(diǎn)的不同，實(shí)驗(yàn)動物分為近交系動物、封閉群動物、雜交群動物和突變系動物。使用相同的品系，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就具有重復(fù)性或可比性。

1.近交系動物(inbred strain animals) 又稱純系動物，是采用同胞兄妹或親子交配，連繁殖 20 代以上所培育出來的遺傳上達(dá)到高度一致的動物群。近交系動物的特征如下：
①基因位點(diǎn)的純合性：近交系動物中任何一個基因位點(diǎn)上純合子的概率高達(dá) 99.8%，因而能繁殖出完全一致的純合子，品系內(nèi)個體相互交配不會出現(xiàn)性狀分離，遺傳上具有高度的穩(wěn)定性。
②遺傳組成的同源性: 品系內(nèi)所有動物個體都可追溯到一對共同祖先，也就是說同一個品系內(nèi)每只動物的個體在遺傳上都是同源的，基因型完全一致。
③表型一致性: 由于基因型一致，近交系內(nèi)個體的表型也是相同的，特別是那些可遺傳的生物學(xué)特征，如毛色、組織型、生化同工酶及形態(tài)學(xué)特征等。當(dāng)然，其他一些定量特征，如重、產(chǎn)仔數(shù)、行為等可受環(huán)境、營養(yǎng)等非遺傳因素影響，會存在一些差異。
④由于近交系動物的個體具有相同的遺傳組成和遺傳特性，對試驗(yàn)反應(yīng)極為一致，因此在試驗(yàn)中，只需少量的動物，即可得到非常規(guī)律的試驗(yàn)結(jié)果。
⑤近交系動物個體之間組織相容性抗原一致，異體移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng)，是組織細(xì)胞和腫瘤移植試驗(yàn)中最為理想的材料。
⑥每個近交系都有各自顯明的生物學(xué)特點(diǎn)，如先天性畸形、腫瘤高發(fā)率、對某些因子的敏感和耐受等，可以作為相關(guān)疾病的理想動物模型。
⑦禽類和兔的血緣基因純合程度關(guān)系達(dá)到80%以上(相當(dāng)于兄妹交配4代)時，即可稱為近交系。

2.封閉群動物(closed colony animals) 又稱遠(yuǎn)交群動物，以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的一個種群，在不從外部引入新的血緣條件，至少連續(xù)繁殖4代的群體稱為封閉群。也就是說，一個動物種群，在5年以上未從外部引進(jìn)其他任何新血緣品種品系，是由同一血緣品系進(jìn)行隨意交配，并在固定場所進(jìn)行繁殖的動物。封閉群動物的特征如下。
①封閉群動物的遺傳組成具有很高的雜合性，因此在遺傳學(xué)上可作為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)群體，用于對某些性狀遺傳力的研究。
②封閉群可攜帶大量的隱性有害基因，可用于估計群體對自發(fā)和誘發(fā)突變的遺傳負(fù)荷能力。
③封閉群具有與人類相似的遺傳異質(zhì)性的遺傳組成，因此在人類遺傳研究、藥物篩選、毒性試驗(yàn)和安全性評價等方面起著不可代替的作用。
④封閉群動物具有較強(qiáng)的繁殖力，表現(xiàn)為每胎產(chǎn)仔多，胎間隔短，仔鼠死亡率低、生長快、成熟早，對疾病抵抗力強(qiáng)，壽命長，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。因而封閉群動物廣泛應(yīng)用于價驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等。

3. 雜交群動物(hybrid colony animals) 又稱子一代(F1)動物，是兩個近交系動物之進(jìn)行有計劃交配所獲得的第一代動物。雜交群動物的特征如下。
①雜交群動物與近交系動物相比，生活力、對疾病的抵抗力及對慢性實(shí)驗(yàn)的耐受性忽好，對環(huán)境變異的適應(yīng)能力強(qiáng)，較容易飼養(yǎng)，對長期實(shí)驗(yàn)的耐受能力較強(qiáng)，而且由環(huán)境因素的起變異的可能性也較近交系動物要小。
②雜交群動物與近交系動物一樣，具有遺傳均一性，雖然它的基因不是純合子，但是遺傳性穩(wěn)定，表型也一致，就某些生物學(xué)特征而言，雜交一代比近交系動物具有更高的一致性，具有親代雙親的特點(diǎn)，可接受不同個體乃至兩個親本品系的細(xì)胞、組織、器官和腫瘤的移植。
③經(jīng)過雜交從親一代獲得的隱性有害基因與另一親代來的顯性有利基因組合，成為交子，顯性有利基因的作用掩蓋隱性有害基因的作用，而呈現(xiàn)雜種優(yōu)勢。雜交一代動物具有許多優(yōu)點(diǎn)，在某些方面比近交系動物更適合于科學(xué)研究。

4. 突變系動物(mutant strain animals) 是正常染色體基因發(fā)生突變而具有特殊突變基且造成各種遺傳缺陷的動物。在長期繁殖過程中，動物的子代突然發(fā)生變異，變異的基因位點(diǎn)可遺傳下去，或者即使沒有明確的基因位點(diǎn)，經(jīng)淘汰和選育后，仍能維持其穩(wěn)定的遺傳性狀。這種變異并能繼續(xù)保持遺傳基因特性的品系動物，稱為突變系動物。如無胸腺裸鼠，無K細(xì)胞無 K、無B、無巨噬細(xì)胞等裸鼠。自然界中生物的基因突變有很多表現(xiàn)形式，通常在自然條件下發(fā)生的突變稱為自然突變或自發(fā)突變(spontaneous mutation)，而用人工方法誘發(fā)的突變稱為該突變(induced mutation)。突變系動物可用于免疫研究和移植實(shí)驗(yàn)等。突變系動物的特征如下。
①突變存在普遍性:所有影響各種生物性狀的基因均可發(fā)生突變。它可發(fā)生于性細(xì)胞或體細(xì)胞，但體細(xì)胞突變一般不能傳給后代。
②突變具有可逆性：突變的可逆規(guī)律對實(shí)驗(yàn)動物保種工作非常重要，因?yàn)橥蛔兎N具有回到野生型的可能性。
③實(shí)驗(yàn)動物發(fā)生基因突變后常常會導(dǎo)致其相應(yīng)的正常生理功能喪失，稱為病理缺陷，這種病理缺陷可以代代相傳。基因突變的動物，如果能留種定向培育成突變品系供某項特殊研究使用，就成為有價值的“模型動物”。如腫瘤學(xué)和免疫學(xué)等研究領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的裸鼠、SCID 小鼠及 NOD/SCID 小鼠等免疫缺陷動物;用于人類肥胖癥研究的 ob/ob 小鼠、Zueker 大鼠等;用于人類高血壓病研究的 SHR 大鼠：用于人類糖尿病研究的 NOD 小鼠、db 小鼠、GK 大鼠等。

資料來源：《實(shí)驗(yàn)動物屏障設(shè)施建設(shè)概論》P7-9