近交系

近交系()是特定物种在反复近亲繁殖后得到的基因型几乎相同的一批个体。一个品系经历了至少20代的兄弟姐妹交配或后代亲本交配后,即为近交系,此时该品系的个体中,至少98.6%的基因座是纯合的,且每个个体都可视为事实上的克隆个体。一些近交系已经繁育了150多代,使种群内的个体事实上是同基因的。
近交系动物常用于实验室,这是因为为了使研究结论可复现,实验动物都应尽可能相似。不过,也有些实验可能要求受试种群有遗传多样性。因此,大多数实验室动物也有,远交品系实质是自然界中的野生型品系,近交程度很低。

某些植物,包括遗传模式生物拟南芥,会自然地自花授粉,使得在实验室中培养近交系非常容易(其他植物,包括重要的遗传模型生物,如玉米,需要用一朵花给另一朵花授粉)。

实验室应用
近交系已广泛应用于研究。一些用近交系完成的实验获得了诺贝尔奖,若没有近交系,这些获奖的工作可能是无法完成的。这些工作包括Medawar对免疫耐受的研究、Kohler和Milstein对单克隆抗体的开发,以及Doherty和Zinkernagel对主要组织相容性复合体(MHC)的研究。对于近交系菌株而言,它们在第20代时,相似性通常至少有98.6%。

近交系的育种通常有针对性地培养特定的表型,例如酒精偏好等行为特征或衰老等形体特征,或者可以施加选择,使之在实验中更易使用,例如易用于转基因实验。

重组近交系
定位]]
对于数量性状的连锁分析,因其同基因的性质而有用,因为个体的遗传相似性使得数量性状基因座分析很容易复现。复现能提高定位实验结果的精确度,并且由于环境的微小变化就可能影响生物体的寿命,进而导致实验结果波动,它们在研究衰老等特征时是必备的。

近等基因系
这是一种近交系,其要么已经改变,要么有自然突变,使某个基因座上有差异。此类品系可用于分析近交系内或近交系之间的差异,因为任何差异既可能是由一个遗传变化造成的,也可能是同一品系内两个个体所处的环境条件不同造成的。

由于近交系是纯合个体的小种群,它们容易受到由遗传漂变固定下来的突变的影响。杰克逊实验室在一次关于小鼠遗传漂变的报告会议上,根据观察到的性状计算了突变率的粗略估计值:每1.8代发生1个表型突变,但他们提醒说,这可能是低估的数字,因为他们只用了外表可见的表型变化,而未考虑内部的表型变化。他们补充说,统计学上,每6-9代,编码序列中就有一个突变会固定下来,导致形成新的亚系。进行对照时必须慎重,两个亚系之间并不可比,因为二者可能有很大差异。

著名品系
大鼠

  • SD大鼠,全称:斯普拉格-道利大鼠(Sprague-Dawley rat)
  • Wistar大鼠是近交系大鼠的通称,例如从Wistar远交发展而来的品系Wistar-Kyoto。
  • 大鼠基因组数据库(Rat Genome Database)维护更新最新的近交系大鼠及其性状的列表。

小鼠
杰克逊实验室(Jackson Laboratory)网站提供小鼠近交系的系谱图,这些信息目前由该实验室维护。

豚鼠
隆美尔(G. M. Rommel)于1906年开始对豚鼠进行近交实验。来自这些实验的品系2 和品系13的豚鼠至今仍在使用。1915年,休厄尔·赖特接手了这项实验。他面临着分析隆美尔积累下来的数据的任务。赖特开始对构建近亲繁殖的一般数学理论产生了浓厚兴趣。到了1920年,赖特提出了路径系数的方法,然后用它来发展近亲繁殖数学理论。赖特在1922年引入了近交系数F来衡量结合配子之间的相关性,随后的近亲繁殖大多数理论都是从他的工作中延伸出来的。目前最广泛使用的近交系数的定义,与赖特的定义在数学上是等价的。

斑马鱼
尽管斑馬魚有许多值得研究的特征(例如再生),但斑马鱼的近交品种相对较少,这可能是因为它们比小鼠或青鳉鱼更容易近交衰退,但目前尚不清楚近交的影响是否可以克服,进而培养出可用于实验室的同基因品系。

参见
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  • 近亲繁殖
  • 近交系数

参考文献

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