突变系动物是带有突变基因的品系动物.人们把具有突变基因的动物称为突变动物,将这些突变动物按照科学研究的要求进行定向培育,使育成的动物符合实验要求,称其为“突变系”动物.
连续选择携带目的突变基因同时有繁殖能力的兄妹进行交配,使其子代基因纯合,经过20代即可育成.
啮齿动物中大多数常见毛色的基因属于这种类型.纯合的单一隐性基因虽然是反常,但能良好的生活和繁殖.以白化(c)为例,简单的繁殖方法是白化之间的交配,就能生产全部白化的后代.
有时为了保持动物健壮,需要与其它品系进行异型杂交.如果另一品系是正常的毛色基因型,异型杂交所产生的全部杂合子,其表现型是正常的.
然后再用白化与白化交配,可以生产出全部白化动物.采用白化与杂合(c+)回交,可以产生半数白化和半数正常的动物.
回交具有许多优点,它产生的子代具有数量相等的双亲基因型,因此可以世世代代地重复交配繁殖.另外,它生产的子代是一半正常一半反常的,所以当研究需要正常的同一胎子代作为对照时,那么这种交配方法最为适用.
繁殖显性突变原种,最常用的交配方法是采用杂合子突变与正常动物交配.这个结果能生产相同数量的突变型和正常的子代.以小鼠短卷毛为例.
当突变基因的两性中的一性或两性不能繁殖时,多采用育成杂合型的近交系,以保持其突变基因不被丢失.
有的突变型缺陷严重地危害纯合子动物的生理功能,而使其繁殖能力.例如小鼠隐性“”(hr),因为纯合子(hr hr)母鼠不能哺育乳鼠,所以不能用纯合子之间的交配.但因雄鼠能繁殖,因而采用雄鼠与杂合(+hr)雌鼠回交的繁殖方法.
又如裸鼠(nu/nu),它繁殖困难,生产能力极低,因而了使用范围.约2/3的纯合裸雄鼠不育和所有纯合裸雌鼠不哺育仔鼠.因此在这种情况下,只有使用杂合子与纯合子之间交配繁殖.
有人报导使用1只纯合雄鼠(nu/nu♂)配3只杂合雌鼠(nu/+♀),结果平均每月每笼离乳的裸鼠为8.5只,占整个离乳幼鼠的43%.
如果隐性纯合的两性都不能繁殖,则饲养繁殖该基因型的原种就较为困难.小鼠垂体性侏儒(dw)基因就是一个例子,纯合子侏儒(dw/dw) 缺乏垂体生长激素并且两性都不育.假如采用杂合子之间的交配,即能生产1/4侏儒和3/4正常的子代.
表现型正常的动物中有2/3是杂合子(+dw),适用于繁殖侏儒鼠,但是在外貌上无法与正常纯合子(++)相区别,所以外观正常的动物用“+dw?”标记. 测试外貌正常的基因型要经过试验.其方法有二：
(1)取1只+dw?与另一只已知的杂合子(+dw)交配,如其子代产生1/4侏儒仔,则可证明此+dw?动物是+dw;如这种试交的结果,子代中没有侏儒仔,则该动物则是 .
(2)把未知的子代互相随机交配.表现型正常的动物有2/3机会是杂合子(+dw).这样合在一起将有2/3×2/3=4/9的机会是预期的基因型.因此,可以平均接近 1/2产生侏儒仔. 如果交配结果不产生侏儒仔, 则必然是这一对中有一只或二只是正常的纯合子( ).
现在已经发现的小鼠突变基因有648个,家兔有76个,大鼠有105个和豚鼠有38个.这些突变型动物,有的已应用在科学研究中,特别是那些与人类某种疾病相类似的突变型动物已用做动物模型进行研究.有与人类疾病相似的肥胖症和糖尿病小鼠、肌肉萎缩症(dy)小鼠、溶血性贫血(ha)小鼠等.广泛使用的无胸腺裸鼠,由于它缺乏胸腺, 因此是免疫学研究的重要动物模型.裸鼠能接受多种人类癌细胞的移植,并已成为癌症机理的研究和治疗癌症药物筛选的良好动物模型.裸鼠还能感染麻风杆菌,这对研究麻风的发病机理和制造麻风菌苗提供了动物模型.
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