封閉群動物

基本信息

• 中文學名：封閉群動物

清潔級ICR小鼠（封閉群）

封閉群動物（Closed colony animals）是指引種於某親本或同源親本的動物，讓其不以近交形式，也不與群外動物雜交而繁衍的動物群，目的是要求整個群體儘量防止近親交配而保持著遺傳變異，也就是說既保持群體的一般特性，又保持動物的雜合性。

至於個體間差異的程度因引種來源的不同而有不同，如引種於一般雜種，則個體間差異就大；如果引種於有近交歷史的動物，則個體間差異就小。

概述

ZCLA長爪沙鼠封閉群生物學研究

封閉群動物屬不同基因型動物，又稱遠交群(outbred stock)。祖代來自近交系的遠交群又稱非近交系(noninbred strain)和隨機交配品系(random-bred strain)。封閉群是一個長時期與外界隔離，雌雄個體之間能夠隨機交配的動物群。其遺傳組成比較接近於自然狀態下的動物群體結構。由於在遠交種群中，個體之間具有遺傳雜合性而差異較大，但是從整個群體來看，封閉群狀態和隨機交配使群體基因頻率基本保持穩定不變，從而使群體在一定範圍內保持有相對穩定的遺傳特徵。

封閉群是指一個種群在五年以上不從外部引進新種，僅在固定場所的一定群體中保持繁殖的動物群。由於封閉群體本身的特點，加上客觀上具有各種各樣的相似存在形式，就使封閉群這個概念很混亂。有人叫“非近交群”（Non-inbred colony），有人叫“非近交系”或“非近交品系”（Nou-inbred），甚至有人叫“遠交系”、“遠交株”或“遠交動物”（Outbred animals）。實際上這些叫法並不是指真正的“封閉群”，而只是通常供應使用的、保持於各種飼養系統的非近交群體而已。特別是“遠交”一詞很容易使人理解為遺傳學上的“異系交配”。

因為“遠交”在遺傳學上是指遺傳上不相關的動物、植物的雜交，或沒有相近親緣關係的不同家系的兩個個體的交配，甚至把不同特種、不同變種的交配都看作是異系交配。而實驗動物的封閉群，其個體之間並不是沒有親緣關係，甚至是很親近的或有一定的近交。所以封閉群不應叫成上述這些名稱，它們之間更不能劃等號。

特點

澄江動物群-動物資料

封閉群動物具有雜合特性並避免了近交，從而避免了近交衰退的出現，所以，其生活、生育力都比近交系強，具有繁殖率高，疾病抵抗力強，故封閉群可以大量生產，供應量充足。封閉群在整體上由於沒有引進新的血緣，其遺傳特性及其他反應性能保持相對穩定，但就群內個體間而言，因其有雜合性，所以個體間的反應性具有差異，某些個體反應性強，某些個體反應性弱，因此，個體間的重複性和一致性不如近交系動物好。根據這些特點，封閉群動物一般適用於藥物篩選、毒理安全試驗和教學使用。

常見的封閉群動物有，昆明種小鼠、LACA小鼠、Wistar大鼠、NIH小鼠、 青紫蘭兔、紐西蘭兔等，尤其是中國昆明種小鼠，目前是使用最多的動物，其祖先可能是Swiss小鼠，1946年從印度引進中國昆明，以後又分送中國各地，因此得名“昆明種小鼠”，而且已經為該動物的名稱註冊。

分類

澄江動物群產地

封閉群按其來源和遺傳背景不同，可分為以下兩大類：

1．來源於近交系的繁殖群及其子代，不用兄弟姐妹交配方式保種進行生產的實驗動物。

2．來源於非近交系，不是以培育近交係為目的而生產的實驗動物群。

如系來源於近交系的封閉群，雖然對繁殖群的的大小不作特殊規定，但應採取在群體內不產生隔離狀態的方法繁殖。

如系來源於非近交系的封閉群，應經常保持“群體的有效大小”，一般為50隻以上，同樣應採取群內不產生隔離狀態的方法繁殖。

上述兩種封閉群，除了在選擇時應考慮繁殖力外，均不採用特殊的淘汰方法進行選種。

培育方法

封閉群動物的培育方法較為簡單，只要不引進新品種，讓其自行繁殖就可以，當然要避免近親繁殖。但是長期保持一個封閉群就必須要控制各種條件，採取一定的措施。

保持封閉群的主要目的的是為了減少群體內的遺傳變異，使整個群體的性狀、特徵能持續穩定不變，而且不產生性質不同（變異）的個體或小群體。培育時應注意下列規則：

（一）群體封閉後應維持五年以上

圖1—不同繁殖率基因型個體的基因型頻率變化：在A/A為35% A/a為5%，a/a為25%的群體中a/a的繁殖率為A/A和A/a的1/2時 各基因型頻率的變化。

為什麼把小鼠封閉群有效時間定為五年，其理由如下。假如將兩個近交系進行交配，培育出一個新的群體（雜交群）。此時，把其中一個近交系的基因型假定為A/A，另一近交係為a/a，則兩者雜交以後所產生的F1基因型必定是A/a，然後讓F1進行隨機交配，從理論上講，F2代基因型分離的比例A/A為25%，A/a為50%，a/a為25%。再讓F2進行隨機交配，生下F3，其基因型的比例和F2一樣，不發生變化。但實際情況不會如此準確，因為還有其它許多因素（如繁殖率的高低）的影響，假如具a/a基因型的個體比A/A及A/a基因型的個體繁殖率低1/2的話，此時這三種基因型出現的頻率就各不相同（如圖1所示），即隨著代數的增加，a/a型頻率逐代減少，而A/A型的頻率則逐代增加，也就是說，在起初10代（從1～10代），各基因型頻率，都有變化，達到15升後才趨於穩定（幾種基因型頻率平行發展）。這雖然是理論的推導，但已用於實踐，故目前暫定15代，也就是說經過15代後，該群體的基因型頻率才能達到相對穩定。以小鼠為例，一年大約繁殖3代，要達到15代，就需要5年時間。因此，5年確定為小鼠封閉群的最低年限，但這種年限只能用之於小鼠，如豚鼠和兔等世代間隔長，封閉群達到穩定的年數，就比小鼠的更長了。

（二）防止產生群體內的隔離狀態

封閉群體，不要在隔離狀態下進行繁殖（交配）。上面所講的是隨機交配時的情況。如果交配不隨機（如一封閉群隔離飼養，每處的雌雄只數都不多），而是兄弟姐妹之間交配，則該封閉群就會分化為許多近交系，從而使該群體的基因型結構發生變化，結果不但破壞了封閉群固有的遺傳結構，而且將使封閉群分化成幾個近交系，如近交系之間再進行雜交，雖可提高該群體的繁殖率，可是封閉群原有的特點將因此丟失。

圖2—繁殖場較多時，為避免各繁殖之間產生隔離生產的方法

假如將某封閉群分在兩個飼養間飼養，各飼養間又獨立地自行保種，這樣就使群體有效大小減少一半，隨之近交係數也將提高，從而在這兩個飼養間產生基因結構（型）變化的可能性也就大了。因為，基因結構的變化原則上趨向於不隨機交配的群體一方。如果經過若干代之後就會變成兩個完全不同的封閉群。即使是各飼養間的群體量很大，但相同基因結構的微小變化是不可避免的，因此經過幾十年代後，這些微小差異積累起來，也同樣產生上述結果。有時雖然在同一飼養的保種，但採取的方法與上述兩飼養間的作法相同，結果也會產生兩個封閉群。

總之，若同屬於一個封閉群，則留種對必須在整個群體內普遍地選擇，並進行隨機交配。如果繁殖場有兩個以上都生產同一品系的封閉群，為避免隔離狀態下的配種，可採用圖2方式繁殖生產。即由一個種群繁殖提供雌雄種鼠，再分配給各繁殖場，進行隨機交配生產，然後供應使用。

（三）不要用人為淘汰的方式選種

圖3—自第15代起進行淘汰式選種後基因頻率變化情況

所謂人為淘汰的方式選種，是把基因決定的性狀引向特定方向，結果使群體內基因結構發生變化。例如在圖5-3中，基因結構大體自第15代起才趨於穩定。要想增加具體a/a基因型的個體，而進行淘汰方式的選種，結果使其有a/a基因型的小鼠在全體種鼠中上升到1/2，從而使其他基因頻率發生急劇變化。

圖3所示只是一種基因型的改變所產生的結果，但即使是單基因，在實際上也伴隨著許多其他遺傳性狀的變化。因此，在封閉群中，原則絕對上不允許進行淘汰式選種。

但是，涉及到繁殖能力問題，可視為例外，因為作為實驗動物首要的基本條件是可繁殖性，尤其是封閉群，利用雜合性提高繁殖率是其特特。人們在選種時有意無竟地都想用繁殖率高的動物作種。在群體被封閉後在5年之內，只要採用同一方法，只選擇繁殖率高的留種，其基因結構幾乎不會引起變化。因此育成封閉群後選種時，應挑選繁殖率高的為宜。