在上一講中,J博士向大家介紹了引進(jìn)繁育對(duì)時(shí)需要考量的問(wèn)題。今天,我們將一起去了解,引進(jìn)繁育對(duì)以后,如何根據(jù)研究需求制定合適的繁育策略。
一項(xiàng)研究所需的小鼠數(shù)量是由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、表型的方差和所需的統(tǒng)計(jì)能力共同決定的。我們需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求來(lái)綜合考慮種群規(guī)模,進(jìn)而選擇合適的繁育策略。實(shí)驗(yàn)小鼠通常處于兩種狀態(tài),被積極使用狀態(tài)(actively used)以及維持狀態(tài)(maintain),不同狀態(tài)的種群繁育需要考慮的問(wèn)題不盡相同。
01 積極使用狀態(tài)小鼠的繁育策略
1 只攜帶一種突變或轉(zhuǎn)基因的小鼠模型:
假設(shè)你每周需要20只攜帶突變的純合雄性小鼠。如果是雜合親本交配,獲得目標(biāo)小鼠的概率是1/8。因此,為了獲得20只目標(biāo)小鼠,這個(gè)種群每周需要生產(chǎn)160只小鼠。您可根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)以及該品系小鼠的繁育情況建立足夠數(shù)量的繁殖對(duì)。
2 攜帶兩個(gè)或更多突變和/或轉(zhuǎn)基因的復(fù)雜小鼠模型:
在生成復(fù)雜小鼠模型時(shí),通過(guò)育種建立多個(gè)等位基因模型需要大量的時(shí)間和資源投入,因此要仔細(xì)制定一個(gè)詳細(xì)的策略,以產(chǎn)生所需的實(shí)驗(yàn)小鼠。針對(duì)這鐘情況,很難有一個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的方案,但是您可以從以下這些角度進(jìn)行考慮:
▲ 根據(jù)研究需求確定目標(biāo)基因型。
▲ 了解不同基因型的育性和致死情況, 以確定用于繁育的親本基因型。
▲ 了解不同突變所在染色體號(hào)。如果突變基因在不同染色體上,你可以依靠傳統(tǒng)的孟德爾遺傳學(xué)來(lái)設(shè)置親本的基因型和計(jì)算后代基因型比例。如果它們中的任何兩個(gè)在同一染色體上,甚至緊密連鎖,你可能需要調(diào)整育種方案。
▲ 了解小鼠遺傳背景,以確定合適的對(duì)照(參考本書3.2)。對(duì)照小鼠和實(shí)驗(yàn)小鼠是在同一個(gè)種群中產(chǎn)生,還是需要建立單獨(dú)的種群,最好能在制定繁育策略時(shí)及考慮到。
▲ 盡量使目標(biāo)基因型的比率保持在1/8(12.5%)或更高,避免任何目標(biāo)基因型比率低于1/16(6.25%)的雜交。
▲ 使用Punnett方塊(見下圖)計(jì)算來(lái)確定每個(gè)雜交的預(yù)期孟德爾比率,這樣你就可以幫助確定每個(gè)雜交需要多少只小鼠。這是關(guān)鍵的一步,因?yàn)槿绻阍诿恳淮袥](méi)有從親本產(chǎn)生足夠的小鼠,就會(huì)增加產(chǎn)生你的新模型所需的時(shí)間長(zhǎng)度。
02 處于維持狀態(tài)的小鼠繁育策略
在有些情況下,研究人員可能需要維持一個(gè)品系的小鼠但不擴(kuò)大它的規(guī)模。如何有效地維持該品系并盡量減少亞品系的發(fā)展呢?以下是幾個(gè)可以考慮的策略。
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保持至少兩代小鼠,每代包括兩到三對(duì)姐妹兄弟的繁殖(共四到六對(duì))。在年輕一代的小鼠被證明有生育能力之前,不要淘汰任何年老繁殖對(duì)。
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維持單一親本譜系:新的一代只從一對(duì)親本中產(chǎn)生。除非您擔(dān)心繁殖性能,如近親繁殖抑制(如下圖)。
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密切監(jiān)測(cè)繁育性能。隨著年齡的增長(zhǎng),繁育能力下降,及時(shí)建立下一代繁育對(duì)。
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盡量將繁殖對(duì)的年齡范圍控制在8個(gè)月以內(nèi)。
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每10代回交一次。當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)近交方式維持一個(gè)突變種群,每10代與原始近交系回交,以防止亞系產(chǎn)生。
考慮對(duì)該品系進(jìn)行冷凍保存,以保存其獨(dú)特的遺傳特性(例如突變、同源區(qū)、新品系)。同時(shí)也作為風(fēng)險(xiǎn)保障,在遇到育種失敗或發(fā)生其他災(zāi)難時(shí)能夠迅速恢復(fù)該品系。