遗传性状分为质量性状和数量性状，用于遗传监测的标记基因是受单基因支配的，应从基因型和表型关系明确的性状中进行筛选。目前遗传监测方法主要用于近交系，用于近交系遗传监测方法很多，其主要方法如表7-4所示。

表7-4  实验动物遗传监测常用方法

这些方法都是用于直接或间接监测体内某些基因的变化，由于监测内容不同，各种方法可以相互补充。常用的遗传监测为生化标志检测方法和皮肤移植法，已列入国家标准，下面就这些方法作简要介绍。

(一)质量遗传性状

质量遗传性状一般遵循孟德尔遗传定律，容易进行表型与基因型的比较，而在染色体上的位置、与其他基因位点的相关等都比较明确。只采用单一质量遗传性状进行检测是不可行的，必须采用几个基因位点同时进行检查。

1．毛色基因测试法(coat color gene testing)  依据动物的毛色外观即可判别其性状，可以直观地通过表型判断其毛色基因型，进行遗传分析。如果具有遗传学的基础知识，在检测性状时无须特殊技术，是检测技术中最为简便的方法。当近交系固定于某些特定的毛色时，只需观察其毛色即可进行一定程度的检测，表7-5和表7-6分别是主要小鼠、大鼠近交系的毛色和对应的基因型。该表显示了可用于小鼠和大鼠遗传监测与质量性状有关的基因位点及其在染色体上的位置关系。利用毛色的表型分离可以推断近交系的毛色基因，该方法称为毛色基因测试法。

表7-5  主要小鼠近交系的毛色和对应的毛色基因

表7-6  主要大鼠近交系的毛色和对应的毛色基因

毛色基因的交配测定，可以把隐藏的毛色基因显示出来，是最简单的遗传质量检定。该方法常用于观察近交系的白化小鼠是否纯化，因此需要使用具有复隐性等位基因毛色的标准对照品系，如DBA／2小鼠。此外，我国615近交系小鼠是巧克力色的，它也具有复隐性等位毛色基因，因此可以用来测试白化小鼠的毛色基因。白化小鼠品系在外观上无法区别，可以使用定期的交配试验来检定白色品系其他毛色的等位基因。使用这个方法需要饲养带有复隐性毛色基因的品系。在若干最常用的白化近交系小鼠和大鼠的其他毛色基因中，小鼠最多的变异或污染是在A和B位点上。具体方法见图7-4，将白化动物与复隐性毛色动物交配后，观察F1代动物的毛色是否为同一毛色。其结果将完全依赖于白化品系所带的毛色等位基因。例如用具有复隐性等位基因的DBA／2品系，与TA1品系交配，所得的F1代动物全为深褐色，与TA2交配，所生产的杂交F1代动物全为黑色，证明TA1和TA2仍保持原有品系纯度。如同窝仔鼠出现两种或两种以上毛色时，或腹部的被毛变白、变黄时，均可证明被测品系发生基因污染或变异。交配测验结果，参照表7-5可推断出TA1和TA2两个品系所蕴藏着的毛色基因。

图7-4  TA1和TA2小鼠毛色基因测试

2．生物化学标记基因检测法(biochemical markers)小鼠和大鼠相当多的同工酶和同种结构蛋白表现出多态性，显示出支配这些酶和蛋白质的基因的多态性。选择一些在品系间具有多态性的同工酶和异构蛋白作为生化标记，它们的基因即为生化标记基因，是支配动物体内酶、蛋白质变异的基因。将动物脏器组织匀浆上清液、血液中的酶、蛋白质等进行电泳后，以特异的生物化学方法进行染色来识别待测的性状。这些性状大部分为共显性，根据其表现型即可判别基因杂合型和纯合型，是近交系品系动物遗传质量监测中一种简便而精确的方法(表7-7)，详细内容参见GB／T 14927.1-2010。

表7-7  小鼠的生化标记基因

3．免疫学性状的标记基因检测法  小鼠的Thyl(Thymus cell antigen)，H2(Histocompatibility-2 complex)，Hc(Hemolytic complement)等基因位点，特别是在H2基因座位区域可见到在品系间存在显著的多型性，在检测上是有意义的性状(表7-8)。常用的免疫学方法(免疫标记)，如皮肤移植法、混合淋巴细胞培养法(微量细胞毒法)、肿瘤移植法、血清反应法等，我国多采用皮肤移植法(见GB／T 14927.2-2010)和微量细胞毒法。

表7-8  小鼠的免疫学基因标记

4．染色体的可见变异存在于细胞核内的染色体数、形状通常根据动物种而定，在同一动物体内见不到因品系不同带来的差异(染色体缺失、逆位或转位等特征的品系除外)。但是，已知小鼠各品系间在染色体的C带(异染色质)存在着差异，可作为检测的对象(表7-9)。此外，染色体的G带也是一项指标。

表7-9  有表代性的近交系C带形态

5．DNA多态性  由于生物个体间的差异在本质上是DNA分子的差异，因此，DNA是最为可靠的遗传标记。随着分子生物学技术的迅猛发展，出现了许多测定DNA多态性的方法。这些层出不穷的方法概括起来，主要有3大类：①以DNA-DNA杂交为基础的方法，主要包括用相应的限制性内切酶(restriction enzyme)切开核DNA、细胞质线粒体DNA即可知道其长度，DNA片段长度因品系的不同而有所不同，被称为RFLP限制酶切片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism)及DNA指纹图谱(DNA fingerprint)方法；②以PCR方法为基础，主要包括RAPD(random amplified polymorphic DNA)和微卫星法(microsatellite DNA)：③单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)测定法。今后，这些方法应用于遗传监测的可能性逐步增强，尤其是一些显现出自动化分析的技术有广阔的前景，如DNA变性分析技术、基因芯片技术等，下面就一些主要方法作简要介绍。

(1)DNAP法：该方法的原理是根据检测DNA在酶切后特定DNA片段的大小来确定遗传多态性。它具有表型效应、共显性遗传、重复性好以及在基因组中含量较为丰富等特点。其缺点是只有在特定的内切酶位点才能表现多态性，操作比较复杂。国内在20世纪80年代有部分报道。虽然最近有人将该法与PCR方法结合起来进行了改进，但没有得到普及。

(2)DNA指纹技术：早在1985年，Jeffreys等用卫星33.15做探针与人的Hinf I酶切基因组DNA片段杂交，产生由10多条区带组成的杂交图谱，表现出不同个体之间的特异性。由于这种杂交图谱与人的指纹一样具有高度特异性，因此被称为DNA指纹。在后来的研究中，人们进一步证实了人类基因组中存在着数个高度变异区，同时认为这些高度变异区具有共同的结构特点，即均由一个较短的重复单位首尾相连并经多次重复形成，所以又被称为可变数目重复序列(variable number，tandem repetition，VNTR)。在同一座位上由相同的重复单位的重叠次数不同，从而产生了VNTR的多态性。根据每个重复单位的长短，可将VNTR分为小卫星DNA(minisatellite DNA)和微卫星DNA(microsatellite DNA)。DNA指纹具有多位点性、高变异性、简单而稳定的遗传性及体细胞稳定性4个特点。但DNA指纹也有其不足之处：①基因探针的选择过程复杂；②实验室设备条件要求较高以及所需试剂费用较大；③在放射自显影时有可能造成放射性污染。近年来，国内在近交系大小鼠脑DNA的指纹分析方面做过大量工作。

(3)RAPD技术：Williams和Welsh等(1990)通过利用随机引物扩增基因组DNA来寻找具有多态性的DNA片段，并将这一方法命名为随机扩增多态性DNA(RAPD)。RAPD是以DNA扩增为基础的遗传标记，它利用一系列(通常数百个)经碱基随机排列而成的寡核苷酸单链(一般为10个碱基的聚合体)作为引物，对所研究的基因组DNA进行扩增，扩增产物经电泳分离可检测基因组相应区域DNA多态性。虽然一个引物只能检测基因组DNA部分区域的多态性，但是一系列引物可以检测整个基因组的多态性。RAPD具有以下特点：①RAPD图谱具有孟德尔显性遗传方式；②无须预知受试基因组DNA序列；③分辨率高；④操作简单灵敏，所需样品量少，因而省事省力；⑤避免了放射性同位素的污染；⑥RAPD标记可以对那些RFLP难以区分的基因组区域作遗传连锁图；⑦RAPD分析能自动化。但RAPD标记也存在某些不足，最主要的是其重复性不太令人满意，此外，RAPD标记难以区分杂合子和纯合子。几年来，有关单位进行了许多研究，涉及大小鼠、豚鼠等动物，筛选出一批有用的引物，取得了可喜的成果。我们应用6对RAPD引物对近交系小鼠进行的研究，证明只要在标准化的条件下进行RAPD分析，是可以得到较好的重复性的。

(4)微卫星DNA：早在1974年，Skinner等就在蟹的基因组研究中发现了含TAGG重复单位的简单重复序列。随后在人、动物的基因组中都发现了许多简单重复序列，因为其重复单位比小卫星DNA短，故称为微卫星DNA(microsatellite DNA)。一般认为微卫星，DNA是由1～6bp碱基组成一个重复单位，再首尾相连而形成的串联重复序列。微卫星DNA重复单位以二核苷酸重复单位AC／TC最为多见，重复单位的重复次数是可变的，一般为10～20次，这就构成了微卫星DNA多态性的基础。微卫星DNA两端的侧翼序列是较保守的单拷贝序列，因此，微卫星DNA能被特异地定位在染色体的特定位置上。并根据微卫星DNA两侧保守序列设计引物，经PCR扩增、电泳，可检测不同个体间微卫星DNA位点的多态性。微卫星标记具有共显性、多态性丰富和杂合程度高等特点，但应用微卫星标记前必须首先克隆微卫星位点，得到微卫星两端的侧翼序列来设计引物，这给微卫星标记的广泛应用带来一定的困难。有关微卫星引物的设计，可通过有关数据库如GenBanK、EMBL、DDBJ、MGD(Mouse (Genome Datebase)、SWISS-PROT等进行检索相关序列，再进行分析验证。表7-10列出了主要近交系小鼠微卫星DNA多态性，供大家参考。

表7-10  主要近交系小鼠微卫星DNA多态性

(5)单核苷酸多态性(SNP)：1998年，科学家建立了SNP标记，它是一种由单核苷酸之间的差异而引起遗传多态性的DNA片段，该标记可用于检测人类基因组中单个核苷酸的改变。SNP标记在大多数基因组中存在较高的频率。在人类基因组中，平均每1.3kb就有一个SNP标记存在。因为SNP标记仅有两个等位基因，所以该标记最大的杂合度为50％，在基因组中筛查SNP往往只需阳性或阴性(+／-)的分析，而不用分析长度的差异，这就为发展自动筛选SNP技术提供了前提。尽管一个SNP所提供的信息量远小于其他常用的遗传标记，但是由于其数量丰富，并已经可以进行自动化检测，因此SNP具有广泛的应用前景。SNP作为一种新型的第_一代遗传标记，在SNP作图、疾病后选基因分析及药物设计中得到了广泛的应用，随着动物基因组测序的相继完成，SNP标记必将成为动物遗传研究领域中理想的遗传标记。由于分子遗传标记比形态标记、细胞标记、生物化学标记及免疫学标记具有显著的优越性，所以，分子遗传标记虽然仅诞生了十几年，但已经形成多种检测方法，并在生命科学等领域中得到了极其广泛的应用，发挥了巨大的作用。应该看到，尽管分子遗传标记有许多优势，但当前应用的任何一种分子遗传标记检测技术均具有其局限性。随着分子生物学技术的不断发展，人类基因组及小鼠基因组测序的完成，分子遗传标记必将不断改进完善，人们也将会不断地发现更为有效和便捷的分子标记技术并应用于实验动物的遗传监测中。

(二)数量遗传性状

数量遗传性状包括所有可进行计量的性状，一般受多数的基因位点所支配，也容易受到环境的影响。但是，在数量遗传性状中可明显见到品系间的差异，这些差异可作为遗传监测的性状。特别是在日常的饲养管理工作中，观察产仔数、体重等计量项目的变化，根据掌握的各品系的正常范围，便可尽早地发现与其他品系发生意外杂交等遗传事故。

1．下颌骨测定法  下颌骨的形状(mandible shape)与遗传的因素有密切关系，被认为是比较稳定的数量遗传性状。测定下颌骨11个部位的长度(图7-5)，将这些测定值进行多变量解析处理，即可识别不同品系(图7-6)。

图7-5  下颌骨形式分析测量点位置（引自  Festing, 1979）

图7-6  主要小鼠品系下颌骨的多变量分析后形成的坐标分布图

（引自  Festing, 1979）

2．统计学检测方法  统计项目包括生长发育、繁殖性状、血液生理和生化指标等参数。

(1)测定各品系的生长发育，如体重、相对生长率、生长曲线等。

(2)血液生理常数测定，如白细胞、红细胞、血红蛋白等。

(3)血液生化参数测定，如转氨酶、胆固醇、球蛋白等。

(4)生殖常数测定，如性周期、生殖周期、胎间隔等。

(5)生产能力，如产仔数、离乳率、受胎率等。

该方法的关键是掌握各品系的正常范围，连续进行监测，及时发现问题。

(三)其他性状

以上叙述了可用于检测一般品系的质量和数量遗传性状。但是，对于特殊的突变品系(hr、dy等)或同源导入近交系(H2)等，对其构成各自品系特征的性状进行检测则是最重要的，也是最有效果的。例如，SHR大鼠的血压监测、糖尿病动物模型的血糖值测定、SCID小鼠的渗漏率等，不单纯是基因位点的检测就能够反映品系特性，必须同时测定其突变特性。