一、基本概念
雜種動(dòng)物經(jīng)過相當(dāng)于20代全同胞兄妹單線連續(xù)繁殖，各條染色體上的基因趨于純合，品系內(nèi)個(gè)體差異趨于零，近交系數(shù)大于98.6%即為近交系動(dòng)物。這種動(dòng)物在自然界里并不存在，是人工專門培育的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。
以上定義對于小鼠是非常嚴(yán)格的, 但是對于其它物種的動(dòng)物有時(shí)需要加以區(qū)別。在某些情況下“近交系”的名稱僅僅說明了該品系內(nèi)的遺傳差異性降低了。這種情況出現(xiàn)在：品系的近交代數(shù)在各繁殖線上少于20代。但是該系的某一條繁殖線上所有個(gè)體間的異體植皮獲得成功。兩代之間間隔時(shí)間特別長的動(dòng)物也許只要通過幾代的兄妹交配繁殖就能使用“近交系”這個(gè)名稱。
二、命名
目前對于小鼠的命名，已有國際統(tǒng)一規(guī)定。主要參照小鼠標(biāo)準(zhǔn)化遺傳命名國際委員會(International Committee on Standardized Genetic Nomenclature for Mice) 。近交系小鼠國際命名法是近交系動(dòng)物命名的主要參照。大致介紹如下：
1. 近交系一般以大寫英文字母命名，盡量簡短，一般１～４個(gè)字母，例如A、AE、DBA、STAR等。
2. 有些命名可在大寫字母中間加一些阿拉伯?dāng)?shù)字，如C3H、C57BL等。
3. 近交系的近交代數(shù)用大寫的英文字母“F”表示，例如當(dāng)一個(gè)近交系的近交代數(shù)為87時(shí)，寫成(F87)。如果資料不全，可以只寫上已知的代數(shù)，如AKR(F? 10)等。
4. 亞系的命名,在原品系名稱后加一道斜線“／”斜線后標(biāo)明亞系的數(shù)字或符號。例如，DBA／1、DBA／2、C57BL／6J等。
5. 有時(shí)一些較早使用的非正規(guī)命名，已廣泛為國際所共知，可以沿用。如 615 、129、101等。
6. 經(jīng)人工處置形成的支系， 在原品系名稱后面加一個(gè)小寫的英文字母以標(biāo)明處置方式，具體符號是：卵子移植“e”、奶母代乳“f”、人工喂養(yǎng)“h”、卵巢移植“o”等。例如，“C3Hf”、“C3Hf、C57BL”和“C3HfB”都表示由C57BL品系代乳的C3H近交系。
三、特性
(一)純合性和一致性：在一個(gè)近交品系內(nèi)所有動(dòng)物的基因位點(diǎn)都應(yīng)該是純合子，這樣的個(gè)體與該品系中任何一個(gè)動(dòng)物交配所產(chǎn)生的后代也應(yīng)該是純合子，在這些動(dòng)物中沒有暗藏的隱性基因。由于近交系動(dòng)物是相同基因型的動(dòng)物，因而任何可遺傳的體征都完全一致，例如血型和組織型，形態(tài)學(xué)上的特征(體重，毛色等)，甚至行為的類型也趨于一致。在同一品系內(nèi)動(dòng)物個(gè)體間進(jìn)行皮膚和腫瘤移植不被當(dāng)做異物排斥。如能應(yīng)用生化或免疫學(xué)的方法檢測個(gè)體在各染色體上的基因標(biāo)記，同一品系內(nèi)不同個(gè)體間的基因標(biāo)記完全一致。
(二)遺傳穩(wěn)定性：已建立的近交系動(dòng)物在遺傳上具有高度穩(wěn)定性，個(gè)體遺傳變異僅發(fā)生在少量殘留雜合基因和基因突變上，而這種機(jī)率非常低。如果品系在被確認(rèn)為近交系后堅(jiān)持近交，同時(shí)輔以遺傳監(jiān)測。及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和清除遺傳變異的動(dòng)物，該品系的遺傳特性可世代相傳。
(三)個(gè)體性：就整個(gè)近交系小鼠而言，每個(gè)品系在遺傳上都是獨(dú)特的, 幾乎每個(gè)近交品系都建立了各自的遺傳概貌,用遺傳監(jiān)測方法,可將兩個(gè)外貌近似的品系分辨出來。有些品系可能自發(fā)某些疾病，成為研究人類疾病理想的動(dòng)物模型。在某些情況下，品系間的差別顯示在量上，而不在質(zhì)上，這一點(diǎn)在研究上也非常有用。因此可在眾多的近交系中篩選出對某些因子敏感和非敏感的品系以達(dá)到不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br />(四)分布的廣泛性：近交系動(dòng)物個(gè)體具備品系的全能性，任何個(gè)體均可攜帶該品系全部基因庫，引種非常方便，僅需1￣2對動(dòng)物。目前，大部分近交系動(dòng)物分布在世界各地，這從理論上意味著不同國家的科學(xué)家有可能去驗(yàn)證和比較已取得的數(shù)據(jù)。
(五)背景資料和數(shù)據(jù)較為完善：由于近交系動(dòng)物在培育和保種的過程中都有詳細(xì)記錄，加之這些動(dòng)物分布廣泛，經(jīng)常使用，已有相當(dāng)數(shù)量的文獻(xiàn)記載著各個(gè)品系的生物學(xué)特征，這些基本數(shù)據(jù)對于設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了便利條件。
四、繁殖
近親繁殖的目的為增強(qiáng)純合性。近親繁殖是將親緣關(guān)系比較近的個(gè)體進(jìn)行交配。如“兄妹、母子和父女”之間的交配等。近親繁殖的結(jié)果是純合子的數(shù)量增加，而雜合子數(shù)量減少。這種近親程度常用“近交系數(shù)”表示。這個(gè)理論上的近交系數(shù)已被Wright計(jì)算出來。兄妹近親交配，在前10代近交系數(shù)增長迅速，10代以后增長速度逐漸緩慢。在理論計(jì)算上永遠(yuǎn)不能達(dá)到百分之百的近交系數(shù)。根據(jù)小鼠近交品系標(biāo)準(zhǔn)化命名委員會對“近交品系”的定義解釋為連續(xù)的兄妹交配最少要求20代。這樣近交系數(shù)能達(dá)98.6％，亦就是平均任何一個(gè)個(gè)體已達(dá)到98.6％以上的純合子基因。說明它在遺傳上已達(dá)到高度的一致性，這時(shí)已經(jīng)形成一個(gè)“純系”。在一個(gè)純系中,全部個(gè)體都具有相同的基因型,但是在表現(xiàn)型上稍有差異，這是遺傳飄變。
在近親繁殖的實(shí)踐中，通常伴隨著遺傳缺陷的出現(xiàn)。生命早亡較多，動(dòng)物體質(zhì)普遍較差，并且較為容易感染疾病，生產(chǎn)能力減退和隱性基因暴露增多，這個(gè)現(xiàn)象叫“近親衰退”。這種有害影響是由于若干對不利的隱性基因純合造成的，如不能產(chǎn)生正常生活所需要的酶，或者產(chǎn)生不正常的蛋白質(zhì)或其他化合物，或激素的不平衡。
根據(jù)Wsiter的研究，在大鼠近親繁殖中，兄妹交配已達(dá)25代,雖然許多動(dòng)物個(gè)體弱,特別在較早的幾代中有的不育或出現(xiàn)不正常，但是經(jīng)過精心選育已得到生長、發(fā)育正常和體質(zhì)健壯的純系動(dòng)物。從生理觀點(diǎn)看，顯性基因通常起有利作用，而隱性基因起不利作用。所以，淘汰不滿意的動(dòng)物，就能使群體中的顯性基因增加，因而亦就增加有利基因。
近親繁殖中有許多因素能影響純合的程度，如連鎖、選擇有活力的動(dòng)物交配和自發(fā)變異，這些都會干擾純合品系的形成。在同源染色體對上的基因位置越近就越少發(fā)生互換，因而調(diào)查時(shí)常常需要一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間，以等待適宜的互換發(fā)生，這樣才有可能得到高度的純合。選擇較為有活力的動(dòng)物用于交配時(shí)，則傾向于推遲純合性，因?yàn)橛谢盍εc雜合性相關(guān)。自發(fā)變異可能在任何時(shí)候發(fā)生，而降低該品系的純合性。因此必須繼續(xù)進(jìn)行近親繁殖并隨時(shí)注意是否有新變異發(fā)生。即使在已經(jīng)建立起來的良好品系中，亦得嚴(yán)加注意。這就需要使用遺傳質(zhì)量檢定的方法對繁殖保存的近交動(dòng)物進(jìn)行定期的測定。
不管是引進(jìn)還是自己培育近交系小鼠，一般采用以下三種方法進(jìn)行繁殖：
(一)單線法：從近交系原種選出3－5對兄妹進(jìn)行交配，從中選出生產(chǎn)能力最好的一對進(jìn)行繁殖。從子代種再選出3－5對;進(jìn)行繁殖。然后從中選出一對作為下一代的雙親,依此類推。此法個(gè)體均一性好，缺點(diǎn)是選擇范圍太小，易發(fā)生斷代的危險(xiǎn)，在實(shí)踐中一般不予采用。
(二)平行線法：從原種選出3－5對兄妹進(jìn)行交配，每對生產(chǎn)的子代中都要選留下一代種鼠。平行向下延續(xù)。此法優(yōu)點(diǎn)是選擇范圍大，有利于種的維持。其缺點(diǎn)是個(gè)體不太均一，易發(fā)生分化，長期下去可使動(dòng)物分成不同的亞系。
(三)優(yōu)選法：這種方法保留了上述兩種的優(yōu)點(diǎn)，克服了兩個(gè)方法的缺點(diǎn)，是個(gè)好的保種方法，如果每代選6對，每對都選自同一雙親的子代同胎兄妹，在繁殖過程中,每一代均保持6對，當(dāng)某對不懷孕或生產(chǎn)能力低時(shí),則可以從另一對所生的后代中選擇優(yōu)良者加以代替。這種代替，可以是一對，也可以從雌雄中選一只。
五、應(yīng)用
近交系動(dòng)物與封閉群相比, 個(gè)體之間極為一致，對實(shí)驗(yàn)反應(yīng)一致，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差較小，因此在實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組和對照組都只需少量的動(dòng)物。由于近交，隱性基因純合性狀得以暴露，可以獲得大量先天性畸形及先天性疾病的動(dòng)物模型，如糖尿病、高血壓等。這些動(dòng)物家系清楚，取材方便，是進(jìn)行基因連鎖分析、遺傳學(xué)、生理學(xué)和胚胎生物學(xué)研究的理想實(shí)驗(yàn)材料。在某些涉及組織細(xì)胞或腫瘤移植的實(shí)驗(yàn)中，個(gè)體之間組織相容性一致與否，是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，在這里，近交系動(dòng)物成為必不可少的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。某些近交系具有一定的自發(fā)或誘發(fā)腫瘤發(fā)病率，并可使許多腫瘤細(xì)胞株在活體動(dòng)物上傳代, 這些品系成為腫瘤病因?qū)W、腫瘤藥理學(xué)研究的重要模型。多個(gè)近交系同時(shí)使用可使不同研究者分析不同遺傳組成對某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的影響，或者觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有普遍意義。