<一>实验动物遗传学概念
实验动物遗传是本学科的重要内容，它主要是揭示并按需要改变和维持实验动物特定的遗传结构，从而减少或避免遗传因素对实验结果的干扰，甚至通过改变实验动物的遗传结构，使某些特定实验能顺利开展。要求实验动物来源清楚，遗传背景明确。很多生命科学的研究，要求实验动物的遗传结构有较高的同一性、稳定性和纯合度。这就提出了实验动物的遗传质量和监测的问题。目前，实验动物就其遗传结构、同一性和纯合度等方面，已培育出众多不同品种和品系的动物，如近交系、突变系、封闭群等等。上世纪50年代，学术界确认了实验动物遗传的基因型、表现型和演出型的关系模式（图）。
动物的基因型（染色体、基因、DNA及其构象）在发育环境的作用下，产生某种表现型（蛋白质、新陈代谢特征和动物形态），在周围（生活）环境的作用下，则导致不同的演出型（即生物反应现象)的产生。
现在我们可见的各种实验动物的生物学特性，只是它们遗传演出型的表现。要获得稳定的、可重复的演出型，应对动物自身（遗传繁育、性别、年龄等）和环境条件（气候、理化因子、营养和微生物等）加以控制并经常监测。人们通过这些控制和监测，培育出遗传结构（即从基因型到演出型）符合各种实验研究需要的实验动物，并用遗传控制和监测的手段予以维持，使实验动物具有较高的遗传质量，从而保证动物实验的准确性和科学性。
<二>近交系动物
近交系的培育及其特点
实验动物在兄妹交配20代以上,又可以追溯到一对共同亲代的，有时也可以亲子交配,并需与年轻一方的亲代交配，而形成的品系，一般称之为近交系。目前，主要是在大鼠和小鼠中育成近交系的品系。
近交系动物主要有如下的特点：
基因纯合性，在一个近交系内的所有动物的基因位点都应当是纯合子，在本品系内任何个体交配的后代也应当是纯合子，即基因型一致，遗传特性相同。从理论上说，这些动物是不应有暗藏的隐性基因的，用近交系动物做实验时，不会因为隐性基因的暴露而影响实验结果的一致性。
遗传物质同源性，是指同一个近交系中的所有个体在遗传上是同源的，可追溯到一对共同的祖先。同一品系内的个体间的皮肤或肿瘤移植不会被当作异己来排斥，各个体间的基因位点，及位点的分型是完全一致的。
表现型的一致性，由于上述的特点，近交系动物任何可遗传的体征都应是一致的，如生理、生化以及组织学、形态学上的特征（毛色、体重等），甚至行为的类型都趋于一致。如果说，在个体间有时会出现一些差异，也只可能是后天环境不同一而造成的。这一特点保证了动物实验数据在统计学上的意义。
遗传稳定性和反应敏感性，近交系是由近亲交配20代以上育成的，遗传性是稳定的。近交系被确认后，只要坚持近交，并不断监测，基因变异的机率是很低的。由于近交系动物的遗传是高度纯合的，对外部各种因素（包括试验因子）的影响，反应高度敏感。这类动物有如高精密度的天平，外界微小的变化，天平就会摆动。
遗传特征的可辩别性，在同一近交系中，不应存在遗传多态现象。在绝大多数近交系中主要的遗传位点已有了分型，通过遗传检测可以对动物的品系进行辩认，有利于对品系遗传纯合性的维持。
此外，各个近交系都有各自的遗传独特性，并且各种近交系在各国实验室已被广泛地采用。因而，可以根据实验的需要，利有它们各自独特的遗传特性，实验动物结果也可以类比和交流。
近交系的类型和命名
近交系育成后，由于机率很低的基因突变、环境因素的改变，或由人工有目的的培育，可形成近交系中的亚系和支系。为了建立各种人类疾病的动物模型，为了适应各种科学实验的特殊需要，人们用近交系的培育方法，培育出特殊类型的近交品系。
目前，已育成有众多特殊类型的近交系：
同源近交系，目前有两种，一是具有特定突变基因的动物，与一已知近交系反复交配数代，除突变基因外，其他的基因组成与已知近交系相同，称之为同源突变近交系;二是将某一特定基因导入某一近交系中，除导入的基因外，其他基因组成与该近交系相同，称之为同源导入近交系。
分离或重组近交系，由两个无亲缘的近交系动物交配，后代进行亲子交配，使基因群可能出现分离或重组，前者称为分离近交系，后者称为重组近交系。
遗传工程产生的新型品系，使用细胞嵌合技术，雌核发育技术等遗传工程技术，可以培育出一些有特殊用途的新型品系。如使两个不同近交系的早期胚胎粘合，形成嵌合胚胎，经胚胎移植产出后代，称为嵌合体小鼠。又如，用两个不同的近交系交配，产出的早期受精卵，取出雄性原核，使雌性原核加倍为二倍体，然后用胚胎移植技术产出后代。被称为单亲纯合双倍体动物，具有母本的纯合性状。
近交系的命名国际上已经规范，是根据动物的来源、培育经过等，以字母和数字来表示。品系的名称用大写英文字母表示并列在前边，也有用数字作品系代码。如：A、CBA、C3H或615、129等。品系名称后有/的，表示是这一品系的亚系，一般在/后标有亚系的代码、育成人或机构的缩写，如，A/N、A/He等。有些还标上培育的方法，如，代乳（f),卵移植（e)等。DBA/1fLACA/Lac，DBA为该近交系的名称，1为亚系代码，f表示代乳，LACA是代乳母鼠的品系名称，Lacd是培育单位---英国实验动物中心。
近交系的应用
由于近交系具有良好的、适合实验要求的遗传特性，被用在众多的实验领域，而且可减少每批次实验的动物用量，容易获得有统计学意义的实验数据。它们是胚胎学、生理学、遗传学研究的理想材料，也用于药效试验、安全评价等的动物实验。进行组织或肿瘤移植实验时，制作某些有遗传因素的人类疾病的动物模型时，近交系是必不可少的材料。
<三>封闭群动物
封闭群动物的培育
在不从外部引入新血缘的条件下，以非近亲交配的方式，至少连续繁殖4代以上的一个种群动物，可称之为封闭群动物。如，昆明小鼠、SD大鼠等。培育封闭群实验动物的关键是至少5年内不从外部引入任何新的基因，同时群体内作随机交配，不让群体内原有基因丢失，以保持群体内的一定杂合性，同时使群体的遗传性相对稳定。
封闭群动物个体间差异的大小，取决于祖代的来源。若来源于近交系的繁殖群，但群内不按兄妹近亲交配，而用随机交配的方式保种并繁殖生产;另一类是来源于非近交系动物群体，前者个体间差异小，后者差异大。
由于封闭群动物培育，长期不引入新的血缘，虽然群内作随机交配繁殖，但“近亲系数”仍会逐渐上升，为了防止“近亲系数”上升过快，要求群体数量不能过小，国际实验动物科学委员会规定，封闭群动物每代的“近交系数”递增不能超过1%，要求群体内具有生殖力的所有个体都能自由参与交配繁殖，符合有效群体的要求。
特点及其应用
封闭群动物在遗传上具有一定的杂合性，因而这类动物繁殖力高，适应能力强，保种及繁殖生产的成本较低，应用范围广。与近交系相比，封闭群动物的个体在遗传上仍存在相当的差异，因此实验的可重复性，及反应的一致性就不如近交系动物。但是，封闭群动物在实验中，却有比近交系更接近自然种群反应的特点。所以在实际中，封闭群动物被广泛地应用于教学、预实验、一般的药物初筛、以及毒性、安全性评价试验之中。
<四>突变系动物
由自然突变，或经人工诱导，使动物正常染色体上的基因发生突变，动物表现出某种遗传缺陷，或某种特异的遗传性状的动物被称为突变系动物。如，裸鼠、糖尿病大鼠等。
在细胞学上可见的染色体数目或形态发生改变的，称为染色体畸变;另一种是在细胞学上观察不到的基因突变或点突变。在习惯上，突变系动物主要是指发生后一种的变异的动物。遗传物质发生突变，主要有如下几种情况：
可见突变，动物发生了可由肉眼观察到的变异。如，基本没有被毛及胸腺发育不全的裸小鼠、裸大鼠等。
生化突变，动物的某一生化功能发生改变，甚至丧失。如严重联合免疫缺陷小鼠。
致死性或条件致死性突变，致死性突变有显性和隐性两种，如镰状红细胞贫血症就是隐性致死性突变。也有一些致死性突变，在某种条件下动物可以存活，缺乏这种条件动物则会致死。
突变系动物主要应用于：
遗传机制的研究，如作染色体的基因定位等;
人类疾病的动物模型，是这类型动物的最主要的应用领域。有些突变使动物的免疫系统功能改变，有的使内分泌系统、心血管系统功能发生改变。从而为医学生物学研究，提供了在实验动物身上复制各种人类疾病并加以研究的可能。
突变系动物还可以用于其他的领域，如，利用免疫缺陷动物作环境质量监测等。
<五>系统杂交动物
两个近交系动物之间,进行有计划的交配,其繁殖的第一代,称系统杂交动物,有时也包括回交一代的动物。由于其个体的杂合性比较一致，致使其遗传型和表现型都比较一致。系统杂交动物一般不作继续繁殖和近交系的培育，避免在子二代之后，出现遗传性状的分离。
系统杂交动物一般有如下特点：
具有杂交优势，生命力强，表现为适应性和抗病力强，繁殖力高，没有近交系那种近交衰退的现象;
具有与近交系动物相类似的遗传均质性，因而动物试验的可重复性好;
国内、外广泛采用，分布广，研究结果便于类比和交流。
系统杂交动物被广泛地应用作各个领域动物实验的材料。尤其是在生物医学的实验研究中有特别的用途。如，杂交一代小鼠是研究外周血干细胞的重要材料，近交系NZB与NZW的杂交一代是研究自身免疫缺陷的动物模型，用杂交一代小鼠作单克隆抗体的研究，可获得比用近交系动物更好的效果。
<六>实验动物的遗传质量监测
遗传质量监测的意义
实验动物的遗传监测，就是为了保证动物的品种、品系的遗传质量与标准一致，并使之在长期的繁殖生产中遗传质量保持稳定不变。
目前，实验动物的品系已达数千个之多，在培育、保种，及繁殖生产中，都有严格的要求，但由于影响遗传变异的因素很多，在动物的培育、保种和繁殖、升产过程中，仍然存在着发生遗传变异或遗传污染的可能。对于新引进的动物，或新导入的品系，更需要摸清其遗传概貌。因此，建立遗传质量监测手段，对确保实验动物的遗传质量是必不可少的。
遗传质量监测常用的技术与方法
形态学方法，包括有毛色基因测试法和下颌骨测量法等常用的方法。与其他方法相比，形态学的监测方法操作简便，费用低廉，不需要使用专门的仪器设备，实用性强，但精确度低。
生化技术，目前常用的方法是醋酸纤维薄膜、淀粉凝胶、聚丙烯酰胺胶等为支持物的电泳方法，依据电泳染色谱带上的生化位点表型，确定品系的遗传纯度，并可区分不同的品系。
免疫学技术，在免疫系统中，起主要作用的T及B细胞膜上有许多糖蛋白，血清中也有补体和免疫球蛋白，都可以作为遗传标记物，用血清学的方法加以应用。应用于近交系动物遗传监测的免疫学技术，一般有血凝试验、细胞毒试验和免疫双扩散技术等。皮肤移植技术是通过同系异体皮肤移植成功与否，来确定它们的组织相容性抗原是否同一，是目前测定近交系遗传质量的重要方法之一。移植的部位有背部、耳部、尾部等。
上述方法主要用于对近交系动物的遗传检测，对封闭群等动物，一般是通过数量性状观察为主的监测，来实现对其遗传质量的监控。数量性状主要包括：种群的基本形态，如，体重、毛色、体型等;血生理常数，如，白细胞、红细胞、血红蛋白等;生殖生理数据，如，性周期、怀孕期、胎产仔数等。也可采同下颌骨测量或辅以生化、免疫等技术，来实现对其遗传质量的监控。
