王 洪,刘双环,王淑菁,岳秉飞
(中国药品生物制品检定院,北京 100050)
遗传生化标记检测法是一种简便、迅速、准确地保证近交系小鼠遗传质量的方法。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,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。国家标准 GB/T 14927.1—2008中显示小鼠遗传生化标记检测的14个位点里有5个生化位点存在杂和形式,并且其相应的杂合图谱在最新版本的国家标准中可以找到。杂合图谱为近交系小鼠的遗传质量控制提供了判断依据。过氧化氢酶-2是近交系小鼠生物化学标记基因检测法的14个生化位点之一,在现行的国家标准里并没有过氧化氢酶-2的杂合型图谱的描述。过氧化氢酶-2是取小鼠的肾匀浆,进行醋纤膜电泳,根据电泳条带的快慢来判断该位点的基因型。该位点的染色方法简便迅速,但是条带很宽,对于杂合型的判断很难,也未见相关报道。基于此,本文对小鼠遗传生化标记位点过氧化氢酶-2的杂合型图谱进行探讨[1,2]。
1.1 实验动物
8周龄近交系小鼠,CBA/Ca,雄,4只,SPF级,来自上海斯莱克实验动物有限责任公司[SCXK (沪)2007-0005];
8周龄近交系小鼠,BALB/c,雌,4只,SPF级,来自国家啮齿类实验动物种子中心[SCXK(京) 2005-0004];
8周龄近交系小鼠,C57BL/6,雌,4只,SPF级,来自国家啮齿类实验动物种子中心[SCXK(京) 2005-0004]。
1.2 实验材料、仪器及试剂
Tris和柠檬酸,均为分析纯,北京化学试剂公司提供。
Ce-2标准样品试剂盒及染色用试剂盒,中国药品生物制品检定所提供。
醋酸纤维素膜(涤纶基),浙江台州路桥四甲生化塑料厂提供。
电泳槽,北京市六一仪器厂产品。
电泳仪,BIO-RAD Model 3000Xi,美国。
毛细管离心机,IEC MB CENTRIFUGE,美国。低温高速离心机,HITACHI 20PR-52D,日本。酸度计,sartorious PB-10,德国。
1.3 实验方法
F1代的培育:
将1只雄性 CBA/Ca与2只雌性 BALB/c同居,21 d之后,7只杂交F1代动物CCBF1出生。
将1只雄性 CBA/Ca与2只雌性 C57BL/6同居,21 d之后,5只杂交F1代动物B6CBF1出生。
F2代的培育:
A组,将1只雄性CBA与2只雌性B6CBF1同居,20 d之后,5只F2代动物出生。
B组,将1只雄性 CBA与2只雌性 CCBF1同居,26 d之后,7只F2代动物出生。
C组,将1只雄性B6CBF1与2只雌性C57BL/ 6同居,42 d之后,6只F2代动物出生。
D组,将1只雄性CCBF1与2只雌性CCBF1同居,22 d之后,9只F2代动物出生。
E组,将1只雄性CCBF1与2只雌性 BALB/c同居,30 d之后,6只F2代动物出生。
F组,将1只雄性B6CBF1与1只雌性B6CBF1同居,30 d之后,7只F2代动物出生。
取六组实验的父母本和所有F2代,共52只动物,按照GB/T 14927.1—2008对52只小鼠进行Ce-2遗传生化标记检测[3,4]。
六组52只F2代小鼠过氧化氢酶-2生化标记位点的基因型和表现型,见表 1和图1、2、3、4、5和6。
表1 F2代小鼠 过氧化氢酶-2生化标记位点的基因型Tab.1 The genotypes of F2 mice for Ce-2 biochemical marker
图1 A组动物过氧化氢酶-2结果Fig.1 The rusult of Ce-2 of A mice
图2 B组动物过氧化氢酶-2结果Fig.2 The rusult of Ce-2 of B mice
图4 D组动物过氧化氢酶-2结果Fig.4 The rusult of Ce-2 of D mice
图5 E组动物过氧化氢酶-2结果Fig.5 The rusult of Ce-2 of E mice
图6 F组动物过氧化氢酶-2结果Fig.6 The rusult of Ce-2 of F mice
3.1 父本 CBA表现型为 a型,母本 B6CBF1表现型为a型,如果双方基因型均为纯和的话,F2代动物不应该出现b型。已知父本CBA为纯合a型,母本B6CBF1为已知纯合的CBA(b型)和已知纯合的C57BL/6(a型)交配得到的杂交 F1代。虽然该F1代表现为a型,但是其理论基因型应为ab型,F2代中纯和的b型动物出现的几率为50%,这就是F2代5只动物中有1只出现 b型的原因,也说明 a型和b型基因不是共显性的,a型为完全显性。
3.2 父本CBA表现型为a型,母本CCBF1表现型为a型,如果双方均为纯合型的话,F2代动物不能够出现 b型。已知父本 CBA为纯合 a型,母本CCBF1为已知纯合的 CBA(b型)和已知纯合的BALB/c(a型)交配得到的杂交 F1代。虽然该 F1代表现为a型,其理论基因型应为ab型,F2代中纯合的b型动物出现的几率为50%,这就是 F2代7只动物中有3只出现b型的原因,也说明a型和b型基因不是共显性的,a型为完全显性。
3.3 父本B6CBF1为a型,母本C57BL/6为a型。父本B6CBF1为已知纯合的CBA(b型)和已知纯合的C57BL/6(a型)交配得到的杂交F1代。虽然该F1代表现为a型,其理论基因型应为 ab型,可是母本C57BL/6为纯合a型,即使F2代出现ab杂合基因型,因为a型基因的完全显性,F2代中也不应该出现b型表现型。这与实际检测结果一致,F2代的6只动物均表现为a型。
3.4 父本和母本都是CCBF1,为a型,CCBF1为已知纯合的CBA(b型)和已知纯合的BALB/c(a型)交配得到的杂交F1代。虽然该F1代表现为a型,其理论基因型应为ab型。F2代动物有可能出现纯合b型的几率为25%。在实际检测中,9只F2代动物均表现为a型。即使有杂合ab型动物存在,由于a型基因的完全显性,表现型也只能是a型。
3.5 父本CCBF1为a型,母本BALB/c为a型,父本CCBF1为已知纯合的CBA(b型)和已知纯合的BALB/c(a型)交配得到的杂交 F1代。虽然该 F1代表现为a型,其理论基因型应为ab型,可是母本BALB/c为纯合 a型,即使 F2代出现杂合基因型,因为a型基因的完全显性,F2代中也不应该出现b型表现型。这与实际检测结果一致,F2代的6只动物均表现为a型。
3.6 父本和母本都是B6CBF1,为a型,B6CBF1为已知纯合的 CBA(b型)和已知纯合的C57BL/6(a型)交配得到的杂交F1代。虽然该F1代表现为 a型,其理论基因型应为ab型。F2代动物有可能出现纯合的 b型,几率为25%。在实际检测中,7只F2代动物中有1只表现为b型。
3.7 六组实验的结果充分说明,过氧化氢酶-2的等位基因不是共显性的,其基因型 a为完全显性。国家标准GB/T 14927.1—2008规定小鼠遗传生化标记位点是14个,除过氧化氢酶-2以外,其它13个位点的等位基因都是共显性的。严格地说,过氧化氢酶-2作为遗传生化标记位点是不合适的。该位点的表现型只能看到纯合的b型和a型,而无法见到杂合型,因为完全显性的a型将b型掩盖了。因此在检测小鼠的过程中,可能会出现将杂合型误判为纯合 a型的可能[5-7]。
[1]孙靖 .实验动物学基础[M].北京:北京科学技术出版社,2005.
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.《实验动物近交系小鼠、大鼠生化标记检测法》(GB/T 14927.1—2008)[E].2008.
[3]Margaret C. Green. Genetic Variants and Strains of the Laboratory Mouse[M].New York:International Committee on Standardized Genetic Nomenclature formice,1981.
[4]Tatsuji N,Kozaburo E,Takeshi T.ICLAS Manual for Genetic Monitoring of Inbred Mice[M].Tokyo:University of Tokyo Press,1984.
[5]Milan F,Jan S,Jirina H.Gene polymorphisms of superoxide dismutases and catalase in diabetes mellitus[J].BMC Med Genet.2008,9:30.
[6]Xia Y,Won S,Du X.Bulk Segregation Mapping of Mutations in Closely Related Strains of Mice[J].Genetics.2010.
[7]Ahn J,Nowell S,McCann SE.Associations between catalase phenotype and genotype:modification by epidemiologic factors[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2006,15(6):1217 -22.