繁殖和菌落管理常见问题

当一个种群停止繁殖时，有几个因素需要考虑。下面列出了常见的问题。

问题1:家畜比该品系的正常繁殖年龄大，或者交配较晚。

种畜是否比该品系的正常繁殖年龄更老?对于老鼠来说，它们繁殖的年龄通常取决于它们第一次交配的时间;例如，如果老鼠在8周龄时交配，它们可以很好地繁殖到18周龄或更大。然而，如果从未交配过的天真老鼠在15周时被放在一起，它们可能永远不会开始繁殖。

解决方案:

1. 是否有公鼠可与近交野生型母鼠作回交交配?通常雄性老鼠的繁殖期较长，与年轻的雌性老鼠交配可能产生足够的幼鼠来拯救种群
   
2. 另一方面，如果存在等位基因完全丢失的风险，最好是雌雄GA小鼠都与野生型小鼠交配，以产生一些幼鼠来重建群体*
   
3. 精子可以从雄鼠身上分离出来。即使他们已经过了交配年龄，精子通常也足够好用于生殖在体外受精。
   
4. 有精子或胚胎存档吗?这些能用来重新推导应变吗?

*对于前两点，当使用来自不同来源的野生型小鼠时，如果该群体通常是一个封闭的群体，则应谨慎，因为这可能改变遗传背景并影响表型。对于基因背景通过频繁回交而标准化的菌株来说，这不是一个问题。

问题2:老鼠作为封闭的群体被圈养了一段时间，可能会出现近交萧条。

如果老鼠一直被饲养在一个封闭的群体中，例如，总是在来自群体内的老鼠之间建立交配，而不与野生型老鼠(通常来自基因控制的近交系)杂交，它们可能会遭受近交系萧条。这就是通过自发突变(遗传漂变)产生的有害等位基因由于封闭育种方案而变成纯合子的地方。通常，首先出现的问题是育性、繁殖力或生存能力，因为没有经常与基因控制的近交系杂交的品系可能会减少产仔数、一般繁殖能力或存活率。

解决方案:

1. 将老鼠与基因控制的近交系杂交。在商业供应商或受控繁殖群体中，近交系小鼠每隔5至10代从存档的存量中重新繁殖，大大减少了遗传漂变和近交系萧条。将GA品系回交到一个基因控制的近交系应该会重振育种。
   
2. 上一代是否有胚胎或精子?这些可以重新衍生，以重新启动菌落使用配子之前的繁殖性能下降。

即使这一轮近交系萧条可以得到改善，继续保持GA品系作为封闭菌落可能会导致未来近交系萧条。为了在未来缓解这一问题，应该使用适当的杂交设计，每三到五代将该菌落与受控的自交系杂交。

评估遗传完整性的第一步应该是查阅育种记录。从创始人一代开始，每一代的股票都有完整的记录吗?如果育种一直是对基因控制的近交系进行的，你应该继续这种策略，并偶尔筛选几代(每两到三代)，以确保没有发生污染(通常是由于人为错误)。然而，如果老鼠已经繁殖到群体配偶或记录不完整，你可能需要评估遗传完整性，例如通过测序或检查区分近交系的已知snp。请注意，SNP组可能不能完全下结论，在未知或不清楚的遗传背景的情况下，回交到基因控制的近交系是明智的，以确保菌株在未来的稳定背景。

有关控制种群遗传完整性和再现性的进一步信息，请参见我如何知道何时刷新我的殖民地?．

评估Cre菌株最重要的方面之一是确保它是预期的确切的Cre等位基因。用通用的Cre基因分型方法对携带Cre重组酶的菌株进行基因分型是不够的。应该开发等位基因特异性的分析方法，并能够检测不同Cre菌株之间的差异，从而避免任何混合或污染。

与其他GA菌株一样，重要的是检查菌落和生产记录，以核实背景菌株的信息我如何评估我的种群遗传背景的完整性和可重复性?)。在未知或不清楚的遗传背景的情况下，明智的做法是回交到一个基因控制的近交系，以确保该菌株在未来的稳定背景上。

通常有关于Cre在相关组织中的表达的信息，例如，如果重组酶打算在多巴胺神经元中表达，通常有明确的证据表明大脑表达，甚至是细胞水平。但是，Cre在其他组织中的表达也不应被忽视，即使是在发育过程中短暂的表达也会影响最终实验的完整性。报告菌株可用于表达报告基因编码酶，如lacZ或荧光蛋白，如GFP，暴露于Cre。将这些报告菌株与你的Cre菌株交叉，在不同的时间点采集和成像，可以更清楚地了解特定菌株中Cre在靶组织和非靶组织中的全部表达情况。如果没有这些菌株，对基因组序列中重组等位基因的所有主要身体组织的调查可以表明Cre的“渗漏”水平。

首先，了解你的GA菌株和背景菌株的繁殖特性是很重要的，以便做出正确的菌落管理决策。你应该考虑以下几点:

1. 来自不同背景的老鼠并不都以相同的方式繁殖。有些老鼠在18周龄时交配繁殖良好。有些在12周龄后交配就不会繁殖。
   
2. 不同菌株的交配方式也不同。有些菌株以三胞胎的方式有效繁殖，有些则需要成对繁殖。
   
3. 不同品系之间的新生儿死亡率也有很大差异，从一些非近亲繁殖品系的2%到一些常用的近亲繁殖品系的20%以上。
   
4. 窝仔数和一般繁殖力在不同品系之间也有差异，应考虑特定的GA品系。值得注意的是，对于某些GA株，雄性和雌性的表型是不同的(例如，雄性可能是不育的，雌性可能是攻击性的)。

请注意，其中一些特征也取决于环境因素，因此不同设施之间可能不相同。如果一个特定的GA品系没有繁殖特性的数据，一个好的起点是使用相关的近交系的信息(关于常见近交系的繁殖特性的例子，见这个表来自杰克逊实验室)。然而，一旦开始繁殖，就应该捕获数据并更新假设。一旦了解了这些关于GA毒株的细节，就应该制定繁殖策略。

一旦建立了繁殖特性，就需要根据群体的目的来规划繁殖策略。如果一个群体已经被饲养，但没有老鼠被生产出来进行实验，我们建议作为回交饲养，并使用间歇育种策略(见间歇性繁殖的工作实例)，以最少的动物数量保证最佳的遗传品质。

如果育种需要产生关于GA品系育种特性的实验队列信息(如上所述)，则应使用实验要求来计算育种数量。

计算实验队列繁殖数的工作示例

实验需要纯合子雌性10只，纯合子雄性10只，野生型雌性10只，野生型雄性10只。

建议用杂合子杂交来繁殖。这将从相同的交配中产生纯合子和野生型，并消除任何可能发生的混杂因素，如果纯合子与野生型分别繁殖(例如，父母的基因型、母亲的环境、断奶前的喂养和社会互动、不同房间的不同工作人员处理等导致的父母的影响)。

要计算所需的配对数量，需要考虑以下因素:

• 获得基因型的概率——这可能基于孟德尔比率，但这些比率可能并不总是能达到，特别是在小规模队列中。此外，性别比例平均为50:50，但也会有偏差，特别是在小群体中。
  
• 新生儿死亡率——这将取决于(亚)品系和设施。
  
• 平均窝数-这将取决于(亚)品系和设施。
  
• 平均繁殖性能——通常有一定比例的雌性在规定的时间内无法怀孕，这取决于品种和设施。

为了产生实验所需的动物数量所需的交配数量的逐步计算

1. 考虑产生所需基因型的概率:
   • 实验所需所需基因型的动物数量x生产所需基因型的幼崽数量*꞊所需的存活幼崽数量。
   • 例:如果需要20只纯合子动物，并且杂合子交交的4只幼崽中平均有1只为纯合子，则需要20 × 4 = 80只存活幼崽。
2. 新生儿死亡率:
   • (需要存活的幼崽数÷断奶时存活率)x 100꞊需要出生的幼崽总数。
   • 例:如果在断奶时需要80只存活幼仔，且该品系的新生儿死亡率为18%，则总共需要出生(80只幼仔÷ 82%) x 100 = 97.5只幼仔。
3. 计算平均窝仔数:
   • 总幼仔数÷平均窝数꞊总窝数。
   • 例:如果该品系总共需要出生97.5只幼崽，平均产仔数为7.2只，则总共需要97.5 ÷ 7.2 = 13.6窝幼崽。
4. 养殖生产力的解释:
   • (总产仔数÷生产性交配数%)x 100꞊总交配数。
   • 例如，如果总共需要13.6窝，且该品系平均90%的交配导致怀孕，则总共需要(13.6 ÷ 90) x 100 = 15.1窝交配**。

*根据孟德尔比率(例如杂合子杂交的4只幼崽中有1只是纯合子，因此产生纯合子所需的幼崽数量为4)。

**最终配对数取四舍五入。因此，在这个例子中，16只雌性将被安排在8个三人组或16个配对组中。请记住，大约有一半的情况下，这种数量的交配不会产生理想的纯合子数量，也不一定会产生相同数量的雄性和雌性。应该有一个应急计划，使用更少的动物或稍微延长繁殖。当繁殖的数量较少时，这一点更有意义。

有关计算繁殖一个种群所需动物数量的另一种方法，请参阅繁殖群体规模规划工作表来自杰克逊实验室。

我们建议交配不应该为了动物的持续供应而继续。最好的做法是尽量减少动物数量，通常是优化实验设计，了解需要的老鼠数量，并计算每个阶段的繁殖数量。18luck新利体育官网登录即使对于目前没有被用于实验的菌落也是如此。

这个问题没有一个通用的答案，因为它非常依赖于自交系和遗传改变。监测繁殖性能应指示何时使用幼鼠。

维持老鼠的品系会导致快速的世代更替和品系中自发突变的积累(遗传漂变)。自发突变可能以惊人的速度出现，偶然的情况下，一些突变会变成纯合子(杰克逊实验室估计每10代中就有一个突变对研究结果有潜在影响[基于C57BL/6J小鼠在19年的连续繁殖中被69代近交系分离]在小鼠研究中最小化遗传漂变和最大化实验再现性的策略)。这些突变可以影响表型，并且在小的以研究为重点的菌落中漂移率更高(因为小的菌落增加了突变变成纯合子的可能性)。虽然遗传漂变不能完全避免，但可以通过仔细的前瞻性规划将其最小化。建议尽可能保持回交菌落，由室内或商业供应商的基因控制菌落提供野生型小鼠。如果这是不可能的，由于有多个等位基因或复杂的遗传，建议大约每隔5代通过与近交系背景品系回交来刷新品系。这将有助于保持菌落在基因上尽可能地与对照相似，并确保结果是可复制的。与此相关的是有必要对系谱信息和已发生的近亲繁殖代数进行准确记录。

我们保持一个可单独搜索的鼠标存储库列表．的国际小鼠品系资源还有一个有用的功能，从世界各地搜索存储库。请注意，对于您的特定科学问题和/或您计划的育种策略，可能没有合适的背景来生成小鼠品系，因此阅读品系是如何创建和维护的完整细节是很重要的。

如果储存库中没有您正在寻找的菌株，请尝试本地菌株共享网络，如鼠标定位器网络在英国。如果通过共享服务请求一个菌株，重要的是要确保您有正确的权限(例如材料转移协议)，并且您有关于菌株是如何创建和维护的信息(背景菌株，回交频率，等等)。我们建议您在抵达后确认您的菌株，包括基因分型/SNP检测-更多信息，请参见我们的指南蜂群管理最佳实践．

如果你没有接受冷冻精子和/或胚胎的经验，考虑与第三方签约为你恢复菌株。的Infrafrontier网站有接收和拆封冷冻精子到达干冰的信息，可以在运输协议部分找到。该网站还包括视频教程、接收冷冻材料的信息和冷冻保存协议，包括如果你将来选择如何自己冷冻精子。

如果您是第一次使用这些协议，我们建议您谨慎进行。如果您需要帮助或指导，请联系我们咨询服务．

如果研究的目的不是专门看垃圾的差异，垃圾可以作为一个阻碍因素．这意味着将每窝动物作为一个小实验——每窝中的一些动物作为对照动物，一些接受干预。包括垃圾作为阻塞因素随机确保由不同窝仔带来的任何变化在所有组中均匀分布，从而确保干预措施之间的任何比较都是无偏的，并真实反映了干预措施的效果。包括垃圾作为阻塞因素统计分析，减少了治疗组内不同窝仔造成的变异性，从而提高了检测干预真正效果的能力。如果您正在测试单一处理的效果，您可以使用带有阻断因子的单向方差分析分析结果。

如何设计一个包括两性的实验取决于你的科学问题，以及你在分析结果时要做什么比较。重要的是要确保接受对照治疗和每次干预的雄性和雌性动物的比例相同(理想情况下是一半和一半)。

考虑到由性别引起的变异的一个选择是将性别作为阻碍因素在随机化和统计分析。包括性作为阻碍因素随机确保由不同性别引入的任何差异在所有组中均匀分布，意味着任何治疗比较都不受任何性别影响的影响(如果分配甚至不跨性别的话可能是这种情况)。此外，包括性作为阻碍因素统计分析减少治疗组内因性别不同而引起的差异，从而增加检测治疗真正效果的能力。你可以使用带有阻塞因子的方差分析来分析结果。但要注意，这并不能让你得出任何关于性别对结果影响的结论(无论是男性和女性之间的总体差异，还是治疗效果是否在性别之间不同)。相反，您可以使用箱线图将来自性别的数据分别绘制出来，以帮助您决定是否想在未来更详细地研究性别差异。

另一种选择是使用性别作为兴趣因素，用阶乘设计设计实验。如果您不打算分别在男性和女性中进行比较来测试干预的效果(即您不打算在性别内进行事后比较)，则应使用双向方差分析的幂次计算来确定样本量。该实验将能够测试干预措施的效果是否取决于性别(即性别和干预措施之间是否存在相互作用?)，但不一定每组有足够多的动物(即足够敏感)，以使用事后配对测试分别在雌性和雄性中可靠地测试干预措施的效果。

更多的信息，以帮助您决定什么是最适合您的实验可以在18luck新利体育官网登录实验设计助手网站，如果你仍不确定，可以向统计学家寻求建议。