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模式生物是可用于研究與揭示生命體某種具有普遍規(guī)律的生物現(xiàn)象的一類(lèi)生物。有3大特點(diǎn)：

• 有利于回答研究者關(guān)注的問(wèn)題，生理特征能夠代表生物界的某一大類(lèi)群；

• 世代短、子代多、易于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)飼養(yǎng)繁殖、遺傳背景清楚；

• 容易進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，特別是遺傳操作以及表型分析

下面我們來(lái)看看有哪些經(jīng)典的模式生物：

大腸桿菌 Escherichia coli

原核生物中的大腸桿菌和真菌中的酵母都是大名鼎鼎的模式微生物，天天泡實(shí)驗(yàn)室的你應(yīng)該再熟悉不過(guò)了。

大腸桿菌作為外源基因表達(dá)的宿主，遺傳背景清楚，技術(shù)操作與培養(yǎng)條件簡(jiǎn)單，是應(yīng)用最廣泛、最成功的表達(dá)體系。大腸桿菌對(duì)于分子生物學(xué)的發(fā)展有巨大的貢獻(xiàn)，人們使用大腸桿菌發(fā)現(xiàn)了遺傳物質(zhì)是DNA，解析了氨基酸密碼子、DNA半保留復(fù)制機(jī)制和基因的表達(dá)調(diào)控等重要的機(jī)制。酵母基因與高等真核生物基因具有同源性，人們利用酵母菌發(fā)現(xiàn)了真核細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制。

可以說(shuō)微小的它們推動(dòng)了生物技術(shù)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物信息學(xué)的巨大發(fā)展。

擬南芥 Arabidopsis thaliana

十字花科植物。擬南芥是自花受粉植物，其基因組在高等植物中算是很小的（大約為 12500 萬(wàn)堿基對(duì)和 5 對(duì)染色體），基因高度純合，用理化因素處理突變率很高，容易獲得各種代謝功能的缺陷型，是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的好材料，被科學(xué)家譽(yù)為“植物中的果蠅”。

線蟲(chóng) Caenorhabditis elegans

無(wú)脊椎動(dòng)物中的秀麗隱桿線蟲(chóng)，是一種食細(xì)菌的線性動(dòng)物，其體長(zhǎng)度 1mm，通身透明，主要以雌雄同體方式存在，體細(xì)胞數(shù)目恒定，特定細(xì)胞位置固定，是目前唯一一個(gè)身體中每一個(gè)細(xì)胞都能被溯源的生物。

自 1965 年起，科學(xué)家 Sydney Brenner 將線蟲(chóng)引入分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)研究領(lǐng)域。1983 年完成線蟲(chóng)從受精卵到成體的細(xì)胞譜系，是發(fā)育生物學(xué)史上具有里程碑性的工作，隨后線蟲(chóng)在胚胎發(fā)育、性別決定、細(xì)胞凋亡、行為與神經(jīng)生物學(xué)等方面研究中得到廣泛應(yīng)用，也是是衰老和壽命研究中最重要的模式生物。

昆蟲(chóng)綱的黑腹果蠅繁殖迅速、多產(chǎn)、染色體數(shù)量少（僅4對(duì)）、易于進(jìn)行基因定位與操作、容易誘導(dǎo)明顯的突變表型。在發(fā)育生物學(xué)研究方面，早在 1900 年哈佛大學(xué)的教授 William Ernest Castle 就首次將果蠅用作胚胎研究的對(duì)象。1908 年， Thomas Hunt Morgan 開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培育果蠅并對(duì)它進(jìn)行系統(tǒng)的研究。

科學(xué)家不僅用果蠅證實(shí)了孟德?tīng)柖桑野l(fā)現(xiàn)了果蠅白眼突變的性連鎖遺傳，提出了基因在染色體上直線排列以及連鎖交換定律。Morgan 1933 年因此被授予諾貝爾獎(jiǎng)。果蠅的基因組測(cè)序于 2000 年完成，是研究遺傳和發(fā)育的重要模式動(dòng)物。

斑馬魚(yú) Danio rerio

魚(yú)綱的斑馬魚(yú)。具有繁殖能力強(qiáng)、體外受精和發(fā)育、胚胎透明、性成熟周期短、個(gè)體小易養(yǎng)殖等諸多特點(diǎn)，是進(jìn)行胚胎發(fā)育機(jī)理研究、基因功能研究、疾病發(fā)病機(jī)制研究的理想選擇。

小鼠 Mus musculus

壓軸登場(chǎng)的自然是小鼠啦！

由于個(gè)體小、溫順、容易飼養(yǎng)，具有和人類(lèi)相似的發(fā)育過(guò)程和組織解剖結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，最早從 17 世紀(jì)小鼠就開(kāi)始被用于解剖學(xué)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。經(jīng)長(zhǎng)期人工飼養(yǎng)選擇培育，現(xiàn)已育成千余個(gè)獨(dú)立的遠(yuǎn)交群和近交系，小鼠已成為解析人類(lèi)基因功能、研究人類(lèi)疾病最重要的模式生物，是當(dāng)今世界上研究最詳盡的哺乳類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。此外，小鼠基因與人類(lèi)基因高度同源，99%的人類(lèi)基因在小鼠基因組中能找到相應(yīng)的基因。

現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)小鼠常用的種是小家鼠（Mus musculus），屬于哺乳動(dòng)物綱（Mammalia）、嚙齒目（Rodentia）、鼠科（Muridae）、小鼠屬（Mus）。小鼠性情溫順，但性成熟的非同窩雄性鼠易互斗；雌鼠性成熟為 35-50 日齡，雄性為 45-60 日齡；壽命為 2-3 年。雌鼠性周期為 4-5 天，妊娠期 19-21 天，哺乳期 20-22 天，每胎產(chǎn)仔數(shù)為 8-15 頭，一年產(chǎn)仔胎數(shù) 6-10 胎，屬全年、多發(fā)情性動(dòng)物，生育期一般為 1 年。

由于近交系小鼠具有遺傳背景均一、實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性好的優(yōu)點(diǎn)，在使用小鼠作為我們研究基因功能或疾病機(jī)制的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物時(shí)，近交系小鼠往往是我們的首選。

常用的近交系小鼠有：

C57BL/6J

C57BL/6J 也叫 B6、B6J、Black 6 或 C57 Black，是使用最為廣泛的近交系小鼠，也是第一個(gè)完成基因組測(cè)序的品系。

來(lái)源：jax.org

C57BL/6J 近交系小鼠由 Clarence Cook Little 博士通過(guò)將 57 號(hào)雌鼠與 52 號(hào)雄鼠交配獲得，毛色為黑色。自發(fā)腫瘤較少，乳腺腫瘤自發(fā)率很低；對(duì)放射物耐受力中等；補(bǔ)體活性高；抗聽(tīng)源性驚厥；骨密度較低；隨年齡增長(zhǎng)會(huì)發(fā)生聽(tīng)力障礙；高脂飲食誘導(dǎo)后易有肥胖表型、易發(fā)生 2 型糖尿病以及動(dòng)脈粥樣硬化；小眼瞼炎及其他相關(guān)眼睛異常發(fā)生率高；有過(guò)度理毛行為，導(dǎo)致脫毛；偏好酒精和嗎啡；咬合錯(cuò)位和腦積水發(fā)生率較高。

C57BL/6J 是目前最常用的基因工程小鼠模型、人類(lèi)疾病小鼠模型、自發(fā)或誘導(dǎo)突變品系的遺傳背景，用于心血管生物學(xué)，發(fā)育生物學(xué)，糖尿病和肥胖，遺傳學(xué)，免疫學(xué)，神經(jīng)生物學(xué)和感覺(jué)神經(jīng)研究。

BALB/c

BALB/c 小鼠毛色為白色，被大家熟知主要是由于其在單克隆抗體與免疫學(xué)研究中的貢獻(xiàn)。BALB/c 小鼠對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）和實(shí)驗(yàn)性過(guò)敏性睪丸炎（EAO）具有抗性。對(duì)放射線極為敏感。乳腺癌發(fā)病率低，但隨著年齡增長(zhǎng)，患其他癌癥（如肺癌和腎癌）的幾率大為增加。有一定數(shù)量的卵巢、腎上腺和肺部腫瘤、白血病的發(fā)生。

FVB

FVB 小鼠，毛色白色，起源于 Swiss 小鼠，1966 年起開(kāi)始選育，在接種白日咳疫苗后，其中一系 HSFS/N 對(duì)組胺敏感。到 70 年代初 HSFS/N 系第 8 代中，發(fā)現(xiàn)攜帶Fv1b等位基因的小鼠對(duì) B 型 Friend 白血病毒敏感，后將這些小鼠育成 Fv1b 同型合子近交系，故稱(chēng) FVB。由于 FVB 小鼠受精卵中的原核突出顯著且生產(chǎn)性能好、產(chǎn)仔數(shù)大，常用于轉(zhuǎn)基因顯微注射。FVB 小鼠自發(fā)腫瘤率低，但化學(xué)誘導(dǎo)易發(fā)鱗狀細(xì)胞癌。