关于作者
陈安国，浙江省临海县人。1958年7月毕业于北京大学生物系动物专业。先后在中国科学院动物研究所（北京）、西北高原生物研究所（西宁）和亚热带农业生态研究所（长沙）从事农业害鼠害虫生态与控制研究42年，主持完成中科院、省和国家的重大、重点、攻关、科学基金及国际合作项目的课题12项，参与8项。1992年10月起享受国务院“政府特殊津贴”。主笔或合作正式发表研究报告为主的科技论文70余篇、专著4本，并写作科普作品20多件。代表作有《小家鼠生态特性与预测》（1993，科学出版社）、《长江流域稻作区重要害鼠的生态学及控制对策》（1998，《农业重要害鼠的生态学及控制对策》第3章，海洋出版社）等。与郑智民、姜志宽合作主编《啮齿动物学》（第二版于2012年由上海交通大学出版社出版）
奇妙的基因多样性
陈安国
2013年10月18日
基因是生物遗传密码的载体。它是dna（或rna）有遗传效应的功能片段，其核苷酸排列顺序（碱基序列）代表遗传信息。每个dna分子有多个功能片段即多个基因，各自所含4种脱氧核苷酸多有成百上千个，其不同的排列组合，形成基因与生命的多样性。
每个物种、每个个体都是一个独特的基因库。基因的特性，一是能忠实地“复制”自己，以保持生物的基本特征；二是能“突变”，即结构上发生碱基对组成或排列顺序改变，形成新基因。如此，同一物种内基因也会发生变化，即遗传变异，这种现象称为基因多样性，它既是生物适应环境及生命进化和物种分化的基础，又为人类利用生物资源开辟了无量前途。我们现以最常见的小兽——小家鼠为例看看它的奇妙吧。
小家鼠是鼠类中的小个子，体长只有60～90毫米，基因库却特别丰富，因而有很强的适应能力。它既能野生又能家栖，成为地球上分布最广的“与人伴生种”,凡有人居住的地方都有其踪迹。其亚种多达数十个,分布各大洲；我国或有8个，形态、行为特征及地理分布各异。湖南的是华南亚种，尾较长（约等于体长），通常只栖息在住宅区。新疆北部亚种尾短（相当于体长2／3），一年3季危害农田，冬季大部分进入农舍，开春后又迁出；其繁殖力特强，上世纪每数年暴发一次。1967年自乌苏至木垒西10个县和兵团垦区，东西长500km天山北麓农业带全线大暴发，成群逐片啮食农作物，蹧蹋室内物品，昼夜不停，仅粮食损失即达15万吨，相当于该地上年度总产量的五分之一多！
近交系是采用兄妹交配或亲子交配培育、遗传上高度纯合并稳定的纯系动物，同品系个体的遗传位点99%以上纯合，实验结果精确度高，极易重复，世界各地用同一品系实验可互比互证。国际上使用最广的2个品系，一称c57bl系，毛黑色，容易饲养，寿命较长肿瘤发生率较低，干扰素产量高，补体活性高。它常被认作“标准”近交系，作为自发和诱导突变的背景品系。另一称c3h系，毛野生色，对致癌因子敏感，14月龄自发性肝癌发生率达85% ，生活在普通条件下乳腺癌发生率为80%～100%。使用量居第三的是balb/c系，毛白色，对促性腺激素有超排卵反应，对x线照射极敏感；易患慢性肺炎，常发生肾上腺癌和肺癌，老龄鼠常患心脏病、动脉硬化症；其网织内皮系统器官重量比值大，对抗原有较好的免疫反应，常用于单克隆抗体和免疫学研究。再如常用的a系，毛亦白色，缺乏补体c5，对抗原注射的免疫应答良好，可作为致癌作用的测试动物。
突变系是由自发或诱发引起染色体畸变或基因突变而育成的具特殊性状的品系。小鼠已知突变基因达1 000多个，其表型丰富多彩。例如：侏儒症鼠(dw )，缺乏脑下垂体前叶的生长素和促甲状腺激素，生长发育障碍，成年鼠体积只有正常鼠的1/4。肌萎缩症小鼠(dy)， 2周龄可见后肢拖地，表现进行性肌衰弱和广泛性肌萎缩。糖尿症小鼠(db)，3～4周龄时血糖升高，出现肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、烦渴、多尿等症状，最后可因酮尿而死亡。肥胖症小鼠(ob)，体重可达同窝鼠体重的3倍，无生育力，单纯肥胖而不伴有糖尿病。骨骼硬化症小鼠(op)，骨髓腔消失，骨骼全部硬化并伴有无齿症。白内障小鼠(cat)，10日龄～14周龄时晶状体混浊或液化。视网膜退化小鼠(rd)，进行性视网膜硬化，有色素沉着及视网膜血管闭锁萎缩。……这些遗传缺陷小鼠的病态表现与人类的相应疾病相似，已被用作这些疾病的病因、发生机制和治疗研究的模型，今已建立数千个。
更奇特的是免疫缺陷小鼠。著名的无胸腺裸小鼠(nu)，全身无毛， t淋巴细胞缺失，发育迟缓，抵抗力低下，对感染性疾病敏感。其原种抵抗力差、生育力低、寿命短，经和其他纯系小鼠交配选育，获得多个性状改善的近交系和远交新品种。除首先用于肿瘤学实验之外，因其与人类原发性细胞免疫病相似，而各品系免疫反应不同，成为研究人类各种免疫缺陷性疾病的重要模型。免疫学应用裸小鼠，能更有效地研究t细胞、b细胞、nk细胞等免疫活性细胞的功能。功能性t淋巴细胞缺损，乃成为研究病毒、细菌和肺囊虫、锥虫等寄生虫感染机制的极好模型动物。其它如无脾小鼠(as)，显性半肢畸形，脾脏完全缺失，已广泛用于脾脏功能的研究，也是中医中药研究的重要动物模型和研究血吸虫病的良好实验材料。限于篇幅，不一一列举。
十几年前，我国科学家在四川发现了先天性c4补体缺损小家鼠，可培育成对爱滋病、红斑狼疮等病研究具有极高应用价值的模型动物。此例启示，自然种群中的蕴藏尤须细心发掘筛选，若随便杀灭就失之交臂！
基因多样性既为生物自身生存与发展，也为人类开发利用自然资源提供种种机遇，而它就蕴藏在各生态系统、各物种之内！所以，保护各层次生物多样性关系人类前景，保护物种就是保护人类自己！
每个物种、每个个体都是一个独特的基因库。基因的特性，一是能忠实地“复制”自己，以保持生物的基本特征；二是能“突变”，即结构上发生碱基对组成或排列顺序改变，形成新基因。如此，同一物种内基因也会发生变化，即遗传变异，这种现象称为基因多样性，它既是生物适应环境及生命进化和物种分化的基础，又为人类利用生物资源开辟了无量前途。我们现以最常见的小兽——小家鼠为例看看它的奇妙吧。
小家鼠是鼠类中的小个子，体长只有60～90毫米，基因库却特别丰富，因而有很强的适应能力。它既能野生又能家栖，成为地球上分布最广的“与人伴生种”,凡有人居住的地方都有其踪迹。其亚种多达数十个,分布各大洲；我国或有8个，形态、行为特征及地理分布各异。湖南的是华南亚种，尾较长（约等于体长），通常只栖息在住宅区。新疆北部亚种尾短（相当于体长2／3），一年3季危害农田，冬季大部分进入农舍，开春后又迁出；其繁殖力特强，上世纪每数年暴发一次。1967年自乌苏至木垒西10个县和兵团垦区，东西长500km天山北麓农业带全线大暴发，成群逐片啮食农作物，蹧蹋室内物品，昼夜不停，仅粮食损失即达15万吨，相当于该地上年度总产量的五分之一多！
常用实验动物小白鼠
小家鼠的基因多样性既助其窜扰全球，却也成为人类开发实验动物资源丰富的宝藏。至今，小家鼠仍是培育成实验动物品系最多、建立为人类疾病动物模型最丰、总用量最大的物种。到2005年，小鼠近交品系已有3 100多个，突变品系有2 800多个，封闭群（远交系）和杂交群品种亦众多，它们各具特质而有不同用途。
近交系是采用兄妹交配或亲子交配培育、遗传上高度纯合并稳定的纯系动物，同品系个体的遗传位点99%以上纯合，实验结果精确度高，极易重复，世界各地用同一品系实验可互比互证。国际上使用最广的2个品系，一称c57bl系，毛黑色，容易饲养，寿命较长肿瘤发生率较低，干扰素产量高，补体活性高。它常被认作“标准”近交系，作为自发和诱导突变的背景品系。另一称c3h系，毛野生色，对致癌因子敏感，14月龄自发性肝癌发生率达85% ，生活在普通条件下乳腺癌发生率为80%～100%。使用量居第三的是balb/c系，毛白色，对促性腺激素有超排卵反应，对x线照射极敏感；易患慢性肺炎，常发生肾上腺癌和肺癌，老龄鼠常患心脏病、动脉硬化症；其网织内皮系统器官重量比值大，对抗原有较好的免疫反应，常用于单克隆抗体和免疫学研究。再如常用的a系，毛亦白色，缺乏补体c5，对抗原注射的免疫应答良好，可作为致癌作用的测试动物。
突变系是由自发或诱发引起染色体畸变或基因突变而育成的具特殊性状的品系。小鼠已知突变基因达1 000多个，其表型丰富多彩。例如：侏儒症鼠(dw )，缺乏脑下垂体前叶的生长素和促甲状腺激素，生长发育障碍，成年鼠体积只有正常鼠的1/4。肌萎缩症小鼠(dy)， 2周龄可见后肢拖地，表现进行性肌衰弱和广泛性肌萎缩。糖尿症小鼠(db)，3～4周龄时血糖升高，出现肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、烦渴、多尿等症状，最后可因酮尿而死亡。肥胖症小鼠(ob)，体重可达同窝鼠体重的3倍，无生育力，单纯肥胖而不伴有糖尿病。骨骼硬化症小鼠(op)，骨髓腔消失，骨骼全部硬化并伴有无齿症。白内障小鼠(cat)，10日龄～14周龄时晶状体混浊或液化。视网膜退化小鼠(rd)，进行性视网膜硬化，有色素沉着及视网膜血管闭锁萎缩。……这些遗传缺陷小鼠的病态表现与人类的相应疾病相似，已被用作这些疾病的病因、发生机制和治疗研究的模型，今已建立数千个。
更奇特的是免疫缺陷小鼠。著名的无胸腺裸小鼠(nu)，全身无毛， t淋巴细胞缺失，发育迟缓，抵抗力低下，对感染性疾病敏感。其原种抵抗力差、生育力低、寿命短，经和其他纯系小鼠交配选育，获得多个性状改善的近交系和远交新品种。除首先用于肿瘤学实验之外，因其与人类原发性细胞免疫病相似，而各品系免疫反应不同，成为研究人类各种免疫缺陷性疾病的重要模型。免疫学应用裸小鼠，能更有效地研究t细胞、b细胞、nk细胞等免疫活性细胞的功能。功能性t淋巴细胞缺损，乃成为研究病毒、细菌和肺囊虫、锥虫等寄生虫感染机制的极好模型动物。其它如无脾小鼠(as)，显性半肢畸形，脾脏完全缺失，已广泛用于脾脏功能的研究，也是中医中药研究的重要动物模型和研究血吸虫病的良好实验材料。限于篇幅，不一一列举。
十几年前，我国科学家在四川发现了先天性c4补体缺损小家鼠，可培育成对爱滋病、红斑狼疮等病研究具有极高应用价值的模型动物。此例启示，自然种群中的蕴藏尤须细心发掘筛选，若随便杀灭就失之交臂！
基因多样性既为生物自身生存与发展，也为人类开发利用自然资源提供种种机遇，而它就蕴藏在各生态系统、各物种之内！所以，保护各层次生物多样性关系人类前景，保护物种就是保护人类自己！