什麼是模式生物？哪些是模式生物？

模式生物是可用於研究與揭示生命體某種具有普遍規律的生物現象的一類生物。有3大特點：

• 有利於回答研究者關注的問題，生理特徵能夠代表生物界的某一大類群；
• 世代短、子代多、易於在實驗室內飼養繁殖、遺傳背景清楚；
• 容易進行實驗操作，特別是遺傳操作以及表型分析

下面我們來看看有哪些經典的模式生物：

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，天天泡實驗室的你應該再熟悉不過了。

大腸桿菌作為外源基因表達的宿主，遺傳背景清楚，技術操作與培養條件簡單，是應用最廣泛、最成功的表達體系。大腸桿菌對於分子生物學的發展有巨大的貢獻，人們使用大腸桿菌發現了遺傳物質是DNA，解析了氨基酸密碼子、DNA半保留複製機制和基因的表達調控等重要的機制。酵母基因與高等真核生物基因具有同源性，人們利用酵母菌發現了真核細胞周期調控機制。

可以說微小的它們推動了生物技術、微生物學、分子生物學、生物信息學的巨大發展。

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 萬鹼基對和 5 對染色體），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，是進行遺傳學研究的好材料，被科學家譽為「植物中的果蠅」。

線蟲 Caenorhabditis elegans

無脊椎動物中的秀麗隱桿線蟲，是一種食細菌的線性動物，其體長度 1mm，通身透明，主要以雌雄同體方式存在，體細胞數目恆定，特定細胞位置固定，是目前唯一一個身體中每一個細胞都能被溯源的生物。

自 1965 年起，科學家 Sydney Brenner 將線蟲引入分子生物學和發育生物學研究領域。1983 年完成線蟲從受精卵到成體的細胞譜系，是發育生物學史上具有里程碑性的工作，隨後線蟲在胚胎髮育、性別決定、細胞凋亡、行為與神經生物學等方面研究中得到廣泛應用，也是是衰老和壽命研究中最重要的模式生物。

果蠅 Drosophila melanogaster

昆蟲綱的黑腹果蠅繁殖迅速、多產、染色體數量少（僅4對）、易於進行基因定位與操作、容易誘導明顯的突變表型。在發育生物學研究方面，早在 1900 年哈佛大學的教授 William Ernest Castle 就首次將果蠅用作胚胎研究的對象。1908 年， Thomas Hunt Morgan 開始在實驗室內培育果蠅並對它進行系統的研究。

科學家不僅用果蠅證實了孟德爾定律，而且發現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。果蠅的基因組測序於 2000 年完成，是研究遺傳和發育的重要模式動物。

斑馬魚 Danio rerio

魚綱的斑馬魚。具有繁殖能力強、體外受精和發育、胚胎透明、性成熟周期短、個體小易養殖等諸多特點，是進行胚胎髮育機理研究、基因功能研究、疾病發病機制研究的理想選擇。

小鼠 Mus musculus

壓軸登場的自然是小鼠啦！

由於個體小、溫順、容易飼養，具有和人類相似的發育過程和組織解剖結構等特點，最早從 17 世紀小鼠就開始被用於解剖學和動物實驗。經長期人工飼養選擇培育，現已育成千餘個獨立的遠交群和近交系，小鼠已成為解析人類基因功能、研究人類疾病最重要的模式生物，是當今世界上研究最詳盡的哺乳類實驗動物。此外，小鼠基因與人類基因高度同源，99%的人類基因在小鼠基因組中能找到相應的基因。

現代實驗小鼠常用的種是小家鼠（Mus musculus），屬於哺乳動物綱（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，每胎產仔數為 8-15 頭，一年產仔胎數 6-10 胎，屬全年、多發情性動物，生育期一般為 1 年。

由於近交系小鼠具有遺傳背景均一、實驗結果一致性好的優點，在使用小鼠作為我們研究基因功能或疾病機制的實驗動物時，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，也是第一個完成基因組測序的品系。

C57BL/6J 近交系小鼠由 Clarence Cook Little 博士通過將 57 號雌鼠與 52 號雄鼠交配獲得，毛色為黑色。自發腫瘤較少，乳腺腫瘤自發率很低；對放射物耐受力中等；補體活性高；抗聽源性驚厥；骨密度較低；隨年齡增長會發生聽力障礙；高脂飲食誘導後易有肥胖表型、易發生 2 型糖尿病以及動脈粥樣硬化；小眼瞼炎及其他相關眼睛異常發生率高；有過度理毛行為，導致脫毛；偏好酒精和嗎啡；咬合錯位和腦積水發生率較高。

C57BL/6J 是目前最常用的基因工程小鼠模型、人類疾病小鼠模型、自發或誘導突變品系的遺傳背景，用於心血管生物學，發育生物學，糖尿病和肥胖，遺傳學，免疫學，神經生物學和感覺神經研究。

BALB/c

BALB/c 小鼠毛色為白色，被大家熟知主要是由於其在單克隆抗體與免疫學研究中的貢獻。BALB/c 小鼠對實驗性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）和實驗性過敏性睾丸炎（EAO）具有抗性。對放射線極為敏感。乳腺癌發病率低，但隨著年齡增長，患其他癌症（如肺癌和腎癌）的幾率大為增加。有一定數量的卵巢、腎上腺和肺部腫瘤、白血病的發生。

FVB

FVB 小鼠，毛色白色，起源於 Swiss 小鼠，1966 年起開始選育，在接種白日咳疫苗後，其中一系 HSFS/N 對組胺敏感。到 70 年代初 HSFS/N 系第 8 代中，發現攜帶Fv1b等位基因的小鼠對 B 型 Friend 白血病毒敏感，後將這些小鼠育成 Fv1b 同型合子近交系，故稱 FVB。由於 FVB 小鼠受精卵中的原核突出顯著且生產性能好、產仔數大，常用於轉基因顯微注射。FVB 小鼠自發腫瘤率低，但化學誘導易發鱗狀細胞癌。