XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение наследования типов шерсти и интенсивности окраса у крыс породы Dumbo

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Маркова А.С. 1

---

1МАОУ ДО «Детский технопарк «Кванториум»

Виноградова Т.А. 1

---

1МАОУ ДО «Детский технопарк «Кванториум»

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Крысы – питомцы с уникальным интеллектом и душой. Их окрасы и расцветки наследуются по обычным законам генетики. Профессионалам известно немалое количество окрасов крыс. Все они в большинстве случаев проявляются в виде разнообразных цветовых комбинаций [5].

Исследование актуально, так как позволяет не только проследить наследование тех или иных признаков возможных окрасов потомства, но и предположить вероятность их проявления в различных поколениях.

Цель работы: изучение наследования окраса и типов шерсти у лабораторных крыс породы Dumbo.

Задачи:

1. выявить доминантные и рецессивные типы окраски;

2. проанализировать закономерности наследования окраски у крыс;

3. выявить доминантные и рецессивные типы структуры шерсти;

4. проследить наследование гена Rex у крыс и тип его наследования.

Гипотеза исследования – темные оттенки окраса и стандартный тип шерсти крыс породы Dumbo будут доминировать над светлыми оттенками и кудрявым типом шерсти.

Объект исследования: окрасы и типы шерсти лабораторных крыс.

Предмет исследования: закономерности наследования типов шерсти и интенсивности окраса у крыс.

Время проведения: наблюдения проводились с сентября 2023 года по февраль 2024 года.

Методы исследования: наблюдение, анализ, схематизация.

Новизна работы: приведены доказательства наследования структуры шерсти, которые раньше не производились, спрогнозирован редкий окрас.

Практическая значимость нашего исследования состоит в том, что его результаты могут быть использованы владельцами крыс для прогнозирования возможных окрасов потомства.

Глава 1. Обзор литературы по теме исследования

1.1 Описание породы Dumbo

Дамбовые крысы - одно из самых новых достижений селекционеров. Выведены в Калифорнии в 1991 г. Свое название эта разновидность крыс получила по имени слона из диснеевского мультфильма. Эти крысы выделяются низко посаженной и более округлой формой ушей. Необычная форма ушей - типичная характеристика породы. Они должны быть как можно больше.

Как круглая, так и слегка остроконечная форма уха являются допустимыми, однако заострение не должно быть слишком резким или слишком вытянутым. Уши не должны иметь складок. Ухо должно быть как можно более открытым (рис.1.).

Рис.1. Формы ушей Дамбо

В настоящее время наиболее приемлемыми считаются две формы ушей – более открытые типа «блюдце», когда ухо полностью открыто, и ухо типа «тюльпан», когда верхний край уха чуть завернут вниз, наподобие лепестка. Если нажать слегка пальцем на ушную раковину сзади, то станет видно, что ухо имеет отличную округлую форму. Второй вариант становится все более популярным среди заводчиков европейских клубов.

Крысы-дамбо обоих полов часто имеют более грушевидную форму тела (более расширенную сзади), чем у обычных крыс. Однако это расширение не должно быть слишком большим. Идеальным является телосложение такое же, как у стандартных крыс, или как можно более приближенное к форме стандартных крыс [1].

Декоративная крыса Дамбо не уступает параметрам сородичей: вес взрослого самца 300-500 г, длина тела 18-20 см. Самочки меньше по величине: вес примерно 250-400 г, длина 15-18 см.

Крысы размножаются круглый год. Беременность длится 20-26 дней, за год самка приносит 5-9 выводков по 4-10 детенышей. Половозрелости они достигают в 1,5 -2 месяца. Крысы размножаются до полутора лет, а живут 2-3 года [3].

1.2 Окрасы крыс породы Dumbo, генетические закономерности

Окрас - это цвет или оттенок шерсти декоративной крысы. В настоящее время имеется достаточно большое количество оттенков, и все они разделяются на однородные, тикированные и комбинированные, серебристые и маркированные.

По структуре шерсти крысы бывают:

• Стандартные (Standard)— наиболее распространенный тип крыс с короткой гладкой и глянцевой шерстью.

• Кудрявые (Rex) – крысы имеют плотную и кудрявую шерсть, менее блестящую чем у стандартных и более грубую. Количество остевых волос сильно снижено, а усы сильно закручены и несколько короче.

• Сфинксы (Hairless) - крыса должна лысой, со здоровой яркой кожей, мягкой на ощупь. Возможен небольшой пушок над глазами, на лодыжках и запястьях, на щеках и в паховой области. Этот пушок не должен нарушать общего впечатления голого животного.

• Длинношерстные (Harley) – крысы с более длинной шерстью, чем у стандартных

• Сатин (Satin) – крысы с более тонкой, блестящей шерстью[1].

Окрас крысы зависит от того, как окрашен каждый волосок его шерсти. Цвет волоса зависит от соотношения компонентов пигмента волос. Этот естественный пигмент волос называется меланином.

Meланин состоит из меланоцитов и в волосах (корковом слое) присутствует в двух формах:

• рассеянной — окрашивает волосы в цвета осветленного спектра от светло-золотистого до коричневого;

• зернистой — окрашивает волосы в цвета спектра от темного коричневого до иссиня-чёрного.

Meланин в структуре волоса представлен в двух формах: эумеланин и феомеланин, которые выглядят как зёрна пигмента различных форм и величины (меланосомы).

Эумеланин — гранулы продолговатой формы пигмента тёмного цвета, имеющие две модификации: чёрный пигмент (чистый эумеланин), коричневый пигмент (может иметь несколько оттенков и является как бы мутирующей формой эумеланина).

Феомеланин - гранулы круглой формы классического жёлтого или красного цвета. Намного мельче гранул эумеланина.

На распределение, форму, цвет меланосом влияют белковые структуры, несущие информацию о генотипе животного, они расположены в молекулах ДНК и называются гены.

Все гены, являющиеся частью какой-либо структурной цепочки, называются хромосомами. Хромосомы крысы парные, и увидеть их можно только с помощью микроскопа. Каждый ген находится в своём конкретном месте на хромосоме, это место называется «локус».

Совокупность всех генов организма называется генотип, то, как выглядит крыса называется фенотип. Не все данные, которые содержатся в генотипе, проявляются в фенотипе. Признаки могут быть в доминантной форме (обозначаются заглавной буквой) и рецессивной (обозначаются строчной буквой).

Если два доминантных признака находятся в одном локусе (гомозиготность), то доминантный признак проявлен, если доминантный и рецессивный признак находятся в одном локусе (гетерозиготность) – то доминантный признак будет проявлен, а рецессивный скрыт, если два рецессивный в одном локусе (гомозиготность) – проявлен будет рецессивный признак.

Таким образом, заложенная в наборе генов информация проявляет тот или иной признак в фенотипе.

В Приложении 1 представлены некоторые вариации окраса крыс и их генетические обозначения в зависимости от набора генов [6].

При выведении декоративных крыс с определенными качествами непременно необходимо учитывать законы генетики.

Генотип новорожденной крысы всегда включает в себя половину наследственных признаков матери и половину – отца. Несмотря на это, детеныш чаще всего похож только на одного из своих родителей.

Механизм наследования достаточно прост. Во время образования сперматозоидов и яйцеклеток идет разделение генетического материала. При слиянии сперматозоида и яйцеклетки гены путем случайного выбора соединяются в пары. В результате этого процесса образуется зародыш с преобладанием той или иной пары генов.

Отношения между генами, выступающими в качестве разных семейных групп, называются аллельной последовательностью. При этом велика возможность того, что внешний вид крысы не будет в точности соответствовать ее генотипу.

От генетических особенностей зависят внешний облик организма, свойства его характера, здоровье и многое другое. Среди них наиболее известны закон единообразия первого поколения и закон расщепления второго поколения.

Закон единообразия первого поколения (рис. 2).

Рис.2. Первый закон Менделя - закон единообразия

В соответствии с этим законом первое поколение скрещенных особей или наследует качества родителей, или становится промежуточным.

Закон расщепления второго поколения (рис. 3). Согласно этому закону первое поколение с отчетливой доминантой при скрещивании дает потомство, в котором наследственные качества родителей определяются соотношением 1 : 3. То есть 75% крыс второго поколения получат доминантные признаки, а 25% – рецессивные [2, 4].

Рис.3. Второй закон Менделя - закон расщепления

Таким образом, родитель с одинаковыми генами (аа или АА) может передать потомству только один ген. Такой родитель называется гомозиготным. Родитель с двумя разными генами (Аа) может передать любой из них, такой родитель называется гетерозиготным. При планировании и оценке селекционной работы очень важно научиться выделять гомозиготных и гетерозиготных особей.

Глава 2. Материал и методы исследования

Исследование проводилось с сентября 2023 года по февраль 2024 года.

Проанализировано потомство трех поколений крыс Дамбо (рис.4.).

Рис.4. Визуальный осмотр помета

Крысы содержались в домашних условиях в лабораторных клетках (рис.5.).

Рис.5. Условия содержания

В ходе работы по изучению наследования окраски у крыс использовался генеалогический метод, как наиболее доступный и подходящий в наших условиях. В процессе исследования изучалось наследование окраски, а также проявление гена кудрявой шерсти.

Все полученные в рамках исследования крысята были пристроены в надежные руки, с небольшим отслеживанием их судьбы.

Глава 3. Результаты исследования

В исследовании принимало участие три пары родительских особей крыс породы Дамбо с разными вариациями окраса:

1. В августе 2023 года были скрещены особи возраст 5 месяцев окраса Black и Seal Point Siamese, типом шерсти Standard (рис. 6.).

Рис.6. Родительские особи

Беременность протекала без патологий. В результате родоразрешения родились 8 крысят:

• 4 самки с однотипным окрасом Seal Point Siamese (Сиамский) и расщеплением по структуре шерсти 50% (2 особи) – Standard и 50% (2 особи) – Rex (рис. 7.).

Рис.7. Самки первого помета

• 4 самца с однотипным окрасом Black и структурой шерсти Standard (рис. 8.)

Рис.8. Самцы первого помета

2. В ноябре 2023 года при скрещивании самки окраса Seal Point Siamese из первого помета и самца окраса Black от других заводчиков (возраст 2 месяца) со структурой шерсти Standard (рис. 9) родились 7 крысят, выжило 5 (рис.10.).

Рис. 9. Родительские особи

Рис.10. Потомство 2 помета

В результате данного скрещивания в помете было 4 самца и 1 самка однотипного окраса – Chocolate.

– 2 самца и 1 самка имели структуру шерсти Standard (рис. 11.)

Рис.11. Самец второго помета с шерстью Standard

– 2 самца имели структуру шерсти Rex (рис.12.)

Рис.12. Самец второго помета с шерстью Rex

3. В декабре 2023 года было проведено повторное скрещивание родительской пары (рис.6.). В помете было 18 крысят, выжило 13. Все выжившее потомство было окраса Chocolate. 4 крысят были с типом шерсти Rex, остальные Standard (рис.13.).

Рис.13. Помет от второй пары крыс (повторное скрещивание)

4. В январе 2024 года при скрещивании самца и самки с типом шерсти Standard и окрасом обоих родителей Chocolate (рис.14.) из второго помета родилось 13 крысят (рис.15.).

Рис. 14. Родительские особи

Рис.15. Третий помет

В помете было 3 крысенка светлых и 10 темных.

На вторые сутки умерла одна светлая крыса, а на второй неделе жизни еще одна светлая и одна темная. Окраску и тип шерсти последних погибших крыс уже можно было определить.

В помете было:

• 2 крысы окраса Himalayan и типом шерсти Standard (рис.16.);

Рис.16. Самка окраса Himalayan и типом шерсти Standard

• 2 крысы окраса Chocolate H-recessive (с белым пятном на животе) и типом шерсти Standard (рис.17.).

Рис. 17. Самка окраса H-recessive и типом шерсти Standard

• 7 крысят с окрасом Chocolate Spotting (белые участки располагались на лапах) и типом шерсти Standard (рис.18.)

Рис.18. самецсокрасом Chocolate Spotting итипомшерсти Standard

• 1 самец с окрасом Chocolate Spotting (белая пятнистость на передних лапках) и типом шерсти Rex (рис.19.).

Рис.19. Самец с окрасом Chocolate Spotting и типом шерсти Rex

Следующим этапом нашего исследования стало выявление генетических закономерностей наследования окраски шерсти (А - ген чёрной (тёмной) окраски шерсти, а - белой (светлой)).

1. При первом скрещивании произошло расщепление по окраске 50% (черных) и 50% (сиамских).

По литературным данным такое соотношение возможно только, если скрещивают гетерозиготную особь с рецессивной гомозиготной особью.

P Аа х аа

F Аа: аа

Потомство: 50% черных (4 крысы) : 50% сиамских (4 крысы)

2. При скрещивании самца (черного) и самки (сиамской) все потомство получило одинаковую окраску на тон светлее, чем отцовская особь (шоколадный окрас).

В данном случае сработал закон единообразия первого поколения.

P АА х аа

F Аа

Потомство: 100% - шоколадный окрас (5 и 13 крыс при двух скрещиваниях)

3. При скрещивании самца и самки с шоколадным окрасом шерсти в потомстве произошло расщепление 25% гималайской окраски и 75% шоколадных.

P Аа х Аа

F АА: Аа: Аа: аа

Потомство: 75% - шоколадный окрас (10 особей) : 25% - гималайский окрас (3 особи)

Таким образом, проведенное исследование позволило определить, что доминантные окрасы – черный и шоколадный, рецессивные – сиамский и гималайский.

Дальнейшее исследование предполагало выявление закономерностей наследования типа шерсти Rex (В – ген прямой шерсти, в - кудрявой). Из литературных источников выяснили, что тип шерсти наследуется только в соответствии с законами генетики.

1. При скрещивании двух гладкошерстных крыс в первом помете было 8 крысят: 2 с типом шерсти Rex и 6 – Standard.

P Bb х Bb

F BB: Bb: Bb: bb

Потомство: 75% - гладкошерстных : 25% - кудрявых

2. Во втором помете выжило три крысенка с типом шерсти Standard и два –Rex. От гладкошерстных родительских особей.

P Bb х Bb

FBB: Bb: Bb: bb

Потомство: 75% (72%) - гладкошерстных : 25% (28%)- кудрявых.

Следовательно, если бы в помете выжило 7 крысят, то 5 крысят имели бы тип шерсти Standard и 2 – Rex.

3. При повторном скрещивании родительских особей родилось 18 крысят, выжило 13. Девять с типом шерсти Standard и четыре крысенка - Rex. Получилось соотношение 69% и 31%. Если бы выжило все потомство, то мы можем предположить, что в помете было бы 5 кудрявых и 13 гладкошерстных крысят.

P Bb х Bb

F BB: Bb: Bb: bb

Потомство: 75% - гладкошерстных (72%) : 25% - кудрявых (28%).

4. В четвертом скрещивании крыс со стандартным типом шерсти родилось потомство из 13 крысят, из которых выжило 12.

Десять имели тип шерсти Standard и два - Rex. Расщепление 83% и 17%.

В первый день погиб один крысенок, и мы можем предположить, что у него был бы кудрявый тип шерсти.

P Bb х Bb

F BB: Bb: Bb: bb

Потомство: 75% (77%) – гладкошерстных : 25% - кудрявых (23%).

Из 13 крысят, 10 имели бы стандартный тип шерсти и 3 – кудрявый.

Таким образом, в ходе скрещиваний получилось выявить закономерность. Если скрещивать родительские гетерозиготные особи со стандартным типом шерсти, то соотношение типов шерсти Standard и Rex будет 75% на 25%.

Доминирующий тип шерсти – Standard.

Заключение

Окрасы крыс — это не только интересный объект для научных исследований, но и позволяют каждому завладеть уникальным и особенным питомцем. Каждый окрас имеет свою уникальную красоту и часто символизирует индивидуальность и характер каждой крысы.

В анализируемых нами парах доминантными типами окраса были выявлены – Black и Chocolate, рецессивными – Himalayan и Seal Point Siamese;

1. Окрас потомства напрямую зависит от гомозиготности и гетерозиготности родительских особей. Наследование окраса происходит в соответствии с известными законами генетики;

2. Тип шерсти Standard оказался доминантным, тип Rex– рецессивным;

3. Наследование гена Rex при скрещивании гетерозиготных родительских особей происходит согласно «Закону расщепления второго поколения».

Наша гипотеза подтвердилась.

В дальнейшем планируется исследование закономерностей наследования типов шерсти и интенсивности окрасов других пород крыс.

Список использованных источников и литературы

1. Гаспер Г./ пер. с нем. С.Казанцева.- Декоративные крысы. – М.: Аквариум-Принт, 2007.- с 64.

2. Дубинин Н. П. Общая генетика. — М.: «Наука», 1986. — с. 560.

3. Рахманов А. И. Р27 99 советов. Декоративные крысы. Уход и содержание. — М. : «АКВА- РИУМ БУК», 2002. – с. 112.

4. Генетика декоративных крыс [Электронный ресурс]. - URL: http://na5bal.narod.ru/load/biologija/genetika_dekorativnykh_krys/13-1-0-7365 (дата обращения: 16.12.2023).

5. Крыса как модельный объект в биологии и экспериментальной медицине [Электронный ресурс] – режим доступа: КРЫСА КАК МОДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ В БИОЛОГИИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЕ - Студенческий научный форум (scienceforum.ru) (дата обращения: 16.12.2023).

6. Окрасы крыс [Электронный ресурс] – режим доступа: Окрасы | Ратмания (ratmania.ru) (дата обращения: 16.12.2023).

Приложение 1.

Описание вариаций окраса встреченных во время исследования