Từ 17.000 đến 24.000 năm trước, con người đã thuần hóa loài chó trung thành. Ngày chính xác của sự thay đổi từ chó sói sang chó vẫn còn gây tranh cãi, nhưng chắc chắn rằng chó là động vật đầu tiên bị thao túng bằng cách nhân giống chọn lọc. Dự đoán màu lông ở chó là một thách thức do ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố, nhưng các nhà khoa học và nhà lai tạo đã hiểu rõ hơn về quá trình này nhờ những khám phá như sự hiện diện của locus thứ 8 quyết định màu lông.
Khái niệm cơ bản về di truyền học
Sau khi tiến hành các thí nghiệm di truyền với cây đậu Hà Lan, Gregor Mendel đã thành lập khoa học về di truyền học. Ông đã chứng minh rằng cha và mẹ đều đóng góp gen cho con cái của họ. Chó có 78 nhiễm sắc thể; 39 đến từ cha và 39 đến từ mẹ. Một cặp gen xác định giới tính của con vật và những cặp gen còn lại ảnh hưởng đến mọi thứ khác khiến con chó trở nên độc nhất.
Nhiễm sắc thể có hàng nghìn gen mang các đặc điểm được mã hóa bởi DNA và mỗi gen có các cặp alen. Một alen đến từ người cha, và một đến từ người mẹ. Mỗi alen có 50% cơ hội được chuyển sang chó con. Các alen có thể trội hoặc lặn và alen trội quyết định các đặc điểm của chó.
Eumelanin (Đen) và Pheomelanin (Đỏ)
Mặc dù chúng không bao gồm mọi màu sắc của cầu vồng, nhưng màu lông của chó có thể là một mảng màu rộng. Tuy nhiên, màu sắc chỉ được xác định bởi hai sắc tố melanin. Eumelanin là sắc tố đen và pheomelanin là sắc tố đỏ. Làm thế nào để răng nanh hiển thị rất nhiều màu lông với hai sắc tố chính? Mỗi sắc tố có một màu mặc định được thay đổi bởi các gen khác nhau. Màu đen là sắc tố mặc định của eumelanin, nhưng các gen có thể thay đổi màu sắc để tạo ra màu xanh lam (xám), màu đỏ cam (nâu nhạt) và màu gan (nâu).
Pheomelanin là sắc tố màu đỏ với màu vàng hoặc vàng là màu mặc định. Pheomelanin chịu trách nhiệm tạo ra màu đỏ tạo ra màu đỏ đậm, kem, cam, vàng, vàng hoặc rám nắng. Các gen khác nhau kiểm soát ảnh hưởng của pheomelanin; một số làm cho nó yếu hơn, và một số làm cho nó mạnh hơn. Pheomelanin chỉ ảnh hưởng đến màu lông, nhưng eumelanin ảnh hưởng đến màu mắt và mũi.
8 Vị trí quyết định màu lông
Màu lông đa dạng của chó là kết quả của pheomelanin và eumelanin được điều khiển bởi các gen khác nhau. Chó có khoảng 3 tỷ cặp DNA, nhưng chỉ có 8 gen của chó góp phần tạo nên màu lông. Các cặp alen trong gen nằm ở các vị trí được gọi là locus trên nhiễm sắc thể và tám locus này ảnh hưởng đến màu lông của chó.
Một Locus (agouti)
Protein agouti ảnh hưởng đến kiểu lông của chó. Nó chịu trách nhiệm giải phóng melanin vào tóc và chuyển đổi giữa pheomelanin và eumelanin. Gen kiểm soát bốn alen: Nâu vàng/sable (ay), Sable hoang dã (aw), đen và rám nắng (t) và màu đen lặn (a).
E Locus (phần mở rộng)
Quỹ tích mở rộng tạo ra lớp lông màu vàng hoặc đỏ và nó cũng chịu trách nhiệm tạo ra mặt nạ màu đen của chó. Bốn alen trong locus là mặt nạ melanistic (Em), hoa râm (Eg), đen (E) và đỏ (e).
K Locus (màu đen chủ đạo)
Quỹ tích K quy định màu đen, màu vện và màu nâu vàng. Nó mới được phát hiện gần đây, nhưng trước đây, các nhà khoa học cho rằng những đóng góp của nó là quỹ tích A (agouti).
M Locus (merle)
Locus merle có thể tạo ra các mảng có hình dạng không đồng đều có màu đặc và sắc tố loãng. Merle làm loãng sắc tố eumelanin nhưng không ảnh hưởng đến pheomelanin. Chó trưởng thành có sắc tố vàng hoặc đỏ không bị lang ben nhưng có thể sinh ra con lai lang thang.
B Locus (nâu)
Locus này có hai alen màu nâu. B là màu nâu trội và b là màu nâu lặn. Locus nâu chịu trách nhiệm cho màu sô cô la, nâu và gan. Để sắc tố đen được pha loãng thành màu nâu, phải tồn tại hai alen lặn (bb). Vị trí B cũng có thể làm đổi màu bàn chân và mũi của chó sang màu nâu đối với răng nanh thuộc nhóm sắc tố vàng hoặc đỏ.
D Locus (loãng)
Do đột biến, trang web này làm loãng màu lông. Nó làm sáng bộ lông từ nâu hoặc đen sang xanh lam, xám hoặc nâu nhạt. Độ pha loãng bao gồm hai alen: D có màu đầy đủ chiếm ưu thế và d là màu pha loãng lặn. Con nhộng phải có hai alen lặn (dd) để thay đổi sắc tố đen thành xanh lam hoặc xám và sắc tố đỏ thành kem.
H Locus (harlequin)
Locus H chịu trách nhiệm tạo ra những chiếc răng nanh màu trắng có đốm đen và nó phối hợp với locus merle để tạo ra một số tổ hợp màu sắc và mảng màu. Nó cũng ảnh hưởng đến sắc tố pheomelanin, có nghĩa là một con chó lông chồn có gen harlequin có thể trở thành màu trắng với các mảng màu đen và rám nắng.
S Locus (đốm)
Mặc dù alen thứ ba trong locus đốm vẫn chưa được chứng minh, nhưng hai alen chịu trách nhiệm tạo ra các đốm trắng trên bất kỳ màu lông nào. Alen S tạo ra ít hoặc không có màu trắng, và alen sp alele tạo ra các hoa văn piebald (các mảng hai màu không đều). Gen S ức chế các tế bào sản xuất sắc tố da và khiến các đốm trắng xuất hiện trên lông.
Các ví dụ về Quảng trường Punnett
Trước khi các nhà lai tạo được thông báo về ảnh hưởng của tám locus đối với màu lông, họ chỉ dựa vào ngoại hình của bố mẹ để xác định màu lông của con cái. Việc giải thích vai trò của các vị trí gen đối với màu lông giúp bạn hiểu được sự phức tạp của việc đoán màu lông của một con chó, nhưng việc sử dụng ô vuông Punnett cho phép bạn hình dung tác động của việc giao phối những con chó có nền tảng di truyền khác nhau. Để đơn giản hóa ví dụ, chúng ta có thể tập trung vào quỹ tích B và cách nó xác định màu đen hoặc nâu.
Giao Phối Hai Con Chó Đen
Một nhà lai tạo giao phối hai con chó trưởng thành màu đen có thể rất vui khi bầy con đều có màu đen, nhưng trong một lần thử khác với hai con chó đen khác, họ nhận thấy rằng một trong hai con chó con có màu nâu. Để chó con có màu đen, chúng phải có alenBBhoặcBb. Con non màu nâu đơn lẻ phải cóbbgen để có màu nâu, nhưng sự kết hợp của các alen nào có thể tạo ra kết quả này? Để giải câu đố này, chúng ta sẽ đoán và giả sử cả bố và mẹ đều có gen lặn quy định màu nâu (b), nhưng gen trội của họ là màu đen (B). Điều đó có nghĩa là mỗi phụ huynh được đại diện bởiBbvàBb Vẽ hình vuông Punnett 3 x 3 sẽ hiển thị kết quả.
Để trống góc trên cùng bên trái và viết chữ gen của bố ở trên cùng và gen của mẹ ở cuối cột bên trái.
| B | b | |
| B | ||
| b |
Sau khi giao phối, con cái sẽ trông như thế này:
| B | b | |
| B | BB | Bb |
| b | Bb | bb |
Con chó conbbcó màu nâu vì nó nhận cả hai alen lặn Bb của bố mẹ nó để tạo nên bộ lông màu nâu. Điều này minh họa những điều cơ bản về giao phối của bố mẹ dị hợp tử (Bb), nhưng nó bao gồm khả năng sinh ra một chú chó con màu vàng, giống như một chú chó Pit Bull màu vàng hoặc rám nắng. Bằng cách thêm một quỹ tích khác vào hỗn hợp, quỹ tíchE, chúng ta có thể chứng minh điều gì xảy ra khi bạn lai một con Pit Bull đen với một con Pit Bull vàng mũi nâu. Nếu một chú chó con cóbbcó màu nâu vàee có màu vàng, bạn có thể biểu thị các khả năng màu như sau:
- BBEE: Đen
- BBee: Đen (mang màu vàng)
- BBee: Chó vàng mũi đen
- BbEE: Đen (mang nâu)
- BbEe: Đen (mang nâu và vàng)
- Bbee: Chó vàng mũi đen (mang nâu)
- bbEE: Nâu
- bbEe: Nâu (mang màu vàng)
- bbee: Chó vàng mũi nâu
Một con chó đen có thể là bốn tổ hợp khả dĩ, nhưng chúng ta sẽ cho rằng con chó đen làBbEeĐiều này có nghĩa là con chó có bộ lông màu đen nhưng mang các alen màu nâu và vàng. Bạn đời củaBbEesẽ làbbee (chó vàng mũi nâu). Tạo điểm Punnett cho từng locus và kết hợp chúng là cách đơn giản nhất để hiển thị con cháu.
Trên quỹ tích B, ta laiBbvớibb.
| B | b | |
| b | Bb | bb |
| b | Bb | bb |
Bây giờ, chúng ta kết hợpEevớiee.
| E | e | |
| e | Ee | ee |
| e | Ee | ee |
Bằng cách lấy kết quả của cả hai ô vuông, chúng ta có thể tạo một ô vuông Punnett lớn hơn đặtBkết quả quỹ tích trên cùng và quỹ tíchE kết quả ở cột bên trái.
| Bb | Bb | bb | bb | |
| Ee | BbEe | BbEe | bbEe | bbEe |
| Ee | BbEe | BbEe | bbEe | bbEe |
| ee | Bbee | Bbee | bbee | bbee |
| ee | Bbee | Bbee | bbee | bbee |
Kết quả đời con của sự pha trộn này (Pit Bull đen mang gen nâu và vàng lai với Pit Bull vàng mũi nâu) sẽ như thế này:
- Bốn con chó đen
- Bốn chú chó nâu
- Bốn chú chó vàng mũi nâu
- Bốn con chó vàng mũi đen
Mỗi chú chó con có 25% khả năng có màu đen, nâu, vàng với mũi nâu hoặc vàng với mũi đen. Mặc dù các nhà khoa học hiểu rõ hơn về di truyền màu lông, nhưng vẫn còn một số bí ẩn. Các alen khiến bộ lông màu vàng có các biến thể về sắc thái vẫn chưa được phát hiện và các nhà nghiên cứu chưa xác định được lý do tại sao bộ lông của một số con chó dần trở nên nhạt hơn theo thời gian. Poodles, Bearded Collies, Old English Sheepdogs và Bedlington Terrier mang gen “xám” chưa xác định có khả năng làm cho bộ lông sáng màu.
Xét nghiệm ADN
Hình vuông Punnett có thể cho các nhà lai tạo thấy các tổ hợp con cái có thể có, nhưng xét nghiệm DNA giúp xác định những con chó nào có những đặc điểm mong muốn. Mặc dù xét nghiệm đã giúp các nhà lai tạo xác định những con chó khỏe mạnh ít mắc các bệnh lý hơn, nhưng độ chính xác của xét nghiệm thường phụ thuộc vào cơ sở xét nghiệm. Các xét nghiệm DNA được bán trực tuyến cho những người nuôi chó thường là hoạt động thương mại, nhưng các công ty xét nghiệm phi lợi nhuận, chẳng hạn như các công ty do các trường đại học điều hành, thực hiện các phân tích DNA chi tiết cho các nhà lai tạo. Sử dụng một tổ chức vì lợi nhuận để thử nghiệm ít tốn kém hơn, nhưng kết quả có thể không chính xác bằng một người thử nghiệm phi lợi nhuận.
Suy nghĩ cuối cùng
Mặc dù nhân giống chọn lọc ở chó đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ, quá trình này đã trở nên tinh tế hơn sau các thí nghiệm của Gregor Mendel với di truyền học. Dự đoán màu lông của chó vẫn còn khó khăn do cơ địa không xác định có thể làm loãng sắc tố melanin, nhưng các nhà lai tạo có xác suất thành công cao hơn nhờ nghiên cứu mới về di truyền học của chó và việc sử dụng xét nghiệm DNA.
