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  • 品種改良のやり方!改良メダカ作りのためのメンデルの遺伝の法則
    ヒカリ体型、リアルロングフィン、アルビノメダカの作り方(品種改良のやり方)当サイトの記事は全てyoutubeにて映像と共に動画でもご覧いただけます。こちらの記事は約40分に渡る動画から一部抜粋したものです。非常に分かりやすい動画に仕上がっているため是非、全編(完全版)をYouTubeでもご視聴ください。「媛めだか メンデル」で検索すると出てきます。メンデルの遺伝の法則についてメンデルの遺伝の法則は遺伝学の父としても知られている生物学者のグレゴール・ヨハン・メンデルが発見した遺伝学を誕生させるきっかけとなった法則です。この法則についてはYouTube(視聴推奨)でも詳しく解説しているため、こちらでは簡易的な説明とさせていただきます。エンドウを使ったメンデルの実験メンデルは黄色いさやに対して緑のさやを受粉させた交雑種を作りました。この時、黄色い豆と緑色の豆のエンドウの間で受粉させた交雑種のF1(子の世代)からは黄色のエンドウ豆だけが実りました。※交雑によって生じた雑種第1代、子の世代をF1という言い方をします。※メダカでも掛け合わせの第一世代をF1個体と言ったりします。メンデルが更に実験を進めていくと子の世代(F1)、孫の世代(F2)、ひ孫の世代(F3)と進めていくと黄色の豆と緑色の豆の両方が実る場合もあれば、黄色の豆だけの場合、逆に緑の豆だけの場合があることに気づきました。メンデルはこの実験においてエンドウがどれか1つの形質を形作るとき2つの構成要素が関わっているということを発見します。これが後の「遺伝子」と呼ばれるものになります。エンドウの実験から分かったこと他にもメンデルは「優性の法則」「分離の法則」「独立の法則」の3つ法則を導きだしました。その一つが優性の法則です。これらの法則が成り立つには遺伝子が対立形質であり、かつ別の染色体上にあることが条件となります。そのため、現在では例外もたくさんあることが明らかになっており、ごく一般的な形で成り立つのは分離の法則だけであると考える人もいます。メダカの品種改良においても全てをメンデルの法則に当てはめたとしても、その通りになるとは限りません。ただ、メンデルの考えが誤っているわけではないため遺伝の法則を元に改良を進めていくこと自体は間違いではありません。血液型で考えると分かりやすい?人の血液型に置き換えて考えると分かりやすいかも?お母さんががO型で、お父さんがA型の場合=Aの方が優性のため子供はA型が産まれます。ただ、お母さんがO型なので遺伝子型で見たときにはAOのA形になります。もし、お母さんもお父さんも遺伝子型がAAのA型であれば、子の血液型もAAのA形になります。また血液型がAAの人をホモ接合型と言い、AOの人はヘテロ接合型と言います。いずれの場合もA形であることに違いはないが、遺伝子で見た時に対となる遺伝子が異なります。メダカに置き換えて遺伝の法則を解説実際にメンデルの遺伝の法則が改良メダカの品種改良においてどのように遺伝していくのかをご紹介していきます。潜性遺伝子|アルビノメダカの作り方※画像がオス同士になっていますが、あくまでも参考画像のため気にせずご覧ください。普通種にアルビノの個体を掛け合わせても子の世代ではまだアルビノにはなりません。ただ、F1ではアルビノの遺伝子を対にもった個体のため、孫の世代になると一定数アルビノが生まれてきます。理論上は普通種が75%生まれ、アルビノ種が25%生まれてきます。形質的にみれば1:2:1になります。品種改良の場合は、このF2でアルビノになった個体同士を掛け合わせることでF3雑種第3世代からは全てのメダカがアルビノになりアルビノとしては固定完了です。不完全優性|光体型メダカの作り方ヒカリ体型のメダカは腹側の形質が背中側に反転し相称(そうしょう)するような形質が光体型の特徴です。厳密に言えば完全な鏡像(きょうぞう)ではないにしろ、腹型が背中側にほぼ反転したような形になるのが光体型ですこのヒカリ体型の遺伝子はdouble anal fin=Da遺伝子と呼ばれています。この光体型を主るDa遺伝子は潜性遺伝子(旧:劣性遺伝子)になります。※厳密にいうと実際には不完全優性といってよく見るとF1でも軟条の数が少し増える形質の一部が現れるのでF1でも光体形を掛け合わせていることが軟条の数からみて取れます。通常は背ビレの軟条の数は6本程度のところが、光体形の因子を持ったヘテロ個体においては10本前後と増えます。完全な光体形になると尻ビレと軟条の数が同じになります。(18本前後)棘条と軟条魚には固い棘条と柔らかい軟条があり、総称して「鰭条」と呼ばれています。鰭条の間には鰭膜と呼ばれる膜があります。メダカは柔らかい軟条をもっています。メダカだと小さ過ぎて分かりづらいですが、少し大きな魚で見てみるとこのような感じになっています。一見すると普通ヒレに見えるDa遺伝子をもったF1個体でも、よく見ると鰭条が通常よりも増えている。昔、この話をyoutubeで初めてした時、当時ネット上には情報としてほとんど出ていなかったことからメダカ界のタブーを話したと一部の沼が怒っていました。私からすれば、自分で学んだ知識なので文句を言われる筋合いもない話です。情報というのは共有するからこそ、新しい物が生まれていくものだと思っています。メンデルさんが残してくれた遺伝学があるからこそ分かったことでもあります。光体型に関してはF1でも対立形質の一方が完全におおいきれていないような状態。不完全優性といえます。ただ、品種改良を進めていく(光体形を作っていく)上では潜性遺伝子として考えてやっていくと良いでしょう。先程のアルビノ同様です。普通体形のメダカに光体型を掛け合わせて出来た子が雑種第1代、F1の個体です。F2(孫世代)で一部に光体型の個体が生まれてきます。F2で得られたDa遺伝子を持った光体形メダカ同士でかけ合わせることでF3でほぼ100%光体形になります。顕性遺伝子|リアルロングフィンの作り方続いてメダカでは比較的珍しい顕性遺伝子(旧:優性遺伝子)のヒレ変化です。リアルロングフィンのメダカを作りたい時に普通種にリアルロングフィンを掛け合わせます。顕性遺伝子なので、雑種第一世代(F1)で全てのメダカがリアルロングフィンになります。※実際には使った親がホモやヘテロかで違いが出ます。これは血液型がA型同士の親からO型が産まれるように遺伝子型によっては同じA型でもAO型の場合があるためです。ホモ接合体とヘテロ接合体リアルロングフィンの場合も同様です。仮にリアルロングフィンの遺伝子をラージRとし普通種のヒレをスモールrとした時にホモであればRR,ヘテロであればRrいった具合の遺伝子型になり、いずれの個体も見た目上はリアルロングフィンになります。ただヘテロの場合は対となる対立遺伝子が違っています。ホモではないため一定数は鰭の伸びない個体が出て来るという事になります。顕性遺伝だからといっても品種改良掛け合わせにおいて100%形質が表に出てくるとは限りません。RR同士のホモ接合体を持ったリアルロングフィンで掛け合わせた場合のみ理論上、子どもは全て100%リアルロングフィンになります。ただ、リアルロングフィン自体が頻繁に掛戻しや作り直しがされているため、市場に出回っているRLF(リアルロングフィン)の遺伝子をもった個体の多くはヘテロ接合体のリアルロングフィンである場合も多いと考えられます。性別を決める遺伝子他にも性別を決める遺伝子があります。オスの性染色体がXY、メスの性染色体がXXです。この場合、概ね通常は雄雌およそ均等に生まれてきます。ただ、これがメスばかりに偏ることが有ります。例えばメダカは仔魚の頃に性転換する魚として知られていますが生れてきた時にはメス個体、性染色体がXXだった個体が仔魚の頃に性転換して♂の見た目になることがあります。見た目上はどう見ても♂なので、こちらの個体をオス親として採卵した場合、見た目はオスでも性染色体で見た時にはXXのメスから性転換したオスのため、通常のオス(XY)ではなくXXのオスとなり、親がXX同士になるため子が全てXXのメスになってしまいます。動画で見るここではyoutube動画からメンデルの遺伝の法則を元にした品種改良について一部抜粋してお届けしました。youtubeの動画ではより詳しく他にも色々と解説しています。是非、ご覧ください。「媛めだか メンデル」で検索すると出てきます。「媛メダカ めだかの遺伝学」といったプレイリストもあります★
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  • アルビノメダカの作り方!遺伝を徹底解説!美しい赤目の秘密とブリーディングの法則
    アルビノ×普通種からアルビノは生まれない?失敗しない「F1・F2」の掛け合わせルート解説こんにちは。メダカの奥深い世界へようこそ。今回は、独特の神秘的な美しさを持つ「アルビノメダカ」の遺伝について、専門的な視点から少し踏み込んで解説していこうと思います。「親がアルビノなのに、子供は普通の色だった…」「アルビノ同士を掛けるとどうなるの?」そんな疑問を抱いている方も多いのではないでしょうか。実はアルビノの遺伝には、生物学的な明確なルールが存在します。この仕組みを理解すると、狙った通りの個体を作出する「ブリーディング」がもっと面白くなりますよ。僕と一緒にその秘密を紐解いていきましょう。アルビノとは何か?(メダカの色素胞の仕組み)遺伝の話に入る前に、まず「なぜアルビノになるのか」という生理学的な仕組みを理解しておく必要があります。通常、メダカの体色は以下の4つの色素胞(しきそほう)の組み合わせで決まります。黒色素胞(メラノフォア):黒色の色素(メラニン)を持つ黄色素胞(キサントフォア):黄〜赤色の色素(主にカロテノイド、一部プテリジン)を持つ。※実際の発色はカロテノイドが担い、主に餌から摂取して蓄積される白色素胞(ロイコフォア):光を乱反射して白く見える虹色素胞(イリドフォア):光を反射してキラキラ光る(グアニン結晶)黒色素の欠如(チロシナーゼの機能不全)アルビノメダカの最大の特徴は、「黒色素胞(メラニン)」が作られない、または極端に少ないという点です。さらに、メダカのアルビノ遺伝子(i, i2, i3など)は黒色素胞だけでなく、黄色素胞の色調も淡くする性質があり、白色素胞の発達を良くする。そのため、アルビノメダカは白っぽく見えることが多いです。これは、メラニンを生成するために必要な酵素「チロシナーゼ」の遺伝子が変異し、機能しなくなっているためです。皮膚の黒色が抜けるだけでなく、網膜のメラニン色素も欠乏するため、血液の色が透けて目が赤く見える(レッドアイ)のがアルビノの本来の定義です。ポイント:アルビノの定義メラニン色素の生合成に関わる遺伝子の変異により、先天的にメラニンが欠乏または大幅に減少した遺伝形質。完全型アルビノでは黒色素胞内のメラニンが完全に欠如し、目は血管が透けて赤く見える。部分型アルビノ(弱アルビノ型)では微量のメラニン生成能力が残存し、チェンジカラーアイやルビーアイと呼ばれる中間的な眼色を示します。識別方法体が白くても目が黒ければアルビノではない(白メダカなど別形質)。ただし、部分型アルビノには微量のメラニンによる目色の変化型(赤~赤黒~黒の範囲)があり、目視だけでは判別が困難な場合があります。遺伝子型と表現型を正確に同定するには、DNA配列解析による遺伝子検査が最も確実になってきます。アルビノ遺伝の基本法則ここからは少し専門的な遺伝学の話になります。アルビノの遺伝は、メンデルの法則における「常染色体・潜性遺伝(じょうせんしょくたい・せんせいいでん)」という形式をとります。【補足】遺伝用語の「優性・劣性」についてかつては「優性・劣性」と呼ばれていましたが、日本遺伝学会により2017年から「顕性(けんせい)・潜性(せんせい)」へ用語が改められました。これは「劣性=劣っている」という誤解を避けるためです。本記事では親しみやすさを考慮し、従来の「優性・劣性」という言葉も補足的に用いますが、現代の遺伝学では「現れやすい=顕性」「隠れやすい=潜性」と定義されていることを覚えておいてください。遺伝子記号での解説ここでは仕組みを分かりやすくするため、以下の記号を使います。A(ラージエー):正常な遺伝子(メラニンを作る・顕性/優性)a(スモールエー):アルビノ遺伝子(メラニンを作れない・潜性/劣性)メダカは父親と母親から1つずつ遺伝子をもらい、ペア(対)で持っています。組み合わせは以下の3パターンしかありません。遺伝子型表現型(見た目)解説AA普通のメダカメラニンを作れるAa普通のメダカ(ヘテロ)遺伝子は持っているが見た目は普通(ヘテロ接合体)aaアルビノメダカ潜性遺伝子が表に現れアルビノになりますケース別:アルビノ交配シミュレーションブリーディングの現場でよくあるパターンを、この遺伝子型を使ってシミュレーションしてみましょう。これで次世代にどんなメダカが生まれるか予測できます。ケース①:アルビノ(aa) × 普通のメダカ(AA)これが一番勘違いしやすいパターンです。「片親がアルビノだから、子供もアルビノになるだろう」と思いきや…。親1:aa(アルビノ)親2:AA(普通・アルビノ因子なし)子(F1):全て Aa結果:生まれてくる子供は、見た目は全て「普通のメダカ」になります。しかし、この子たちは全員、隠れアルビノ遺伝子(a)を持つ「ヘテロ」です。ケース②:F1同士の交配(Aa × Aa)ケース①で生まれた「見た目は普通だけどアルビノ遺伝子を持つ子たち」を親にして掛け合わせると、孫世代(F2)でドラマが起きます。親1:Aa(キャリア)親2:Aa(キャリア)組み合わせの確率は以下の通りです。AA(普通):25%Aa(ヘテロ):50%aa(アルビノ):25%結果:確率的には「3:1」の割合で、普通のメダカの中にポツリとアルビノが出現します。メンデルの法則の美しい実例ですね。キャリア個体とヘテロ個体の違い(ほぼ同じ意味)・ヘテロ個体(ヘテロ接合体)遺伝子のペアが異なる場合を指します。例えば、黒い色の遺伝子(A)と茶色い色の遺伝子(a)を持つ個体は「Aa型」でヘテロ個体です。見た目は黒く見える(黒が優性)かもしれませんが、遺伝子としては2つの異なる情報を持っています。・キャリア個体「保因者」とも言い、目に見えない劣性の遺伝子を隠れ持つ個体を指すことが多いです。同じ「Aa型」の黒いメダカでも、「キャリア」と呼ぶときは、「見た目は黒だけど、実は茶色の遺伝子を持っている」という意味合いで使われます。ケース③:アルビノ(aa) × アルビノ(aa)最も確実なパターンです。親1:aa親2:aa子(F1):全て aa結果:生まれてくる子供は100%アルビノになります。アルビノを固定化したい場合は、この交配を続けるのが基本です。アルビノ松井ヒレ長を作るにはたとえば、ある品種をアルビノ化したい場合、最短ではF2(孫世代)でアルビノ個体を得ることが可能です。ただし、ここに別の特徴・・・たとえば「松井ヒレ長」のような異なる遺伝子が関係すると、遺伝の組み合わせが一気に複雑になります。アルビノと普通体色の松井ヒレ長を組み合わせて、「アルビノでヒレ長のメダカ」を作りたい場合を考えてみます。ここでは、アルビノ遺伝子:A=通常体色、a=アルビノ(潜性・劣性)ヒレ長遺伝子:M=通常ヒレ、m=ヒレ長(潜性・劣性)とします。まず最初に、アルビノで通常ヒレのメダカ(遺伝子型:aaMM)と、普通体色で松井ヒレ長(純系)のメダカ(遺伝子型:AAmm)をペアにして産卵させます。この交配で生まれる F1(子世代) は、すべて遺伝子型が AaMm(ダブルヘテロ) になります。見た目は「普通体色・普通ヒレ」で、アルビノもヒレ長も隠れた形で持っている状態です。次に、このF1同士(AaMm × AaMm)を兄妹掛けしてF2(孫世代)をとります。このとき、それぞれの遺伝子についてアルビノ(aa)になる確率:1/4ヒレ長(mm)になる確率:1/4となるので、両方を同時に満たすアルビノかつ松井ヒレ長(aa mm)が生まれる確率は1/4 × 1/4 = 1/16(約6.25%)となります。つまり、アルビノ(aaMM) × 普通体色の松井ヒレ長(AAmm) でF1を作り、そのF1同士(AaMm × AaMm)からF2をとると、F2の中から 16匹に1匹くらいの確率で「アルビノで松井ヒレ長」の個体が現れてきます。では、下記の写真の竜の瞳を出目にしたアルビノ出目松井ヒレ長幹之を作ろうとすると・・・。出目は、骨格の変異が関わる形質とも言われており、アルビノのように「単純な潜性遺伝」として整理できるタイプとは少し性格が異なります。「骨格形態の遺伝+奇形傾向」という複雑な要素を含んだ形質と考えると、より複雑になります。知っておくべき「視力と飼育の注意点」アルビノの飼育において最も重要なのが、「視力が弱い」という事実への配慮です。視力が弱い理由網膜の発達不全:目のメラニン色素が欠如しているため、網膜や視神経の正常な発達が阻害され、視力が著しく低下します。虹彩透光(こうさいとうこう)と羞明(しゅうめい):完全なアルビノにおいては本来、光を調節する「虹彩」にもメラニンが不足しています。虹彩の背面にあるメラニン色素層が暗幕として機能しないため、虹彩を通して光が透過してしまう現象を「虹彩透光(こうさいとうこう)」と呼びます。さらに重要なのは、眼球内部全体(ぶどう膜や網膜色素上皮)の色素不足です。通常、これらの構造にあるメラニンは眼球内に入った光を吸収します。しかしアルビノではこの吸収が不十分なため、光が眼球内で乱反射を起こします。このように眼球内全体の色素不足により、強い光に対する感受性(羞明)が高まり、常に「眩しすぎる」状態になります。飼育上のケアこのため、アルビノ個体は餌を見つけるのが苦手だったり、直射日光を嫌がったりします。光の調整:普通と同様に直射日光がガンガン当たる環境は避け、すだれ等で日陰を作ってあげましょう。餌の工夫:特に視力が弱い針子の間は自然と容器の中に微生物が発生しやすいような環境づくりを心掛けてください。混泳の注意:針子・稚魚の頃は動きの速い品種と同居させると、競争に負けてしまうため、可能な限りアルビノ単独での飼育管理を推奨します。こういった「生体の仕組み」に基づいたケアができるかどうかが、ブリーダーとしての腕の見せ所だと僕は思います。遺伝を知ればメダカ作りはもっと楽しいアルビノの遺伝は「潜性遺伝(劣性遺伝)」。このルールさえ覚えておけば、「なぜこのペアからアルビノが出なかったのか」「次はどう掛ければいいのか」が手に取るように分かります。遺伝の仕組みは数学的で少し冷たく感じるかもしれませんが、その計算の果てに生まれてくるルビー色の瞳を持つメダカは、本当に神秘的で温かみのある美しさを持っています。ぜひ、この知識を活用して、あなただけの理想のアルビノメダカを作出してみてくださいね。アルビノ遺伝子とヒレ長遺伝子の独立性に関する注記⚠️ 重要な前提条件以下の計算式および遺伝分離比は、アルビノ遺伝子とヒレ長遺伝子が独立している場合の理論値です。アルビノ(aa)出現率 × ヒレ長(mm)出現率 = アルビノかつヒレ長出現率 1/4 × 1/4 = 1/16(約6.25%)「独立している」とはどういう意味か2つの遺伝子が独立している場合とは:異なる染色体上に位置している、または同一染色体上にあっても、十分に離れている(遺伝子連鎖がない)このような場合、メンデルの独立の法則に従い、両形質の分離は互いに影響を与えません。独立していない可能性についてもし研究が進んで、これら2つの遺伝子が同じ染色体上の近い位置にあることが判明した場合:計算結果が変わります連両形質が同時に出現する確率は1/16(6.25%)と異なる値になります具体的な確率は、遺伝子間の距離(遺伝距離)と連鎖の相(どちらの親から来た形質が同じ染色体上にあるか)によって決まります現在の研究状況メダカのアルビノ遺伝子(tyrosinase遺伝子など)とヒレ長遺伝子について:両遺伝子の存在は確認されています各遺伝子の機能は研究されています両遺伝子の染色体上の正確な位置関係は、公開文献では明確にされていません遺伝子連鎖の有無については検証待ちです松井ヒレ長遺伝子について確認されている事実松井ヒレ長は2012年に熊本県玉名郡長洲町の松井養魚場で発見された形質です劣性遺伝(潜性遺伝)することが経験的に確認されていますヒレ全体が大きく、均一に伸長する特徴があります現在わかっていないこと松井ヒレ長の原因遺伝子は、分子生物学的には特定されていませんつまり、遺伝子レベルでどの遺伝子が関係しているのかが不明です公開されている学術論文では、松井ヒレ長の正確な遺伝子情報がありません重要な注意3つの不確定要素遺伝子の特定ができていないアルビノ遺伝子との位置関係が不明同じ染色体上にあるのか、別の染色体上にあるのか不明優性・劣性の関係が遺伝子レベルで確認されていない(経験則での潜性遺伝)複数の遺伝子が関係している可能性もある他の形質との遺伝的相互作用が未確認アルビノ形質との間に遺伝的連鎖や相互作用がないか、確認されていない
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