方法文章

分别测量小鼠的主动和被动温顺性

DOI：

10.3791/58048

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2018年8月10日

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1Mouse Genomics Resource Laboratory, National Institute of Genetics, 2Department of Genetics, SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies), 3Research Center for Global Agromedicine, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

本文内容

摘要

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动物的温顺性包括对人类回避反应的减少（被动温顺）以及主动接近人类行为的增加（主动温顺）。本文中，我们描述了三种行为学测试（主动温顺测试、被动温顺测试和停留手上测试）的详细实验方案，用于分别测量小鼠的主动温顺性和被动温顺性。

摘要

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

狗和实验小鼠等驯化动物表现出高度的温顺性，这对于人类易于操控它们至关重要。温顺性包含两个行为组分：不愿回避人类（被动温顺）和主动接近人类的动机（主动温顺）。为了量化小鼠中的这两个组分，我们此前开发了用于检测主动温顺、被动温顺以及停留在人手上的意愿的行为学实验，每个实验均设计为在3分钟内完成。所获得的数据用于选择性育种，每代分析大量小鼠。主动温顺实验测量小鼠朝向人手的运动及其与人手的接触情况；被动温顺实验测量小鼠耐受人类触碰的持续时间。在停留于手部实验中，将小鼠放置于人手上，并用该手的拇指缓慢触碰，记录动物停留在手上的持续时间。本文中，我们描述了实验装置与设备，说明了操作步骤，并讨论了适当的数据分析方法。最后，我们解释了如何解读实验结果。

引言

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在驯化过程中，选择性育种改变了驯养动物的特征，使其更适应与人类共同生活1,2,3。"温顺性"是驯养动物中常见的一种行为特征。针对动物温顺性的选择性育种研究揭示了驯化过程中其表型的变化方式。在一项著名的研究中，狐狸被进行温顺性选择育种，并成功建立了一群表现出高度温顺性的狐狸种群2。这些狐狸还表现出其他表型变化，涉及形态学、繁殖、毛色以及生理特征。对小鼠——一种常用的实验动物——进行温顺性的选择性育种，有助于揭示驯化过程中多种表型变化背后的机制。

温顺性包含两个行为学组分：主动接近人类（主动温顺性）和减少对人类的回避行为（被动温顺性）4。在之前的一项研究中，我们建立了三种行为学测试方法，用于评估小鼠的温顺性水平：主动温顺性测试、被动温顺性测试和停留于手部测试5。第一种测试旨在通过测量小鼠自发接近人类的潜伏期及其与人手接触所持续的时间，来量化其主动温顺性。第二种测试旨在通过测量小鼠耐受人手触碰的时间长短，来量化其被动温顺性。停留于手部测试则用于量化小鼠对被人手轻微抚摸这一行为的回避程度。这三项评估仅需使用敞箱实验装置、一台数码相机和一把较大....

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方案

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所有实验均按照日本遗传学研究所（NIG）的动物实验指南进行，并经NIG动物护理与使用委员会批准（批准号：26-9）。

1. 动物

  1. 选择性育种
    1. 创建野生来源杂合品系（WHS）6 通过杂交8个近交系小鼠（MSM、HMI、BLG2、PGN2、KJR、CHD、NJL和BFM/2）培育小鼠，同时避免近亲交配（同胞或表亲间的交配）7从第三代（G3）开始进行选择性育种，根据主动温顺性测试（见步骤3.1）结果，选择“接触时间”较长的小鼠（选育组，16对交配组合）进行繁殖。
    2. 生成未选择对照组（同样为16对交配组合的家庭） 通过 从G3代开始进行随机交配。在代表性实验中，使用来自WHS小鼠选育组（S1）和非选育组（C1）的小鼠，通过三项温顺性测试（见步骤3.1–3.3）展示主动和被动温顺性的表现模式。实验中每组（S1和C1）使用10只G15代小鼠。
  2. 代表性 实验动物
    1. 在3周龄时将所有小鼠与其母鼠断奶，并在测试前以同性别同胞小鼠为组，饲养于装有木屑的标准尺寸塑料笼中。所有动物均置于日本国立遗传学研究所（NIG）动物设施内，维持12/12小时明暗循....

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结果

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我们先前对小鼠进行了主动温顺性的选择性育种，成功培育出表现出高度主动温顺性的小鼠6选择组与非选择组小鼠在第15代进行的温顺性测试的代表性结果th 第15代（G15）如图所示 图4在主动温顺性测试中，所选组的小鼠得分更高，与人类手部接触的持续时间显著长于对照组小鼠。该接触时长被用作选择性育种的指标。两组在头部运动、运动或跳跃持续时间方面无显著差异。图 4A, 表1），但被选中的小鼠在被动温顺性测试中得分更高，与对照组小鼠相比，能显著更长时间地耐受人类接触。此外，被选中的小鼠表现出显著更短的运动和跳跃持续时间（图4B, 表1）。最后，在停留于手部测试中，被选择的小鼠停留在人手上的时间显著长于对照组小鼠。图 4C

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讨论

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代表性结果涵盖了主动温顺性、被动温顺性以及停留手部测试中的九项行为指标。对选择组与对照组得分的比较显示出在温顺性方面存在明显差异。这些结果表明，这三项测试可用于有效测量小鼠的温顺性。

动物的温顺程度在实证上难以量化。已有多种方法被开发用于评估鹿、小鼠和大鼠的温顺性8,9,10。然而，这些方法并未分别量化主动温顺性和被动温顺性。在之前的一项研究中，我们建立了三种用于量化小鼠温顺性的测试方法5。利用主动温顺性测试的评分，我们开展了选择性育种实验，并成功培育出具有较高主动温顺性的小鼠品系6。除了在主动温顺性测试中更愿意接近和接触人类外，这些经过选择性育种的小鼠在被动温顺性测试中也能更长时间地耐受人类接触，尽管该测试的结果并未作为选育依据。这些结果表明，这两种测试并非完全独立，而是存在一定程度的重叠。

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披露

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

本工作得到了以下科学研究费补助金（KAKENHI）的资助：15H05724、16H01491 和 15H04289。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
旷场实验装置O’Hara & Co. Ltd.OF-3102400×400×400 mm，灰白色聚氯乙烯材质
便携式数码相机Ricoh Company, Ltd.CX-5该产品已停产
纯乳胶手套AS ONEBioLab, IKG-8002
秒表SEIKOSSBJ018
碘伏消毒剂Ecolab G.K. (CLEA Japan)CL-4123Mikro Klene

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Albert, F. W., et al. Phenotypic differences in behavior, physiology and neurochemistry between rats selected for tameness and for defensive aggression towards humans. Hormones and Behavior. 53 (3), 413-421 (2008).
  2. Belyaev, D. K.

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