Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 1. Tính trạng số lượng Tính trạng là đặc trưng của một cá thể mà ta có thể quan sát hay xác định được. Có hai loại tính trạng là tính trạng số lượng và tính trạng chất lượng.
Tính trạng số lượng là những tính trạng được quy định bởi nhiều cặp gen có hiệu ứng nhỏ nhất định (minor gen). Tính trạng số lượng bị tác động rất lớn bởi các nhân tố môi trường. Sự sai khác giữa các cá thể là sự sai khác về mức độ hơn sự sai khác về chủng loại, đó là bản chất của tính trạng đa gen (polygen). Các tính trạng sản xuất của vật nuôi là các tính trạng số lượng do nhiều gen điều khiển, mỗi gen đóng góp một mức độ khác nhau vào cấu thành năng suất của con vật.
Giá trị kiểu hình của các tính trạng sản xuất có sự phân bố liên tục và chịu tác động nhiều bởi nhân tố ngoại cảnh. Các nhân tố ảnh hưởng tới tính trạng số lượng Giá trị kiểu hình (P - Phenotyphic value) của bất kỳ tính trạng số lượng nào cũng có thể phân chia thành giá trị kiểu gen (G - Genotypic value) và sai lệch môi trường (E - Enviromental deviation). Giá trị kiểu hình (P) được biểu thị như sau: P = G + E 1. Giá trị kiểu gen (G) Giá trị kiểu gen của tính trạng số lượng do nhiều cặp gen quy định.
Tuỳ theo tác động khác nhau của gen các giá trị kiểu gen bao gồm các thành phần khác nhau: giá trị cộng gộp (A - Additive value) hoặc giá trị giống (Breeding value), sai lệch trội (D - Dominance deviation) và sai lệch tương tác gen hoặc sai lệch lấn át gen (I - Interaction deviaton hoặc Epistatic deviation). G=A+D+I Giá trị cộng gộp (A): để đo lường giá trị truyền đạt từ bố mẹ sang đời con phải có một giá trị đo lường có quan hệ với gen chứ không phải có liên quan với kiểu gen. Mỗi một gen trong tập hợp các gen quy định một tính n 4 trạng số lượng nào đó đều có một hiệu ứng nhất định đối với tính trạng số lượng đó. Tổng các hiệu ứng mà các gen nó mang được gọi là giá trị cộng gộp hay còn gọi là giá trị giống của cá thể.
Giá trị giống là thành phần quan trọng của kiểu gen vì nó cố định và có thể truyền được cho thế hệ sau. Do đó, nó là nguyên nhân chính gây ra sự giống nhau giữa các con vật thân thuộc, nghĩa là nó là nhân tố chủ yếu sinh ra đặc tính di truyền của quần thể và sự đáp ứng của quần thể với sự chọn lọc. Tác động của các gen được gọi là cộng gộp khi giá trị kiểu hình của kiểu gen đồng hợp, bố mẹ luôn truyền một nửa giá trị cộng gộp của mỗi tính trạng của chúng cho đời sau. Tiềm năng di truyền do tác động cộng gộp của gen bố và mẹ tạo nên gọi là giá trị di truyền của con vật hay giá trị giống.
Sai lệch trội (D): là sai lệch được sản sinh ra do sự tác động qua lại giữa các cặp alen ở cùng một locus, đặc biệt là các cặp alen dị hợp tử (Đặng Hữu Lanh và cs, 1999) [15]. Sai lệch trội cũng là một phần thuộc tính của quần thể, quan hệ trội của bố mẹ không truyền được sang con cái. Sai lệch át gen (I): là sai lệch được sản sinh ra do sự tác động qua lại giữa các gen thuộc các locus khác nhau. Sai lệch át gen không có khả năng di truyền cho thế hệ sau.
Giá trị kiểu hình của tính trạng số lượng Khi lai tạo giữa các cá thể thuộc hai quần thể với nhau thì giá trị kiểu hình của một tính trạng số lượng ở các tổ hợp lai bao gồm hai thành phần chính: - Giá trị trung bình của trung bình giá trị kiểu hình của quần thể thứ nhất X P1 và trung bình giá trị kiểu hình của quần thể thứ hai X P2 ( X P1P2). X P1 + X P2 X P1P2 = 2 Do đó: X F1 = X P1P2 + H Tùy theo nguồn gốc đóng góp của các thành phần trên, người ta chia chúng thành: - Di truyền cộng gộp: bao gồm di truyền cộng gộp trực tiếp (Ad), di truyền cộng gộp của bố (Ab) và di truyền cộng gộp của mẹ (Am). n 5 - Ưu thế lai: bao gồm ưu thế lai trực tiếp (Dd), ưu thế lai của bố lai (Db) và ưu thế lai của mẹ lai (Dm). Sai lệch môi trường (E) Sai lệch môi trường được thể hiện thông qua sai lệch môi trường chung (Eg) và sai lệch môi trường riêng (Es).
Sai lệch môi trường chung (Eg): là sai lệch do loại môi trường tác động lên toàn bộ con vật trong suốt đời của nó. Sai lệch môi trường riêng (Es): là sai lệch do loại môi trường chỉ tác động lên một số con vật trong một giai đoạn nào đó trong đời con vật. Như vậy, kiểu hình của một cá thể được cấu tạo từ hai locus trở lên có giá trị kiểu hình chi tiết như sau: P = A + D + I + Eg + Es Qua việc phân tích các nhân tố ảnh hưởng tới tính trạng số lượng cho thấy, muốn nâng cao năng suất vật nuôi cần phải: - Tác động về mặt di truyền (G) bao gồm: + Tác động vào hiệu ứng cộng gộp (A) bằng cách chọn lọc. + Tác động vào các hiệu ứng trội (D) và át gen (I) bằng cách phối giống tạp giao.
- Tác động về mặt môi trường (E) bằng cách cải tiến điều kiện chăn nuôi như chuồng trại, thức ăn, thú y, quản lý…. Bản chất di truyền của ưu thế lai 1. Lai giống Lai giống là cho giao phối giữa những động vật thuộc hai hay nhiều giống khác nhau. Lai khác dòng là cho giao phối giữa những động vật thuộc các dòng khác nhau trong cùng một giống.
Mặc dù lai khác giống xa nhau về huyết thống hơn lai khác dòng, song hiệu ứng của hai kiểu lai lại tương tự nhau (Nguyễn Hải Quân và cs, 1995) [21]. Lai giống làm cho kiểu gen đồng hợp tử của thế hệ sau giảm đi, còn tần số kiểu gen dị hợp tử của thế hệ sau tăng lên. n 6 Lai giống là phương pháp làm biến đổi di truyền của quần thể gia súc. Lai giống có những ưu việt, vì con lai thường có những ưu thế lai đối với một số tính trạng nhất định.
Ưu thế lai và các yếu tố ảnh hưởng đến ưu thế lai - Ưu thế lai Ưu thế lai là từ ngữ biểu thị sức sống của con lai vượt trội hơn cha mẹ. Thuật ngữ ưu thế lai được nhà di truyền học người Mỹ Shull (1914) đưa ra và được Snell, (1961) thảo luận trong nhân giống (trích theo Nguyễn Hải Quân và cs, 1995) [21]. Ưu thế lai là sự hơn hẳn của đời con so với bố mẹ, ưu thế lai là sức sống, sức miễn kháng đối với bệnh tật là tính trạng sản xuất của con lai được nâng cao, khả năng sử dụng thức ăn tốt. - Các yếu tố ảnh hưởng đến ưu thế lai + Công thức lai: Ưu thế lai đặc trưng cho mỗi công thức lai.
Theo Trần Đình Miên và cs (1994) [18], mức độ ưu thế lai đạt được có tính cách riêng biệt cho từng cặp lai cụ thể, ưu thế lai của đời mẹ có lợi cho đời con, ưu thế lai của lợn mẹ ảnh hưởng đến số con trên ổ và tốc độ sinh trưởng của lợn con. Ưu thế lai cá thể, ảnh hưởng đến sinh trưởng và sức sống của lợn con, đặc biệt ở giai đoạn sau cai sữa. Ưu thế lai của bố, ảnh hưởng đến tính hăng của lợn đực con, kết quả phối giống, tỷ lệ thụ thai. Khi lai hai giống, số lợn con cai sữa/nái/năm tăng 5 - 10 %.
Khi lai ba giống hay lai ngược số lợn con cai sữa/nái/năm tăng từ 10-15%. Số con cai sữa/ổ nhiều hơn 1,0-1,5 con và khối lượng cai sữa/con tăng 1kg ở 28 ngày tuổi so với giống thuần (Colin, 1998) [40]. + Tính trạng: Ưu thế lai phụ thuộc vào tính trạng, có những tính trạng có khả năng di truyền cao nhưng cũng có những tính trạng có khả năng di truyền thấp. Những tính trạng liên quan đến khả năng nuôi sống và khả năng sinh sản có ưu thế lai cao nhất.
Các tính trạng có hệ số di truyền thấp thường có ưu thế lai cao. Vì vậy, để cải tiến tính trạng này so với chọn lọc, lai giống là một biện pháp nhanh hơn và hiệu quả hơn. Một số tính trạng ở lợn có ưu thế lai khác nhau: Số con đẻ ra/ổ có ưu thế lai cá thể là 2%, ưu thế lai của mẹ là 8%. Số con cai sữa có ưu thế lai cá thể là 9%, ưu thế lai của mẹ là 11% (Richard, 2000) [52].
n 7 + Sự khác biệt giữa bố và mẹ: Ưu thế lai phụ thuộc vào sự khác biệt của hai giống đem lai, hai giống càng khác biệt với nhau về di truyền bao nhiêu thì ưu thế lai thu được giữa chúng càng lớn bấy nhiêu. Các giống càng xa nhau về điều kiện địa lý thì ưu thế lai càng cao. Ưu thế lai của một tính trạng nhất định phụ thuộc đáng kể vào điều kiện ngoại cảnh. Có nhiều yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến năng suất, cũng như khả năng biểu hiện ưu thế lai.
Ưu thế lai trong chăn nuôi lợn Nhiều kết quả nghiên cứu và thực tế nuôi lợn cho thấy, việc lai giống đã mang lại hiệu quả kinh tế cho ngành chăn nuôi lợn. Hiện nay trên thế giới, những nước phát triển chăn nuôi lợn có tới 90% con giống thương phẩm là con lai. Tuy nhiên, việc kết hợp lai hai giống nào cho ưu thế lai cao phụ thuộc vào sự lựa chọn, xác định ưu thế lai của tổ hợp lai dựa trên giá trị giống. Trong thực tế, việc nhân giống hiện đang sử dụng một số công thức lai “ba máu” “bốn máu” như: D x F1(L x Y); F1(P x D) x F1(L x Y)… * Theo (Wiliam, 1997) [34] ở lợn có ba loại ưu thế lai: - Ưu thế lai từ lợn mẹ: Có lợi cho các cá thể ở đời con là ưu thế lai quan trọng nhất bởi năng xuất sinh sản phụ thuộc vào số đầu con cai sữa/lứa, đây là chỉ tiêu kinh tế quan trọng nhất.
- Ưu thế lai của con: Có lợi cho chính bản thân chúng, thể hiện ở sự sinh trưởng, sức sống, đặc biệt là sau cai sữa. - Ưu thế lai từ bố: Được tạo thành từ bố thể hiện thông qua con đực từ kết quả giao phối, ưu thế lai của đực giống được thể hiện rất hạn chế.