Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học 1. Ưu thế lai và ứng dụng trong chăn nuôi lợn 1. Cơ sở khoa học của ưu thế lai Trong chăn nuôi lợn, giống là yếu tố quan trọng hàng đầu quyết định đến năng suất chất lượng sản phẩm của ngành chăn nuôi.
Công tác giống là công tác kiến thiết cơ bản, trong đó phải đảm bảo phát triển cả hai mặt, tăng nhanh về số lượng đàn, đồng thời thường xuyên ổn định, nâng cao năng suất chất lượng đàn lợn. Hai mặt này có liên quan chặt chẽ và thúc đẩy nhau cùng phát triển. Trong công tác giống gia súc thì nhân giống thuần chủng có ý nghĩa quan trọng trong việc cải tạo và hoàn thiện giống. Tuy nhiên lai tạo giống là một biện pháp nhân giống nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm từ đó sẽ thúc đẩy hiệu quả trong chăn nuôi nhanh hơn (Nguyễn Thiện, 2006) [35].
Để có được những con giống tốt, các nhà làm công tác giống đều hướng vào việc chọn lọc, ghép đôi giao phối những con giống tốt theo định hướng sản xuất. Duy trì các đặc tính tốt của từng giống, loại bỏ các đặc tính di truyền xấu, bổ sung các đặc tính di truyền tốt thì cần áp dụng đồng thời các biện pháp chọn lọc thuần chủng và lai tạo giống đặc biệt với những tính trạng có hệ số di truyền cao (h2> 0,5). Khác với gen quy định tính trạng chất lượng ở gia súc, các gen quy định tính trạng số lượng không biểu hiện như nhau trong các điều kiện khác nhau. Như cùng một giống lợn nuôi dưỡng trong cùng một điều kiện giống nhau thì khả năng tăng trọng và thành phần thịt xẻ của chúng tương đương nhau, nhưng khi nuôi dưỡng chúng trong những điều kiện khác nhau thì khả năng tăng trọng và thành phần thịt xẻ của chúng rất khác nhau.
Điều này có 5 thể giải thích do các cá thể đều nhận từ bố, mẹ một hệ thống gen quy định nào đó và được xem như là nhận được khả năng di truyền. Tuy nhiên khả năng di truyền đó có thể được thể hiện hay không là tuỳ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh. Theo di truyền học, kiểu hình là kết quả tác dụng của kiểu gen với điều kiện ngoại cảnh. P=G+E Trong đó: P: Giá trị kiểu hình G: Giá trị kiểu gen E: Điều kiện ngoại cảnh.
Tuỳ theo phương hướng tác động của các gen alen mà giá trị kiểu gen có thể bao gồm các thành phần khác nhau. G = A + D+ I “A” Gọi là giá trị cộng gộp, thành phần quan trọng nhất cố định không thay đổi có thể di chuyển được và còn được gọi là giá trị giống của cá thể (Breeding value) là cơ sở di truyền của việc chọn giống. “D” là tính trội (Dominance) là tác động trội của các cặp alen trong cùng 1 locus nên không có tính trội thì giá trị di truyền và giá trị cộng gộp là trùng nhau. Khi xem xét 1 locus duy nhất sự khác nhau giữa giá trị kiểu gen và giá trị giống A và giá trị di truyền đó chính là sự sai lệch trội D.
Do vậy G = A + D “I” là các gen của các cặp gen hoặc cùng alen sai lệch tương tác nên kiểu gen là do từ 2 locus trở lên cấu thành giá trị kiểu gen có thể thêm 1 sai lệch do sự tương tác giữa các gen trong các locus khác nhau. Ngày nay, qua các công trình nghiên cứu đều cho thấy, các tính trạng số lượng mà phần lớn là các tính trạng có ý nghĩa kinh tế như: mức tiêu tốn thức ăn, khả năng tăng trọng… đều phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố ngoại cảnh. Điều 6 này là do các biến dị di truyền như biến dị di truyền cộng gộp, tương tác gen đem lại. Những tính trạng di truyền thấp chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện ngoại cảnh (Nguyễn Văn Thiện và cs, 1998) [33].
Đối với các tính trạng số lượng như khả năng tích luỹ nạc, các gen đồng hợp tử quyết định tính trạng này tăng lên thì khả năng tích luỹ nạc cũng tăng lên. Theo lý thuyết, ở đàn lợn thuần chủng (chủ yếu ở lợn ngoại), hầu hết có các gen quyết định khả năng tích luỹ nạc. Khi ta chọn các dòng, giống lợn có khả năng tích luỹ nạc cao cho giao phối với nhau qua nhiều thế hệ sẽ dẫn đến tăng số gen tương đồng trong dòng. Đây chính là phương pháp mà các nhà chọn giống sử dụng để cải tiến nâng cao tỷ lệ nạc ở lợn trong công tác giống hiện nay.
Cải tiến di truyền nhằm nâng cao hiệu quả chăn nuôi lợn, chủ yếu là tăng năng suất được thực hiện qua các bước: - Chọn lọc: Lựa chọn các con vật tốt để làm giống. - Hệ thống giao phối: Tổ chức giao phối giữa các con giống đã được chọn lọc. Trong quá trình lai tạo giữa các giống khác nhau thường xảy ra sự thay đổi nhanh chóng tính di truyền. Đó là những thay đổi về hình thể và sinh lý của con lai do một tổ hợp mới về di truyền được tạo ra đã làm tăng sức sống và khả năng sinh trưởng, sinh sản của đời con người ta gọi đó là ưu thế lai.
Ưu thế lai đã được Shull nhà di truyền học người Mỹ đề cập đến từ năm 1914. Sau đó vấn đề ưu thế lai được nghiên cứu và ứng dụng khá rộng rãi ở động vật và thực vật. Theo ông, ưu thế lai là tập hợp của những hiện tượng liên quan đến sức phát triển nhanh hơn, khả năng chống chịu bệnh tốt hơn và năng suất cao hơn ở thế hệ đời con so với bố mẹ. Hiện nay ở nhiều nước chăn nuôi lợn phát triển, 70 - 90% lợn nuôi thịt là lợn lai.
Chính vì vậy, ưu thế lai đang được coi là một nguồn lực sinh học để tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm chăn nuôi. Tuy nhiên, trong thực tế có khi ưu thế lai bằng không khi 7 năng suất của con lai chỉ bằng mức trung bình của lợn bố mẹ và không phải bất cứ cặp lai nào cũng đều cho ưu thế lai. Ưu thế lai không di truyền và độ lớn của ưu thế lai phụ thuộc vào hệ số di truyền của tính trạng. Các tính trạng có hệ số di truyền thấp sẽ có ưu thế lai cao và những tính trạng có hệ số di truyền cao sẽ có ưu thế lai thấp.
Để nhận được ưu thế lai tối đa, cần đảm bảo chắc chắn là con bố và con mẹ là 2 giống thuần khác nhau. Nếu con bố và con mẹ là con lai thì ưu thế lai sẽ bị giảm đi. Ở lợn có 3 loại ưu thế: Ưu thế lai của con mẹ: thể hiện đối với các cá thể đời con, rõ nhất là thời kỳ lợn con phụ thuộc vào lợn mẹ như từ khi lợn mẹ chửa cho đến khi cai sữa lợn con (các tính trạng sinh sản được cải thiện như số con sơ sinh, khối lượng toàn ổ lúc 21 ngày tuổi, khoảng cách lứa đẻ.) Chỉ tiêu số lợn con cai sữa/nái là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng. Ưu thế lai của con lai: có lợi cho chính bản thân chúng thể hiện ở tăng khối lượng, sức sống, đặc biệt là sau khi cai sữa.
Ưu thế lai của đực giống lai được tạo thành từ bố thể hiện thông qua con đực từ kết quả giao phối. Ưu thế lai của lợn đực giống được thể hiện rất hạn chế. So sánh về năng xuất sinh sản của lợn cái lai (L x LW) phối với lợn đực thuần và lợn đực lai, kiểu gen của lợn đực giống không ảnh hưởng đến số con đẻ ra và số lượng con sống đến 21 ngày tuổi, nhưng khối lượng lợn con sơ sinh của lợn đực giống lai cao hơn lợn đực giống thuần. Hiện nay phương pháp lai tạo vẫn chưa hoàn hảo vì chưa biết được, dự đoán được tổ hợp lai các cha mẹ nào cho ưu thế lai cao nhất, vì vậy phải nghiên cứu tiếp sự tương quan giữa khả năng phối hợp và ưu thế lai.
Để đạt được ưu thế lai tối đa thì nhà chọn tạo và lai giống cần tối ưu hóa các yếu tố để tạo cơ sở khoa học cho tăng năng suất chăn nuôi. Thông thường ưu thế lai chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau: 8 * Tổ hợp lai: Ưu thế lai đặc trưng cho mỗi tổ hợp lai. Theo Trần Kim Anh (2000) [1], ưu thế lai của mẹ có lợi cho đời con, ưu thế lai của lợn nái ảnh hưởng đến số con/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 thể hiện tính hăng của con đực, kết quả phối giống, tỷ lệ thụ thai. Khi lai hai giống, số lợn con cai sữa/nái/năm tăng 5 - 10%, khi lai 3 giống hoặc lai trở ngược số lợn con cai sữa/nái/năm tăng tới 10 - 15%, số con cai sữa/ổ nhiều hơn 1,0 - 1,5 con và khối lượng cai sữa/con tăng được 1 kg ở 28 ngày tuổi so với giống thuần (Colin, 1998) [47]. * 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 các tính trạng này, so với chọn lọc, lai giống là một biện pháp nhanh hơn, 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 9%, ưu thế lai của mẹ là 11%; khối lượng cả ổ ở 21 ngày tuổi có ưu thế lai cá thể 12%; ưu thế lai của mẹ 18% (Richard, 2000) [69]. * Sự khác biệt giữa bố và mẹ: Ưu thế lai phụ thuộc vào sự khác biệt giữa hai giống đem lai, hai giống càng khác biệt với nhau về di truyền bao nhiêu thì ưu thế lai thu được khi lai giữa chúng càng lớn bấy nhiêu. Thông thường thì các giống có nguồn gốc 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 ngoại cảnh. Có nhiều yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến gia súc, cũng như ảnh hưởng đến biểu hiện của ưu thế lai.