CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học Trong công tác chọn lọc giống vật nuôi để đạt kết quả tốt, trước hết cần có những kiến thức cơ bản về di truyền, đặc biệt là bản chất của di truyền và ưu thế lai của từng tính trạng. Bản chất sinh học của mỗi giống vật nuôi đều được thể hiện qua kiểu hình đặc trưng riêng của nó. Kiểu gen, dưới tác động của các nhân tố môi trường cụ thể sẽ biểu hiện thành kiểu hình tương ứng của vật nuôi đó. Tính trạng số lượng Tính trạng số lượng là những tính trạng được qui định bởi nhiều cặp gen có hiệu ứng nhỏ nhất định (minorgen), 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 (polygene). Các yếu tố ảnh hưởng tới tính trạng số lượng - Giá trị kiểu hình(P) của bất kỳ tính trạng số lượng nào, cũng có thể phân chia thành giá trị kiểu gen (G) và sai lệch môi trường (E). Giá trị kiểu hình (P) được biểu thị như sau: P=G+E P: Giá trị kiểu hình (Phenotypic value) G: Giá trị kiểu gen (Genotypic value) E: Sai lệch môi trường (Environmental deviation) - Giá trị kiểu gen (G): Giá trị kiểu gen của tính trạng số lượng do nhiều cặp gen qui định. Tùy 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 át gen I (Interaction deviation hoÆc Epistatic deviation) n 4 G=A+D+I A: Giá trị cộng gộp D: Sai lệch trội I: Sai lệch át gen - 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.
- Giá trị giống là thành phần quan trọng của kiểu gen vì nó cố định và có thể di truyền được cho thế hệ sau. - Sai lệch trội (D): Là sai lệch được 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. - 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 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: P = A + D + I + Eg + Es. Vậy 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 chon lọc. + Tác động vào các hiệu ứng trội (D) và át gen (I) bằng cách phối giống tạp giao.3 Hệ số di truyền Giá trị của hệ số di truyền cho ta một khái niệm về mức tiến triển có thể đạt được khi tiến hành chọn lọc với một tính trạng nhất định.
Theo Nguyễn Văn Thiện (1995) [25], các tính trạng có hệ số di truyền thấp hiệu quả chọn lọc sẽ thấp, hiệu quả lai giống lại cao. Ngược lại, các tính trạng có hệ số di truyền cao, hiệu quả chọn lọc sẽ cao nhưng hiệu quả lai giống thấp. Sau đây là hệ số di truyền của một số tính trạng năng suất sinh sản của lợn. Tính trạng h2 Số con đẻ ra 0,13 Số con cai sữa/ổ 0,12 Khối lượng lợn trung bình sơ sinh 0,05 Khối lượng lợn trung bình cai sữa 0,17 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. Lai giống làm cho kiểu gen đồng hợp tử của thế hệ sau giảm đi, cùng tần số kiểu gen dị hợp tử của thế hệ sau tăng lên. Lai giống là phương pháp làm biến đổi di truyền của quần thể gia súc.
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 (theo Nguyễn Hải Quân và cs, 1995) [17]. 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. n 6 - Thuyết siêu trội: Mỗi alen trong một locus sẽ thực hiện chức năng riêng của mình, ở trạng thái dị hợp tử thì cả hai chức năng này đồng thời được biểu lộ.
Theo Dickerson (1974) [31], khi lai giữa hai giống thì con lai chỉ có ưu thế lai cá thể. Khi lai 3 giống, nếu dùng đực giống thuần giao phối với nái lai, con lai có cả ưu thế lai cá thể và ưu thế lai của mẹ, do mẹ là con lai F1. - Tương tác gen: Tương tác gen trong cùng một locus dẫn tới hiện tượng trội không hoàn toàn. Cơ sở thống kê của ưu thế lai Cơ sở thống kê của ưu thế lai do Falconer đưa ra năm 1964 Ưu thế lai ở F1: HF1 = dy2 Trong đó: d là giá trị của kiểu gen dị hợp Y là sai khác về tần số gen giữa hai quần thể bố, mẹ.
Ưu thế lai sinh ra bởi ảnh hưởng đồng thời của tất cả các giái trị riêng rẽ của từng locus: H F1 = ∑ dy 2 Như vậy, ưu thế lai ở F1 phụ thuộc vào giá trị của các kiểu gen dị hợp và sự khác biệt giữa hai quần thể. Cơ sở thống kê này cho phép tính toán được ưu thế lai ở các thế hệ lai khác nhau. Ưu thế lai ở F2: HF2 = 1/2dy2, do đó HF2 = 1/2 HF1. Theo Falconer (1993) [32], ưu thế lai ở F1, F2 có thể phức tạp do ảnh hưởng của mẹ.
Các ảnh hưởng này chỉ có thể xuất hiện tức thời, xong cũng có thể kéo dài suốt đời con vật và được thể hiện ở nhiều cơ chế sinh học khác nhau. Theo Đặng Vũ Bình (2002) [2], có 5 loại ảnh hưởng của mẹ. - Ảnh hưởng của nguyên sinh chất nhưng không phải là AND ngoài nhận. - Ảnh hưởng của nguyên sinh chất do AND ngoài nhân.
- Ảnh hưởng của mẹ trong giai đoạn trước khi đẻ. - Ảnh hưởng của mẹ thông qua sự truyền kháng thể từ mẹ sang con. n 7 - Ảnh hưởng của mẹ sau khi sinh Đến tính toán ưu thế lai đối với một số tính trạng nhất định từ các giá trị trung bình của đời con và giá trị trung bình của bố mẹ, Minkema (1974) đã đưa ra công thức sau: 1 1 (BA+AB) – (AA + BB) 2 2 H(%) = × 100 1 (AA + BB) 2 Trong đó, H: ưu thế lai; BA: F1(bố B, mẹ A); AB:F1(bố A, mẹ B); AA: bố A, mẹ A; BB: bố B, mẹ B. - Các yếu tố ảnh hưởng đến ưu thế lai: - Công thức lai: Ưu thế lai đặc trung cho mỗi tổ hợp lai, mức độ ưu thế lai đạt được có tính cách riêng biệt cho từng cặp lai cụ thể.
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 sinh trưởng và sức sống của lợn con. 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 lại 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 1kg ở 28 ngày tuổi so với giống thuần (Colin T. - Tính trạng: Ưu thế lai phụ thuộc vào các 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 có khả năng nuôi sống và khả năng sinh sản có ưu thế lai cao nhất. 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 n 8 cá thể 9%, ưu thế lai của mẹ là11%; Khối lượng con/ổ ở 21 ngày tuổi có ưu thế lai cá thể 12%; ưu thế lai của mẹ 18% (Richard, 2000) [50]. 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.
- Ưu thế lai ở lợn mẹ: Có lợi cho các cá thể ở đời con là ưu thế lai quan trọng nhất bởi năng suất 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 tăng khối lượng, sức sống, đặc biệt là sau cai sữa. - Ưu thế lai về đực giống: 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. Sinh lý sinh sản Sự sinh sản là một quá trình sinh lý hết sức phức tạp của cơ thể động vật, nhằm duy trì nòi giống và đảm bảo cho sự tiến hóa của sinh vật đồng thời là chức năng tái sản xuất của gia súc, gia cầm nói chung và của lợn nói riêng.1 Tính thành thục Một cơ thể thành thục về tính, khi bộ máy sinh dục phát triển tương đối hoàn thiện.
Dưới tác dụng của thần kinh, nội tiết tố, con vật xuất hiện những hiện tượng của hưng phấn sinh dục, khi đó các noãn bao chín và tế bào trứng dụng.