Mỗi một giống đều duy trì đặc điểm đặc biệt và có thể cạnh tranh trong thị trường chuyên biệt, nhưng chúng thiếu năng suất sữa của bò Holstein hoặc sinh sản tốt và hàm lượng vật chất khô
Trang 1MỤC TIÊU HỌC TẬP
Khi các bạn hoàn thành tuần học này, bạn sẽ có thể:
1 Biết các giống bò sữa chính và các giống sử dụng để lai
2 Hiểu làm thế nào để đánh giá di truyền của đực giống
3 Hiểu rõ dòng bò sữa được lựa chọn bởi người chăn nuôi
4 Hiểu được chỉ số lựa chọn kinh tế
5 Đánh giá được sự thay đổi của bò sữa Mỹ và Việt Nam trong nửa thế kỷ qua như thế nào
6 Biết những yếu tố thúc đẩy tốc độ thay đổi di truyền
7 Đánh giá được vai trò của công nghệ như thụ tinh nhân tạo và thử nghiệm di truyền (genomic testing) trong việc cải thiện giống bò sữa
Glossary
Breed (cattle): a strain of cattle where distinguishing characteristics have been developed
and maintained by the genetic selection efforts of cattle breeders
Calving: a common term used by dairy farmers that indicates a cow is giving birth.
Conception rate: the percentage of cows and/or heifers that become pregnant after
insemination
Culling rate: the percentage of cows that are sold for slaughter from a farm over a period
of time (typically one year) Often loosely used to indicate the herd turnover rate (see herd turnover rate)
Dam: mother
DHI: Dairy Herd Information DHI testing typically involves weighing how much milk a
cow produces one day per month, testing the milk for percentages of fat and protein,
Trang 2determining milk somatic cell count, and recording pedigrees, calving dates, and culling information
Dry cow: Cows that have completed a lactation cycle and are not giving milk currently.
They are preparing to give birth again (typically within 2 months) and restart the lactation cycle
Genetic lag: the difference in genetic merit between herds that develop genetically elite
cattle and commercial herds that purchase semen from the elite seed-stock herds
Genetic progress (genetic change): the amount of change a population experiences over a
period of time due to genetic selection
Heifer: young female cattle that have not yet given birth and begun lactating.
Herd turnover rate: the percentage of cows that leave a farm over a period of time
(typically one year) for any reason This includes cows sold to other farms, sold for slaughter, or that die on the farm
Lactating cow: a cow that has given birth and is currently producing milk.
Pregnancy rate: the percentage of cows that become pregnant during a 21-day estrus
cycle
PTA: Predicted transmitting ability The difference in performance of a bull’s or cow’s
progeny compared with a base population
Sire: father
SNP: Single Nucleotide Polymorphism SNPs are single base pair DNA mutations.
GIỐNG VÀ DI TRUYỀN TRONG CHĂN NUÔI BÒ SỮA
Chào mừng các bạn đến với bài giảng giống và di truyền bò sữa! Tuần này, bạn sẽ tìm hiểu
về sự tiến bộ di truyền ở bò sữa - Chúng ta sẽ kiểm tra quá trình tạo ra các đánh giá di
Trang 3truyền và thảo luận về những giống bò sữa khác nhau mà người chăn nuôi quan tâm Chúng
ta sẽ xem bò sữa đã thay đổi trong nửa thế kỷ qua như thế nào và công nghệ gen đang được đưa vào chương trình chọn lọc di truyền như thế nào Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách giới thiệu các giống khác nhau của bò sữa và đặc điểm của chúng
Giống bò sữa phổ biến nhất là bò sữa Holstein màu đen và trắng Chúng có nguồn gốc từ
Hà Lan và lần đầu tiên đến Hoa Kỳ vào năm 1850 Chúng chiếm gần 85% số lượng bò sữa của Mỹ và rất phổ biến bởi vì chúng là giống bò sữa cao sản nhất trên thế giới Bò Holstein thường sản xuất khoảng 11.140 kg sữa mỗi năm 3,7% sữa bò Holstein là chất béo, và 3.1%
là protein Holstein cũng là bò sữa lớn con và nặng khoảng 680 kg lúc trưởng thành
Bò Jersey nhỏ con là giống bò sữa có số lượng nhiều thứ 2 tại Mỹ, 10% tổng đàn bò sữa, và con số này ngày càng tăng Bò Jersey có nguồn gốc từ đảo Jersey của vùng Normandy của nước Pháp Hàm lượng vật chất khô trong sữa cao với 4,8% chất béo và 3,65% protein Sản lượng sữa trung bình khoảng 8.100 kg sữa mỗi năm ở Mỹ Chúng được xem là hiệu quả hơn vì sản xuất được nhiều sữa từ một bộ khung nhỏ Một con bò trưởng thành Jersey nặng khoảng 450 kg Chúng cũng là những con bò sinh sản tốt, chúng sinh bê nhỏ và sinh dễ dàng hơn so với bò Holstein
Bò Brown Swiss có kích thước tương đương bò Holstein Chúng sản xuất khoảng 8.400
kg sữa mỗi năm, ít hơn Holstein, nhưng sữa bò Brown Swiss có hàm lượng VCK cao với 4,2% chất béo và 3,4% protein Chúng là giống bò sữa nuôi nhiều thứ 3 tại Mỹ, nhưng chỉ
có khoảng 1% bò sữa Hoa Kỳ là Brown Swiss Bò Brown Swiss có hành vi độc đáo khi so sánh với các giống bò khác Chúng nói chung là bình tĩnh và thân thiện, nhưng bê của chúng rất khó tập luyện Nhiều trang trại nuôi bê từ bình bú một vài ngày sau khi được sinh ra, và sau đó huấn luyện bê uống từ xô Nó có thể mất vài tuần để một con bê Brown Swiss học để uống từ xô Đây không phải là một vấn đề lớn đối với các nhà chăn nuôi bò Brown Swiss vì họ đã thiết kế hệ thống quản lý bê Brown Swiss với vấn đề này trong tâm trí, nhưng nó có thể là một rắc rối cho người chăn nuôi bò giống khác Chúng ta không mất nhiều kinh nghiệm để nuôi một con bê Holstein!
Trang 4Các giống bò sữa truyền thống còn lại ở Hoa Kỳ là Ayrshire, Guernsey, và Milking Shorthorn Nói chung, chúng chiếm khoảng 1% tổng đàn bò sữa Hoa Kỳ Mỗi một giống đều duy trì đặc điểm đặc biệt và có thể cạnh tranh trong thị trường chuyên biệt, nhưng chúng thiếu năng suất sữa của bò Holstein hoặc sinh sản tốt và hàm lượng vật chất khô cao của bò Jersey để được cạnh tranh trong một hệ thống sản xuất công nghiệp
Bò lai Bò lai là bò được sinh ra trong quá trình lai kết hợp của hai hay nhiều giống Ở Việt Nam, bò sữa được nuôi chủ yếu là bò lai, bò thuần giống HF được nuôi ở một số ít công ty như Vinamilk, THmilk Trong một số trường hợp, người nông dân có bò lai vì họ đang chuyển sang một giống bò khác Ví dụ, nếu tôi có bò Holstein và tôi muốn Jersey, tôi có hai
sự lựa chọn Tôi có thể đi mua bò Jersey, hoặc tôi có thể cho bò Holstein của tôi lai với bò Jersey và tiếp tục nuôi những con cháu trở lại Jersey
Tôi cũng chỉ có thể quyết định rằng tôi muốn bò sữa lai Phép lai cho phép tôi kết hợp các đặc điểm tốt của nhiều giống và tận dụng lợi thế của ưu thế lai Tại trường ĐH Penn State, họ đã tiến hành một thử nghiệm nghiên cứu kiểm tra những bò Brown Swiss bởi Holstein qua trang trại bò sữa thương mại Những con bò Holstein thuần sản xuất 326 kg protein mỗi chu kỳ Các bò Brown Swiss thuần sản xuất ít hơn, 314 kg protein Tuy nhiên, các con lai thực sự sản xuất tốt hơn Holstein thuần hoặc Brown Swiss thuần đạt
340 kg protein Sự tăng protein này là do ưu thế lai
Trong thập kỷ qua, ở Hoa Kỳ họ cũng đã bắt đầu nhập khẩu tinh bò sữa từ giống ngoại cho lai với bò Holstein Những giống bò sữa phổ biến nhất nhập khẩu là hai giống từ Scandinavia - Norwegian Red and Swedish Red - và giống Montbeliarde từ Pháp Các giống Norwegian Red and Swedish Red được biết đến vì có sức khỏe tuyệt vời, khả năng sinh sản tốt và hàm lượng chất béo và protein trong sữa cao Con lai của Montbeliarde với Holstein cũng có khả năng sinh sản tuyệt vời và năng suất sữa cao
Trong khi phép lai có nhiều ưu điểm, có một số thách thức bao gồm cả việc xác định những giống nào cho giao phối với bò lai của bạn Hầu hết các nhà di truyền học đề nghị một vòng xoay ba giống
Trang 5Bây giờ bạn có khái niệm về những giống bò sữa khác nhau, chúng ta sẽ di chuyển sự chú
ý của chúng ta sang đánh giá di truyền trong bài học kế tiếp
ĐÁNH GIÁ DI TRUYỀN
Trong bài học hôm nay, chúng ta sẽ chuyển sự chú ý của chúng ta sang chủ đề đánh giá di truyền bò đực giống Như chúng ta sẽ thảo luận sau trong khóa học, đã có rất nhiều sự thay đổi di truyền ở bò sữa trong nửa thế kỷ qua Thụ tinh nhân tạo cho bò sữa với tinh trùng của những bò đực giống ưu tú đã tạo động lực chính cho sự thay đổi di truyền trong ngành công nghiệp sữa
Thụ tinh nhân tạo (Artificial Insemination – AI) bắt đầu phát triển trong những năm 1940 Những con bê đực được sinh từ bò sữa ưu tú được mua bởi các công ty AI, hoặc trại bò đực giống Họ thu thập tinh dịch từ bò đực khi chúng được một năm tuổi hoặc lớn hơn và tinh dịch được đóng gói và bán cho nông dân trên toàn thế giới Tại Hoa Kỳ, khoảng 23 triệu liều tinh đã được bán trong năm 2014 Họ cũng xuất khẩu khoảng 20 triệu liều tinh bò sữa sang các quốc gia khác Khoảng 80% số bò sữa được sinh ra bằng AI tại Hoa Kỳ dựa trên thống kê bán tinh
Có một số lợi thế cho người chăn nuôi bò sữa khi sử dụng AI thay vì nuôi bò đực giống Đầu tiên, bò đực rất nguy hiểm và có những câu chuyện rằng: người chăn nuôi hoặc các thành viên gia đình của họ bị giết bởi bò đực giống mỗi năm Một lợi thế lớn khác là người chăn nuôi có thể mua tinh dịch từ những con bò đực giống tốt nhất thế giới Điều này cho phép người chăn nuôi có thể nâng cao giá trị di truyền của đàn bò sữa của mình lên nhanh chóng
Hãy xem xét một con bò đực giống được đặt tên TOYSTORY Bò đực giống này là bò sản xuất nhiều tinh dịch nhất mọi thời đại - nó đã sản xuất hơn 2 triệu liều tinh dịch! Điều đó không có nghĩa là nó là con bò đực giống tốt nhất mọi thời đại, nhưng rõ ràng nó là một con bò giống rất tốt mà đã sản xuất với khối lượng lớn tinh dịch và đã sống một thời gian
Trang 6dài (2001 - 2014) Trước khi chúng ta nhìn vào đánh giá di truyền của Toystory, tôi muốn nói về cách họ thu thập dữ liệu về con gái của bò đực giống như Toystory
Nhiều trang trại trên toàn thế giới đã tham gia vào chương trình thử nghiệm sữa Cấu trúc của các chương trình này có thể khác nhau ở mức độ nào, nhưng thường là có một kỹ thuật viên thăm nông trại của bạn để ghi lại sản lượng sữa mỗi con bò cho hằng tháng Một mẫu sữa được gửi đến phòng thí nghiệm để xác định chất béo sữa, protein sữa, và các thành phần khác của sữa Nông dân sử dụng dữ liệu này để đưa ra các quyết định liên quan đến việc họ sẽ tiếp tục nuôi con bò nào và sẽ loại thải con bò nào và xác định nhu cầu dinh dưỡng của bò Các thông tin này cũng sẽ giúp xác định con bò mà có thể có vấn
đề về sức khỏe tiềm ẩn, và được sử dụng cho nhiều quyết định khác
Toystory có hơn 140.000 con gái trên toàn thế giới trong một chương trình thử nghiệm sữa từ trên 28.000 đàn Hơn 42.000 con gái của nó đang ở Hoa Kỳ Ý, Pháp, Đức, Nhật Bản và Tây Ban Nha cũng có hơn 10.000 con gái của Toystory Không phải tất cả các đàn
có tham gia thử nghiệm sữa vì vậy chúng tôi không biết có bao nhiêu con gái Toystory tất
cả, nhưng có khả năng hơn 200.000 con
Bởi vì nó có rất nhiều con gái trong một chương trình thử nghiệm sữa nên họ có một đánh giá rất chính xác về giá trị di truyền của Toystory cho sản xuất sữa Họ trình bày giá trị di truyền như một Khả năng dự đoán di truyền (Predicted Transmitting Ability – PTA) PTA cho biết sự khác biệt bao nhiêu của các tính trạng cho sữa của con gái của một con
bò dự kiến sẽ đi chệch khỏi quần thể Con gái của Toystory sản xuất 222 kg sữa nhiều hơn mức trung bình của bò Holstein Mỹ mỗi năm Các bò Holstein điển hình sản xuất khoảng 11137 kg sữa mỗi năm Điều này có nghĩa là con gái của Toystory sản xuất 11359
kg sữa mỗi năm Các con gái của Toystory có hàm lượng chất béo trong sữa thấp hơn một chút so với mức trung bình với một PTA của -0.02% Nếu sữa bò bình quân là 3,7% chất béo, con gái của Toystory sẽ được dự kiến sẽ có 3,68%
Đặc điểm sản lượng sữa không phải là thứ duy nhất họ đánh giá Họ cũng đánh giá tuổi thọ, hoặc một con bò sống được bao lâu Điều này được gọi là đời sống sản xuất, và con gái của Toystory sống ít hơn trung bình 1,7 tháng Điều này phần lớn là do khả năng sinh
Trang 7sản kém Các mẫu sữa đó cho chúng ta biết bao nhiêu chất béo và protein trong sữa, cũng
có thể được đánh giá về số lượng tế bào soma Nếu một con bò bị nhiễm trùng vú, hoặc viêm vú, các tế bào máu trắng xâm nhập vào bầu vú để chống lại nhiễm trùng Điều này gây ra tăng số lượng tế bào soma, và con bò đực với các con gái có tế bào soma cao dễ bị viêm vú Số tế bào soma trung bình của các con gái Toystory cao hơn số trung bình của tổng đàn, cho thấy chúng nhiều khả năng có viêm vú
Vận động cũng là một đặc điểm lớn liên quan đến khả năng sinh sản Con gái của Toystory có chỉ số sinh khó là 6,9% và chết lưu 7.1%
Nếu chúng ta đã từng đến hội chợ và xem chương trình trình diễn bò sữa, chúng ta biết rằng có rất nhiều đặc điểm chọn giống mà người chăn nuôi đánh giá Những đặc điểm này được bao gồm trong một đánh giá di truyền Con gái của Toystory cao hơn và góc cạnh hơn, hoặc mỏng hơn, so với trung bình Bầu vú của con gái của Toystory thường được xem là đẹp và có gắn trước mạnh và núm vú được đặt gần nhau trên sàn bầu vú chứ không phải là quá xa bên ngoài của bầu vú Chúng ta cũng đánh giá tính hợp lý của bàn chân và chân của bò sữa để tuyển chọn giống, và con gái của Toystory được coi là tốt hơn một chút so với mức trung bình
Chúng ta đã tập trung vào đánh giá đực giống, nhưng chúng ta đánh giá các đặc tính tương tự cho bò và bê Đánh giá bò và bê ít chính xác bởi vì chúng ta không có hàng ngàn con gái để đánh giá Tuy nhiên, chúng ta sử dụng thông tin phả hệ, hồ sơ của riêng của một con bò, và các marker di truyền để ước tính giá trị di truyền cho con cái và những đánh giá này là quan trọng đối với tiến bộ di truyền
CHỌN GIỐNG
Có lẽ đối với bò sữa, nông dân chỉ cần chọn bò sữa nào cho nhiều sữa hơn và nhiều sữa hơn nữa Làm thế nào để chúng ta có thể tổng hợp tất cả các yếu tố, đặc điểm khác nhau cùng một lúc?
Trang 8Hầu hết các quyết định chọn lọc di truyền đều được định hướng theo hiệu quả kinh tế, vì chăn nuôi bò sữa là rất tốn kém Một trang trại cần phải tạo ra nhiều tiền hơn chi phí duy trì, giống như bất kỳ doanh nghiệp khác
Các doanh thu chính từ bò sữa là sữa - và quan trọng hơn, các thành phần của sữa như chất béo và protein thế hệ con cháu của một con bò là một nguồn thu quan trọng, như là sản xuất thịt
Về mặt chi phí, thức ăn chăn nuôi là chi phí lớn nhất Chi phí nuôi bò tơ, chi phí thú y và chi phí chăn nuôi cũng được xem xét trong các công thức chọn lọc di truyền
Để xác định bò sẽ cho con giống hiệu quả nhất về kinh tế, chúng ta gán giá trị kinh tế với các tính trạng Các nhà khoa học từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ sản xuất một số chọn lọc gọi
là Lifetime Net Merit index Lifetime Net Merit index của một đực giống đại diện cho doanh thu dự kiến rằng con gái mình sẽ kiếm được trong suốt cuộc đời của họ khi so sánh với các con gái của một con bò trung bình Điều này có nghĩa rằng dưới con bò trung bình
sẽ có một giá trị âm cho Lifetime Net Merit index
Giá trị của một pound protein được dự báo dựa trên giá trong vài năm qua Giá trị này thay đổi đối với các khu vực khác nhau của đất nước dựa trên cách sữa được sử dụng Tây Nam Hoa Kỳ, phần lớn sữa được làm thành pho mát nên protein là thành phần có giá trị nhất của sữa Ở phía Đông Nam, một tỷ lệ lớn của sữa được bán cho thị trường chất lỏng và
nông dân không thực sự trả tiền cho protein của họ Khi xem xét tất cả các thị trường khác nhau tại Hoa Kỳ, giá trị của một pound protein được dự báo là 2,48 $ trong những năm tới Tuy nhiên, sản xuất, chất đạm bổ sung cần có con bò để ăn khoảng 90 cent thức ăn hơn và chịu và thêm 9 cent hay như vậy về chi phí y tế liên quan, kết quả là 1,49 $ doanh thu thuần cho mỗi pound protein PTA protein được thể hiện trên một cơ sở cho mỗi con bú và Holstein bò điển hình có 2,78 chu kỳ sữa, do đó, một sự gia tăng 1 pound tương đương với 4,14 $ trong đời chỉ số công đức thuần của USDA Biến thể để trọn đời khen Net đang làm cho thị trường sữa cụ thể hoặc các hệ thống sản xuất Có một đời phô mai chỉ số công đức
mà các giá trị protein PTA tại $ 5,86 cho mỗi pound, một chỉ số công đức dịch với protein PTA trị giá $ 0, và một chỉ số chăn thả bằng khen với protein PTA trị giá $ 3,92 cho mỗi pound
Trang 9Hãy nhìn lại những Toystory bò Nhớ lại rằng PTA của mình đối với sản lượng protein là
14 bảng Anh Với 1 pound tương đương với 4,14 $, con gái của ông dự kiến sẽ sản xuất khoảng $ 58 pound protein nhiều hơn trong cuộc sống của họ hơn là của một con bò điển hình ở hầu hết các thị trường sữa
Trong bảng này là tất cả các đặc điểm đó có giá trị kinh tế tích cực trong đời chỉ số công đức thuần Như bạn có thể thấy, chúng tôi thiên về con bò sản xuất một loại protein rất nhiều, rất nhiều chất béo vì chúng ta yêu kem, bò mà có tuổi thọ lâu hơn, có thể cấu tạo vú đúng đắn và chân âm và chân, mà là màu mỡ, và cung cấp cho sinh bê dễ dàng
Trong bảng này được liệt kê những đặc điểm đó có giá trị kinh tế tiêu cực Nó có thể bạn ngạc nhiên khi thấy sữa có giá trị kinh tế tiêu cực nhẹ Hãy nhớ rằng chúng tôi đã đưa ra một trọng tâm tích cực đến hai thành phần có giá trị nhất của sữa - chất béo và protein Những gì còn lại sau khi chúng tôi đưa ra các chất béo và protein? Chủ yếu là nước, và nông dân được tính phí cho vận chuyển nước từ trang trại của mình để các nhà máy chế biến Chúng tôi vẫn kỳ vọng sản lượng sữa tăng lên theo thời gian bởi vì sữa có tương quan thuận với protein và năng suất chất béo Có gì trọng lượng tiêu cực sẽ làm là khuyến khích lựa chọn sữa với nồng độ cao của chất béo và protein
Mức độ cao của các tế bào soma trong chất lượng pho mát sữa suy thoái, rút ngắn thời hạn
sử dụng cửa hàng tạp hóa của sữa, và được liên kết với nhiễm trùng vú, vì vậy điểm của tế bào soma là trọng âm
Cuối cùng, bò lớn ăn nhiều hơn con bò nhỏ Sự gia tăng dẫn đến chi phí thức ăn là quá đủ
để bù đắp doanh thu thịt bò tăng từ con bò lớn hơn Điều này dẫn đến một trọng lượng tiêu cực về kích thước cơ thể
Biểu đồ này cho thấy tầm quan trọng tương đối ở mỗi tính trạng sau khi điều chỉnh quy mô đặc điểm khác nhau Chúng tôi đặt 44 phần trăm của sự nhấn mạnh của chúng tôi được sản lượng chất béo cộng với protein, và khoảng 1 phần trăm của sự nhấn mạnh của chúng tôi là hướng tới sản lượng sữa thấp hơn Còn đàn-cuộc sống là trọng yếu với 19 phần trăm của sự nhấn mạnh của chúng tôi vào đời sống sản xuất Khi chúng tôi thêm sự nhấn mạnh vào điểm của tế bào soma và bầu vú với nhau, chúng tôi đặt rất nhiều nhấn mạnh, 15 phần trăm,
Trang 10trên kháng viêm vú sinh sản thành công cũng là trọng 15 phần trăm và bao gồm những đặc điểm sinh sản và khả năng đẻ
Chỉ số giúp đỡ để chỉ đơn giản là chúng tôi quá trình lựa chọn khá một chút Thay vì phải quyết định con bò là tốt nhất dựa trên thứ hạng của mình cho 40 hoặc nhiều tính trạng, chúng ta có thể xếp chúng vào 1 số chỉ số lựa chọn kinh tế cũng giúp đảm bảo rằng chúng tôi đang nhấn mạnh những đặc điểm về kinh tế quan trọng nhất
Các chỉ số kinh tế công đức mà tôi đã thảo luận không phải là chỉ số duy nhất có sẵn các hiệp hội giống và các công ty di truyền có chỉ số riêng của họ mà là rất phổ biến và phù hợp với những gì các thành viên của họ cao nhất giá trị các hiệp hội giống cung cấp cho rất nhiều trọng lượng với những gì họ nghĩ rằng sẽ làm giống cụ thể của họ cạnh tranh hơn trong tương lai Biểu đồ này nêu bật một số sự khác biệt giữa các chỉ số Các hiệp hội giống
có xu hướng tập trung nhiều hơn một chút về sản lượng protein và cấu tạo với một chút ít
về đời sống sản xuất và sản lượng chất béo Mặc dù có nhiều chỉ mục lựa chọn, hầu hết có
xu hướng để xếp hạng bò khá tương tự với một vài trường hợp ngoại lệ
Trends in Genetics
Today, I want to take a historical look at how we’ve changed our cows and discuss why
we were able to generate such change
The Council on Dairy Cattle Breeding does a terrific job tracking how cows have changed over time in the United States The average milk yields of Holstein, Jersey and Brown Swiss cows are shown in our chart In most instances, a cow will have a calf, milk for approximately 10 to 12 months, and then enter a non-lactating, or dry, period before the cycle begins again These yields are what we expect a mature cow to produce over a
10 month lactation cycle Milk yield has essentially doubled over the last half century Keep in mind that selection for milk yield began long before 1960 Beef breeds, such as Angus, have not been heavily selected for higher milk yield and only produce enough milk to feed their calves They typically produce less than half of what was expected of Jersey cows way back in 1960
The trends in the previous graph demonstrate the combined effects of genetics,