Nghiên cứu chọn lọc tính trạng số con sơ sinh sốngổ đối với nhóm lợn MC3000, khả năng tăng khối lượng và tỷ lệ nạc đối với nhóm lợn MC15

Nhờ sự hỗ trợ của ch-ơng trình l-u giữ quỹ gen và giữ giống gốc, những công trình khoa học thuộc đề tài trọng điểm cấp Bộ “Nghiên cứu chọn lọc hai nhóm Móng Cái cao sản làm nguyên liệu t

bộ giáo dục và đào tạo Bộ nông nghiệp và pTNT

Viện chăn nuôi

Giang Hồng Tuyến

Nghiên cứu chọn lọc tính trạng số con sơ sinh sống/ổ

luận án tiến sỹ Nông nghiệp

Hà Nội - 2008

bộ giáo dục và đào tạo Bộ nông nghiệp và pTNT

Viện chăn nuôi

Giang Hồng Tuyến

Nghiên cứu chọn lọc tính trạng số con sơ sinh sống/ổ

Hà Nội - 2008

lời cam đoan

- Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và ch-a hề đ-ợc sử dụng để bảo vệ bất kỳ một học vị nào

- Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án này

đã đ-ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đã đ-ợc chỉ rõ nguồn gốc

Nghiên cứu sinh

Giang Hồng Tuyến

lời cảm ơn

Trong quá trình hoàn thành luận án tôi luôn nhận đ-ợc sự giúp

đỡ tận tình của các giáo s-, tiến sĩ, các thày cô giáo và các nhà khoa học Viện Chăn Nuôi và tr-ờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của hai thầy h-ớng dẫn khoa học, PGS.TS Nguyễn Văn Đức, tr-ởng Bộ môn Di truyền Giống Vật nuôi - Viện Chăn Nuôi và PGS TS Đinh Văn Chỉnh, phó hiệu tr-ởng tr-ờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội

Tôi cũng luôn nhận đ-ợc sự giúp đỡ quý báu của ban lãnh đạo Viện Chăn Nuôi, nơi tôi đã làm việc và đ-ợc đào tạo tại đây và ban lãnh đạo tr-ờng Đại Học Dân lập Hải Phòng, nơi tôi đang công tác

Trong quá trình làm nghiên cứu sinh tôi luôn nhận đ-ợc sự giúp đỡ của ban lãnh đạo và cán bộ, công nhân viên trại lợn Móng Cái - Công ty Chăn nuôi Hải Phòng, ban lãnh đạo Phòng Nông nghiệp và PTNT thị xã Lào Cai và các hộ chăn nuôi lợn Móng Cái tỉnh Lào Cai; sự động viên, giúp đỡ về mọi mặt của gia đình và bạn bè đồng nghiệp

Nhân dịp này tôi xin đ-ợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đối với sự quan tâm, giúp đỡ, động viên quý báu đó

Hà Nội, ngày 16 tháng 10 năm 2008

Nghiên cứu sinh

Giang Hồng Tuyến

mục lục

Mở đầu

1

Tính cấp thiết của đề tài ………

1 2 Mục tiêu của đề tài ………

4 3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ………

4 3.1 ý nghĩa khoa học ……… ……

4 3.2 ý nghĩa thực tiễn ……… ……

5 4 Những đóng góp mới của luận án ………

5 Ch-ơng 1 Tổng Quan 1.1 Cơ sở khoa học ……… 6

1.1.1 Các ph-ơng pháp chọn lọc gia súc giống ……… 6

1.1.1.1 Chọn lọc cá thể ……… 6

1.1.1.2 Chọn lọc lần l-ợt ……… 6

1.1.1.3 Loại thải độc lập ……… 7

1.1.1.4 Chỉ số chọn lọc ……… 7

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài n-ớc ……… 29

1.2.1 Các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối

1.2.1.1 Các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng số con sơ sinh sống/ổ ……… 29

1.2.1.2 Các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng khả năng tăng khối l-ợng ……… 30

1.2.1.3 Các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng tỷ lệ nạc ……… 32

1.2.2 Các tính trạng kinh tế quan trọng của ngành chăn nuôi lợn ……… 33

1.2.2.1 Số con sơ sinh sống/ổ ……… 33

1.2.2.2 Khả năng tăng khối l-ợng ……… 34

1.2.2.3 Tỷ lệ nạc ……… 34

1.2.3 Các tham số di truyền ……… 35

1.2.3.1 Hệ số di truyền ……… 35

1.2.3.2 Giá trị giống về tính trạng số con sơ sinh sống/ổ ……… 36

1.2.4 Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền ……… 38

1.2.4.1 Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền về số con sơ sinh sống/ổ ……… 38

1.2.4.2 Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền về khả năng tăng khối l-ợng …… 39

1.2.4.3 Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền về tỷ lệ nạc ……… 40

Ch-ơng 2 Đối t-ợng, nội dung và ph-ơng pháp nghiên cứu 2.1 Đối t-ợng, thời gian và địa điểm nghiên cứu ……… 41

2.1.1 Đối t-ợng nghiên cứu ……… 41

2.1.2 Thời gian nghiên cứu ……… 42

2.1.3 Địa điểm nghiên cứu ……….……

42 2.2 Nội dung nghiên cứu ……… 42

2.3 Ph-ơng pháp nghiên cứu ……… 43

2.3.1 Bố trí thí nghiệm……… 43

2.3.1.1 Chọn lọc tính trạng số con sơ sinh sống/ổ ……… 43

2.3.1.1 Chọn lọc tính trạng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc……… 44

2.3.2 Nuôi d-ỡng lợn nái và lợn vỗ béo ……… 45

2.3.3 Tính toán tham số thống kê một số tính trạng sinh sản, sinh tr-ởng và chất l-ợng thân thịt ……… 46

2.3.4 Phân tích các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc ……… 46

2.3.5 Ước tính hệ số di truyền và giá trị giống ……… 47

2.3.5.1 Hệ số di truyền ……… 47

2.3.5.2 Xác định giá trị giống bằng ph-ơng pháp BLUP đối với tính trạng số con

sơ sinh sống/ổ ……… 48

2.3.6 Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền ………

49 2.3.6.1 Hiệu quả chọn lọc ………

49 2.3.6.2 Tiến bộ di truyền ………

50 3.4 Xử lý số liệu ……… 50

Ch-ơng 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1 Một số yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng năng suất sinh sản, sinh tr-ởng và chất l-ợng thân thịt ……… 51

3.1.1 Một số yếu tố ảnh h-ởng đến các tính trạng năng suất sinh sản của 2 nhóm lợn MC3000 và MC15……… 51

3.1.2 Một số yếu tố ảnh h-ởng đến các tính trạng sinh tr-ởng của 2 nhóm lợn MC3000 và MC15……… 53

3.1.3 Một số yếu tố ảnh h-ởng đến các tính trạng chất l-ợng thân thịt của 2 nhóm lợn MC3000 và MC15 ……… 56

3.2 Năng suất sinh sản, sinh tr-ởng và chất l-ợng thân thịt ……… 59

3.2.1 Năng suất sinh sản của nhóm lợn MC3000 ……… 59

3.2.1.1 Năng suất sinh sản của nhóm lợn MC 3000 qua các thế hệ ……… 59

3.2.1.2 Số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC 3000 qua các lứa đẻ 67 3.2.2 Khả năng sinh tr-ởng của nhóm lợn MC15 qua các thế hệ ……… 69

3.2.3 Chất l-ợng thân thịt của nhóm lợn MC15 qua các thế hệ ……… 75

3.3 Hệ số di truyền của các tính trạng số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc ……… 82

3.3.1 Hệ số di truyền của tính trạng số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC3000 … 82 3.3.2 Hệ số di truyền của tính trạng tăng khối l-ợng của nhóm lợn MC15 …… 84

3.3.3 Hệ số di truyền của tính trạng tỷ lệ nạc của nhóm lợn MC15 ……… 86

3.3.4 Giá trị giống về tính trạng số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC3000 … 88

3.3.4.1 Giá trị giống về tính trạng số con sơ sinh sống/ổ của lợn nái nhóm MC 3000 88

3.3.4.2 Giá trị giống về tính trạng số con sơ sinh sống/ổ của lợn đực nhóm MC 3000 94 3.4 Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền về số con sơ sinh sống/ổ, tăng

Danh mục công trình khoa học đã công bố

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

- BLUP: Best Linear Unbiased Prediction

- PIGBLUP: Pig Best Linear Unbiased Prediction

- SE: sai sè chuÈn

- TH: thÕ hÖ

các tính trạng chất l-ợng thân thịt của 2 nhóm lợn MC3000 và MC15 56 3.4 Năng suất sinh sản của nhóm lợn MC3000 ở thế hệ gốc 60 3.5 Năng suất sinh sản của nhóm lợn MC3000 ở thế hệ 1 60 3.6 Năng suất sinh sản của nhóm lợn MC3000 ở thế hệ 2 60 3.7 Năng suất sinh sản của nhóm lợn MC3000 ở thế hệ 3 61 3.8 Số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC3000 qua các lứa đẻ 67 3.9 Khả năng sinh tr-ởng của nhóm lợn MC15 ở thế hệ gốc 70 3.10 Khả năng sinh tr-ởng của nhóm lợn MC15 ở thế hệ 1 70 3.11 Khả năng sinh tr-ởng của nhóm lợn MC15 ở thế hệ 2 70 3.12 Khả năng sinh tr-ởng của nhóm lợn MC15 ở thế hệ 3 71 3.13 Chất l-ợng thân thịt của nhóm lợn MC15 ở thế hệ gốc 76 3.14 Chất l-ợng thân thịt của nhóm lợn MC15 ở thế hệ 1 76 3.15 Chất l-ợng thân thịt của nhóm lợn MC15 ở thế hệ 2 76 3.16 Chất l-ợng thân thịt của nhóm lợn MC15 ở thế hệ 3 77 3.17 Hệ số di truyền tính trạng số con sơ sinh sống/ổ của nhóm MC3000 83 3.18 Hệ số di truyền tính trạng tăng khối l-ợng của nhóm lợn MC15 85 3.19 Hệ số di truyền tính trạng tỷ lệ nạc của nhóm lợn MC15 87 3.20 Giá trị giống về tính trạng số con sơ sinh sống/ổ của lợn nái

3.21 Gi¸ trÞ gièng vÒ tÝnh tr¹ng sè con s¬ sinh sèng/æ cña lîn n¸i

Danh mục các Biểu đồ và Đồ thị

3.1 Tuổi đẻ lứa đầu của nhóm lợn MC3000 qua 4 thế hệ 61 3.2 Số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC3000 qua 4 thế hệ 63 3.3 Số con cai sữa/ổ của nhóm lợn MC3000 qua 4 thế hệ 65 3.4 Khối l-ợng bắt đầu vỗ béo của nhóm lợn MC15 qua 4 thế hệ 71 3.5 Khối l-ợng kết thúc vỗ béo của nhóm lợn MC15 qua 4 thế hệ 73 3.6 Khả năng tăng khối l-ợng của nhóm lợn MC15 qua 4 thế hệ 74 3.7 Khối l-ợng giết mổ của nhóm lợn MC15 qua 4 thế hệ 77 3.8 Khối l-ợng móc hàm của nhóm lợn MC15 qua 4 thế hệ 78 3.9 Tỷ lệ nạc của nhóm lợn MC15 qua 4 thế hệ 80 3.10 Tỷ lệ mỡ của nhóm lợn MC15 qua 4 thế hệ 81

3.1 Số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC3000 qua 8 lứa đẻ 68

Mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ lâu, ngành chăn nuôi lợn đã gắn chặt với đời sống của cộng đồng ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Ngành chăn nuôi lợn đóng góp phần thu nhập chính trong đại bộ phận nông dân Chăn nuôi lợn đã đ-ợc phát triển lâu

đời nhất trong các ngành chăn nuôi và phát triển khá nhanh chóng ở hầu hết các quốc gia trên thế giới Thịt lợn trở thành nguồn thực phẩm chính của ng-ời tiêu dùng

Ngành chăn nuôi lợn ở n-ớc ta phát triển nhanh chóng, đàn lợn tăng nhanh, đặc biệt giai đoạn 2001-2005, tăng 6,3%/năm Năm 2001, chỉ có 21,80 triệu con, tăng lên 27,80 triệu con vào năm 2006 (Cục Chăn nuôi, 2007) [8]

Do điều kiện ngoại cảnh, đàn lợn của n-ớc ta phân bổ không đều trên các vùng sinh thái khác nhau: vùng Đồng bằng Sông Hồng chiếm tỷ trọng lớn nhất (7.420.600 con), tiếp theo là vùng Đông Bắc Bộ (4.568.600 con), Bắc Trung

Bộ (3.913.100 con), Đồng bằng Sông Cửu Long (3.828.600 con), Đông Nam

Bộ (2.618.000 con), Tây Nguyên (1.590.500 con) và thấp nhất là vùng Tây Bắc, chỉ có 1.252.700 con (Tổng cục thống kê, 2005) [49]

Tuy đàn lợn của n-ớc ta tăng nhanh, đứng thứ 4 trên thế giới và thứ 2 ở châu á [68], song l-ợng thịt sản xuất hàng năm thấp vì khả năng tăng khối l-ợng thấp và tỷ lệ lợn nội thuần và lai cao, khoảng 85-90% dẫn đến khối l-ợng lợn xuất chuồng quá thấp, chỉ đạt 63,1 kg/con Ngoài ra, tỷ lệ nạc của thịt lợn n-ớc ta thấp, ch-a đáp ứng đ-ợc thị hiếu của ng-ời tiêu dùng Rõ ràng, các yếu tố tác động đến khả năng sản xuất thịt lợn ở n-ớc ta ch-a đ-ợc cải thiện dẫn đến năng suất ch-a cao và hiệu quả kinh tế ch-a lớn Sản l-ợng thịt lợn hơi của n-ớc ta tuy tăng nhanh, song vẫn ở mức thấp: năm 2001 là 1,51 triệu tấn, tăng lên 2,50 triệu tấn vào năm 2006 (Cục Chăn nuôi, 2007) [8]

Để nâng cao năng suất chất l-ợng đàn lợn, trong thời gian qua, các nhà chăn nuôi đã áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật mới về giống, thức ăn, kỹ thuật chăn nuôi, thú y, cũng nh- cải tiến các chế độ quản lý tổ chức Trong lĩnh vực công tác giống, các nhà nghiên cứu đã tiến hành chọn lọc các giống lợn thuần, nhập nội một số giống lợn ngoại có năng suất cao và tạo các tổ hợp ngoại ngoại và ngoại nội, nên năng suất và chất l-ợng đã tăng lên đáng kể

Do nhu cầu tiêu dùng thịt lợn ngày càng cao và một phần để xuất khẩu,

đồng thời do sự chi phối bởi yếu tố kinh tế và kỹ thuật trong chăn nuôi lợn, hàng loạt các giống lợn có năng suất cao và chất l-ợng tốt đã đ-ợc nhập vào n-ớc ta nh- Landrace, Large White, Duroc, vv Việc sử dụng các giống lợn cao sản nhập nội này và đặc biệt khi -u thế lai càng đ-ợc khai thác nhiều, lợn lai nuôi thịt đã có tốc độ tăng khối l-ợng nhanh, các chỉ tiêu về độ dày mỡ l-ng, tiêu tốn thức ăn đã giảm nhiều nên đã gây nên hiện t-ợng lãng quên đi các giống địa ph-ơng mặc dù chúng có một số đặc tính tốt Tr-ớc thực tế này,

đòi hỏi cần phải có một chính sách và sự quan tâm nhất định của Nhà n-ớc

đến việc l-u giữ các giống nội đó làm giàu thêm cơ sở vật chất di truyền và có thể đóng góp quan trọng cho sự phát triển ngành chăn nuôi lợn trong t-ơng lai Hơn nữa, khi điều kiện chăn nuôi trong nông hộ ch-a tốt thì những đặc tính tốt của lợn nội cần đ-ợc phát huy và khai thác triệt để nhằm góp phần nâng cao sản l-ợng thịt lợn cho đất n-ớc

Móng Cái (MC) là giống lợn nội phổ biến nhất ở n-ớc ta, đã đ-ợc hình thành và phát triển từ lâu đời trong điều kiện khí hậu đất đai ở vùng Đông Bắc Việt Nam (tỉnh Quảng Ninh) Bên cạnh những đặc điểm tốt: dễ nuôi, thích nghi tốt với hầu hết điều kiện chăn nuôi, ít bệnh tật, sinh sản tốt, lợn Móng Cái có một số nh-ợc điểm: khả năng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc thấp, nên chúng không đ-ợc nuôi nhiều trong lĩnh vực khai thác thịt Rõ ràng, nuôi lợn Móng Cái để khai thác thịt sẽ mang lại hiệu quả kinh tế thấp dẫn đến chúng dễ bị xoá sổ Vì lý do đó, lợn Móng Cái đã đ-ợc đ-a vào nghiên cứu

trong ch-ơng trình l-u giữ quỹ gen từ những năm 90 nhằm bảo tồn giống, một nguồn nguyên liệu quý trong hệ thống lợn lai ở n-ớc ta và đóng góp vào

sự đa dạng sinh học của giống lợn Việt Nam Song song với ch-ơng trình l-u giữ quỹ gen, lợn Móng Cái cũng đã đ-ợc hỗ trợ của ch-ơng trình nuôi giữ giống gốc nhằm chọn lọc và nâng cao chất l-ợng để phát triển thành một giống lợn nội có ý nghĩa kinh tế phục vụ cho sản xuất

Nhờ sự hỗ trợ của ch-ơng trình l-u giữ quỹ gen và giữ giống gốc, những

công trình khoa học thuộc đề tài trọng điểm cấp Bộ “Nghiên cứu chọn lọc hai nhóm Móng Cái cao sản làm nguyên liệu tạo tổ hợp nái lai thích hợp với các giống Pietrain, Landrace và Large White nhằm góp phần xây dựng hệ thống giống lợn Móng Cái lai trong chăn nuôi lợn ở một số tỉnh phía Bắc” giai đoạn 2000-2001 và “Nghiên cứu chọn lọc tạo dòng lợn cao sản và xác định các tổ hợp lai thích hợp trong hệ thống giống”, giai đoạn 2002-2005, Bộ môn

Nghiên cứu Di truyền - Giống Vật nuôi - Viện Chăn Nuôi kết hợp với Công ty Chăn nuôi Hải Phòng đã xác định đ-ợc 2 nhóm lợn Móng Cái chất l-ợng tốt nhất từ tổng số 7 nhóm huyết thống tại thời điểm đó ở Quảng Ninh và Hải Phòng Hai nhóm đó là MC3000 có khả năng sinh sản tốt nhất, đặc biệt là số con sơ sinh sống/ổ cao, đạt 11,46 con/ổ so với trung bình giống là 10,56 con/ổ

và MC15 có khả năng tăng khối l-ợng nhanh nhất và tỷ lệ nạc cao nhất, đó là 368,6 g/ngày và 36,5 % so với trung bình của giống là 330 g/ngày và 34-35 % (Nguyễn Văn Đức và cộng sự, 2001 [26]) Với những đặc tính nổi trội đó, hai nhóm lợn MC3000 và MC15 đ-ợc sử dụng làm nguyên liệu để chọn lọc định h-ớng nâng cao số con sơ sinh sống/ổ đối với nhóm MC3000 và khả năng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc đối với nhóm MC15 Các kết quả nghiên cứu b-ớc đầu trên hai nhóm lợn Móng Cái đã đ-ợc Hội đồng Khoa học Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đánh giá xuất sắc [26], năm 2003 đ-ợc Bộ NN&PTNT đánh giá là một trong những giống cây, con đạt chuẩn quốc gia [4]

Để giống lợn Móng Cái có thể phát triển nhanh và đáp ứng nhu cầu của sản xuất, đặc biệt cho các hộ chăn nuôi ở những nơi ch-a có điều kiện nuôi lợn ngoại đạt hiệu quả cao, sản xuất ra một khối l-ợng thịt lợn hàng hoá với quy mô lớn, chất l-ợng tốt, hiệu quả kinh tế cao, 2 nhóm MC3000 và MC15 đ-ợc

sử dụng làm nguyên liệu chọn lọc nhằm nâng cao những đặc điểm tốt của chúng để cải thiện, nâng cao chất l-ợng giống Móng Cái, góp phần xây dựng

hệ thống giống lợn nội và lợn lai ngoại x nội ở miền Bắc Việt Nam có năng suất cao, chất l-ợng tốt và hiệu quả kinh tế lớn Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài:

“Nghiên cứu chọn lọc tính trạng số con sơ sinh sống/ổ đối với nhóm lợn

MC 3000 , khả năng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc đối với nhóm lợn MC 15 ”

2 Mục tiêu của đề tài

- Nâng cao tính trạng số con sơ sinh sống/ổ đối với nhóm lợn MC3000

- Nâng cao tính trạng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc đối với nhóm lợn

MC15

Sản phẩm và các kết quả đạt đ-ợc trong nghiên cứu về 2 nhóm lợn

MC3000 và MC15 là nguyên liệu di truyền để tạo dòng Móng Cái cao sản, kết hợp đ-ợc những đặc điểm tốt vừa có số con sơ sinh sống/ổ cao của nhóm

MC3000, vừa có khả năng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc cao của nhóm lợn MC15góp phần xây dựng hệ thống giống lợn nội và lợn lai ngoại x nội ở miền Bắc Việt Nam đạt năng suất cao, chất l-ợng tốt và hiệu quả kinh tế lớn

3.2 ý nghĩa thực tiễn

Chọn lọc đ-ợc nhóm lợn Móng Cái MC3000 có số con sơ sinh sống/ổ lớn

và nhóm MC15 có khả năng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc cao góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành chăn nuôi lợn ở các tính phía Bắc, đặc biệt đối với ph-ơng thức chăn nuôi trong nông hộ

4 Những đóng góp mới của luận án

- Đánh giá các yếu tố ảnh h-ởng đến một số tính trạng năng suất sinh sản, sinh tr-ởng và chất l-ợng thân thịt của 2 nhóm lợn MC3000 và MC15

- Xác định các tham số thống kê của các tính trạng cơ bản về sinh sản của nhóm lợn MC3000, sinh tr-ởng và chất l-ợng thân thịt của nhóm lợn MC15

- Xác định hệ số di truyền và giá trị giống về tính trạng số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC3000, hệ số di truyền về tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc của nhóm lợn MC15

- Xác định hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền về số con sơ sinh sống/ổ của nhóm lợn MC3000, tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc của nhóm lợn MC15

- Chọn đ-ợc nhóm lợn Móng Cái MC3000 có khả năng sinh sản tốt và nhóm MC15 có khả năng tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc cao

Ch-ơng 1 Tổng quan

1.1 Cơ sở khoa học

1.1.1 Các ph-ơng pháp chọn lọc gia súc giống

Để đáp ứng yêu cầu vật nuôi có giá trị giống cao không chỉ đối với một tính trạng mà đối với nhiều tính trạng khác nhau nhất là trong chọn lọc lợn giống, ng-ời ta đã đề xuất 4 ph-ơng pháp chọn lọc khác nhau: chọn lọc cá thể, chọn lọc lần l-ợt, loại thải độc lập và chỉ số chọn lọc

1.1.1.1 Chọn lọc cá thể

Chọn lọc cá thể còn đ-ợc gọi là kiểm tra năng suất cá thể hay chọn lọc kiểu hình Con vật chỉ đ-ợc chọn lọc theo giá trị kiểu hình của bản thân, tức là căn cứ vào năng suất của bản thân con vật để quyết định có thể giữ con vật đó lại làm giống hay không Theo ph-ơng pháp chọn lọc này, các cá thể có kiểu hình tốt nhất sẽ đ-ợc giữ lại để làm giống Ph-ơng pháp này có hiệu quả tốt

đối với các tính trạng có hệ số di truyền cao, dễ thực hiện, rẻ tiền do đó có thể tiến hành kiển tra trên nhiều con vật nên làm tăng hiệu quả chọn lọc, rút ngắn khoảng cách thế hệ Bên cạch đó, ph-ơng pháp này có một số nh-ợc điểm sau:

đối với các tính trạng có hệ số di truyền thấp thì hiệu quả chọn lọc không cao, một số tính trạng không thể đo l-ờng trên bản thân con vật nh-: năng suất thịt

xẻ của lợn, khả năng sản xuất sữa của bò đực, khả năng sản xuất trứng của gà trống

1.1.1.2 Chọn lọc lần l-ợt

Chọn lọc lần l-ợt là ph-ơng pháp trong một khoảng thời gian nhất định, ng-ời ta tập trung vào việc chọn lọc nhằm cải tiến di truyền cho tính trạng thứ nhất, khi đã đạt yêu cầu ng-ời ta chuyển sang tính trạng thứ hai và cứ nh- vậy

cho tính trạng thứ ba hoặc quay trở lại cho tính trạng thứ nhất Ph-ơng pháp này đơn giản, nh-ng phải tiến hành trong một khoảng thời gian dài mới chọn lọc đ-ợc nhiều tính trạng Mặt khác, một số tính trạng lại có quan hệ nghịch với nhau nên việc chọn lọc cải tiến tính trạng này cũng có nghĩa là làm suy giảm tính trạng kia Chẳng hạn, chỉ chú trọng nâng cao số con sơ sinh sống/ổ của lợn nái sẽ dẫn tới hạ thấp khối l-ợng sơ sinh/con của lợn con

1.1.1.3 Loại thải độc lập

Loại thải độc lập là ph-ơng pháp cùng một lúc ng-ời ta đề ra mức tối thiểu cho từng tính trạng cần chọn lọc Các vật nuôi đ-ợc chọn lọc là các con vật đạt đ-ợc từ mức tối thiểu trở lên đối với tất cả các tính trạng này Những con vật không đạt đ-ợc một trong bất cứ mức tối thiểu của các tính trạng đều

bị loại thải Chẳng hạn, để chọn lọc lợn đực giống, ng-ời ta đề ra hai tiêu chuẩn tối thiểu là: tốc độ sinh tr-ởng phải đạt trên mức 780 g/ngày và độ dày

mỡ l-ng đo bằng máy siêu âm phải d-ới mức 21 mm Ph-ơng pháp này có -u

điểm là đơn giản, cùng một lúc có thể chọn lọc nâng cao đ-ợc nhiều tính trạng Tuy nhiên, do tính độc lập của các tính trạng cần chọn lọc, ph-ơng pháp này sẽ dẫn tới việc loại bỏ những con vật có năng suất cao ở những tính trạng

có khả năng di truyền lớn chỉ vì chúng không đạt yêu cầu ở những tính trạng

có khả năng di truyền thấp

1.1.1.4 Chỉ số chọn lọc

Chỉ số chọn lọc là ph-ơng pháp phối hợp giá trị kiểu hình của các tính trạng xác định đ-ợc trên bản thân con vật hoặc trên các họ hàng thân thuộc của nó thành một điểm tổng hợp và căn cứ vào điểm này để chọn lọc hoặc loại thải con vật Ví dụ, trong tr-ờng hợp chọn lọc lợn đực giống có khả năng sinh tr-ởng cao và độ dày mỡ l-ng thấp, chỉ số chọn lọc có công thức là:

I = G - 12 B

Trong đó:

- I là chỉ số chọn lọc,

- G là tốc độ sinh tr-ởng của lợn đực (g/ngày) và

- B là độ dày mỡ l-ng đo bằng máy siêu âm của lợn đực (mm)

Nh- vậy, chỉ số đ-ợc tính toán cho từng con vật, căn cứ vào chỉ số để xếp thứ tự các con vật Những con vật có chỉ số cao nhất là những con vật có giá trị giống cao nhất và ng-ợc lại Việc chọn lọc hay loại thải căn cứ vào chỉ

số nghĩa là căn cứ vào giá trị giống của con vật Ưu điểm của ph-ơng pháp này là cho phép ta chọn lọc nhiều tính trạng cùng một lúc, nhanh, chỉ số chọn lọc phản ánh đ-ợc các đặc điểm di truyền, giá trị kinh tế và mối t-ơng quan giữa chúng với nhau nên giá trị của chỉ số chọn lọc t-ơng đối đúng với giá trị giống của con vật Nh-ợc điểm: phức tạp hơn các ph-ơng pháp khác, chỉ số chọn lọc th-ờng thay đổi tùy theo sự thay đổi của mục tiêu gây giống và giá cả thị tr-ờng đối với một tính trạng nào đó

Bên cạnh các ph-ơng pháp chọn lọc: chọn lọc cá thể, chọn lọc lần l-ợt, loại thải độc lập, chỉ số chọn lọc các nhà chọn giống còn sử dụng các ph-ơng pháp chọn lọc khác nh-: chọn lọc qua tổ tiên, chọn lọc qua anh chị em ruột hay nửa ruột thịt, chọn lọc qua đời sau… để làm tăng hiệu quả chọn lọc, nâng cao năng suất và chất l-ợng các con giống

1.1.2 Các yếu tố ảnh h-ởng tới tính trạng số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc

Giá trị kiểu hình (P) của bất kỳ một tính trạng số l-ợng nào cũng có thể phân chia thành giá trị kiểu gen (G) và sai lệch môi tr-ờng (E), P = G +E Giá trị G có thể phân thành giá trị cộng gộp của các gen (A), giá trị trội của các gen (D) và giá trị át gen (I) Giá trị E gồm hai thành phần là sai lệch môi

tr-ờng chung (Eg) và sai lệch môi tr-ờng đặc biệt hay còn đ-ợc gọi là sai lệch môi tr-ờng riêng (Es) Vì vậy, giá trị kiểu hình đ-ợc biểu thị chi tiết nh- sau:

P = A + D + I + Eg + Es

Giá trị kiểu gen

Giá trị kiểu gen của tính trạng số l-ợng do nhiều cặp gen quy định, mỗi

cặp gen đóng góp cho tính trạng một tỷ lệ nhất định Ph-ơng thức di truyền của các cặp gen này tuân theo các quy luật cơ bản của di truyền: phân ly, tái tổ hợp, liên kết Tác dụng của các gen khác nhau trên cùng một tính trạng có thể

Hiệu ứng trung bình của một gen là sai lệch trung bình của cá thể so với trung bình của quần thể mà nó đã nhận gen đó từ một bố hoặc một mẹ nào đó, còn gen kia nhận đ-ợc từ mẹ hoặc bố khác trong quần thể Tổng các hiệu ứng trung bình của các gen mà nó mang (tổng các hiệu ứng đ-ợc thực hiện với từng cặp gen ở mỗi lô cút và trên tất cả các lô cút) đ-ợc gọi là giá trị cộng gộp hoặc giá trị giống của cá thể

Giá trị giống là thành phần quan trọng của kiểu gen vì nó có thể di truyền đ-ợc 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 yếu tố chủ yếu sinh ra đặc tính di truyền của quần thể và sự đáp ứng của quần thể đối với sự chọn lọc Hơn nữa, nó là thành phần duy nhất mà ng-ời ta có thể xác định đ-ợc từ sự đo l-ờng các tính trạng đó ở quần thể

Tác động của các gen gọi là cộng gộp khi giá trị kiểu hình của kiểu gen

dị hợp luôn luôn là trung gian so với kiểu hình của hai kiểu gen đồng hợp Giá

trị cộng gộp (giá trị giống) có thể di truyền từ bố mẹ sang con cái Bố mẹ luôn truyền 1/2 giá trị cộng gộp của mỗi tính trạng của chúng cho đời con Tiềm năng di truyền do tác động cộng gộp của gen bố và mẹ tạo nên gọi là giá trị di truyền cộng gộp của con vật hay giá trị giống Giá trị giống đ-ợc dùng để chọn lọc có khả năng di truyền cho đời sau

Sai lệch trội là sai lệch đ-ợc sản sinh ra do sự tác động qua lại giữa

các cặp alen ở trong cùng một lô cút (đặc biệt là các cặp alen dị hợp tử) Sai lệch trội cũng là một phần thuộc tính của quần thể Sai lệch trội có thể là:

siêu trội: Aa>AA>aa; trội hoàn toàn: AA=Aa>aa và trội không hoàn toàn:

AA>Aa>aa Sai lệch trội ở bố mẹ là thành phần không di truyền đ-ợc sang con cái

Sai lệch át gen hoặc sai lệch t-ơng tác là sai lệch đ-ợc sản sinh ra do sự

tác động qua lại giữa các gen không cùng một alen thuộc các lô cút khác nhau

Sai lệch môi tr-ờng

Sai lệch môi tr-ờng thể hiện thông qua hai thành phần sai lệch môi tr-ờng chung và môi tr-ờng đặc biệt Sai lệch môi tr-ờng chung là sai lệch giữa cá thể do hoàn cảnh th-ờng xuyên và không cục bộ gây ra Sai lệch môi tr-ờng đặc biệt là sai lệch trong cá thể do hoàn cảnh tạm thời và cục bộ gây ra

Qua việc phân tích các yếu tố ảnh h-ởng tới tính trạng số l-ợng, chúng

ta có thể thấy muốn nâng cao năng suất của vật nuôi cần phải vừa tác động về mặt di truyền và vừa tác động về mặt môi tr-ờng

Để tìm hiểu sâu hơn mức độ ảnh h-ởng của các tính trạng số l-ợng

đ-ợc quan tâm nhất đối với lợn nh- số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối l-ợng, tỷ

lệ thịt nạc, các yếu tố di truyền và môi tr-ờng cụ thể gây ảnh h-ởng đến từng tính trạng đã đ-ợc nghiên cứu nhằm tìm ra các giải pháp góp phần hạn chế mức độ ảnh h-ởng đến sức sản xuất của lợn, nâng cao hiệu quả kinh tế của ngành chăn nuôi lợn

1.1.2.1 Các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng số con sơ sinh sống/ổ

Các yếu tố di truyền

Giống là quần thể vật nuôi đủ lớn trong cùng 1 loài, có một nguồn gốc chung, có một số đặc điểm chung về hình thái và ngoại hình, sinh lý và năng suất sinh vật học, khả năng chống chịu bệnh, đồng thời có thể truyền đạt các

đặc điểm đó cho đời sau (Nguyễn Văn Thiện, 1995) [45] Tất cả các chức năng trong cơ thể động vật đều chịu sự điều khiển của yếu tố di truyền để đạt

đến mức lớn hơn hay bé đi Dĩ nhiên, các tính trạng sinh sản đều chịu ảnh h-ởng trực tiếp của yếu tố di truyền Yếu tố di truyền nhóm giống lợn Móng Cái ảnh h-ởng đến chỉ tiêu năng suất sinh sản của lợn (Nguyễn Văn Đức,

1997 [63], Nguyễn Văn Đức và Trần Thị Minh Hoàng, 2002 [21])

Các yếu tố ngoại cảnh

ảnh h-ởng của năm đẻ: năm đẻ ảnh h-ởng rõ rệt đến các tính trạng

năng suất sinh sản Johanson and Kennedy (1985) [82] nghiên cứu mức độ

ảnh h-ởng của các yếu tố đàn và năm đẻ cho thấy sự sai khác có ý nghĩa đối với tính trạng tuổi đẻ lần đầu và khoảng cách giữa 2 lứa đẻ của 2 giống lợn Yorkshire và Landrace Sự sai khác này dao động từ 17,4-19,9 % đối với tính trạng tuổi đẻ đầu và 11,5-13,9 % đối với tính trạng khoảng cách giữa 2 lứa đẻ, t-ơng ứng cho hai giống nói trên

ảnh h-ởng của lứa đẻ: yếu tố lứa đẻ có ảnh h-ởng rất lớn đến tính

trạng số lợn con/ổ (Nguyễn Văn Nhiệm và cộng sự, 2002 [42], Nguyễn Văn

Đức và cộng sự, 2002 [28]) Nhiều nghiên cứu liên quan đến yếu tố này cũng

đều đ-a ra kết luận chung là số con/ổ tăng từ lứa đẻ thứ nhất đến lứa đẻ thứ 4 và

5, sau đó giảm chậm dần đến lứa thứ 10 (Nguyễn Văn Đức, 1997 [63], Tạ Thị Bích Duyên, 2003 [13])

1.1.2.2 Các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng tăng khối l-ợng

Yếu tố di truyền

Các giống gia súc khác nhau có khả năng tăng khối l-ợng khác nhau, phụ thuộc vào các gen qui định tính trạng này Cùng một khối l-ợng nh- nhau, cùng kiểu gen nh-ng khi tr-ởng thành những con có khối l-ợng lớn hơn, có khả năng tăng khối l-ợng nhanh hơn lại có ít mỡ hơn những con có khối l-ợng nhỏ hơn (Campell, 1988 [57], Nguyễn Văn Đức, 1997 [63])

Các yếu tố ngoại cảnh

ảnh h-ởng của năm: năm thí nghiệm là một trong những yếu tố gây ảnh

h-ởng đến các tính trạng sản xuất quan trọng nh- tăng khối l-ợng và tiêu tốn thức

ăn của lợn Các tác giả nghiên cứu về ảnh h-ởng của năm trong chăn nuôi cho biết, chúng ảnh h-ởng rõ rệt đến khả năng tăng khối l-ợng của lợn Johansson và cộng

sự (1985) [83], McLaren và cộng sự (1987) [93], Pathiraja và cộng sự (1990) [97], Nguyễn Văn Đức và cộng sự (2002) [27] cho biết sự khác nhau giữa các năm có

ảnh h-ởng đến tăng khối l-ợng và độ dày mỡ l-ng của lợn

Nghiên cứu của Nguyễn Văn Đức và cộng sự (2000) [25] trên lợn Móng Cái cho biết năm gây ảnh h-ởng đến khả năng tăng khối l-ợng và tiêu tốn thức

ăn Điều này có thể đ-ợc giải thích bởi điều kiện ngoại cảnh đ-ợc cải thiện hàng năm

ảnh h-ởng của tính biệt: lợn cái, lợn đực hay lợn thiến có tốc độ phát

triển và sự cấu thành của cơ thể khác nhau rõ rệt (Campell và Taverner, 1985 [58], Campell và cộng sự, 1985 [60], Campell và Taverner, 1988 [59], Hofer

và cộng sự, 1992 [76]) Một số công trình nghiên cứu khác lại cho rằng, lợn

đực thiến có mức độ tăng khối l-ợng cao hơn, tiêu tốn thức ăn thấp hơn (Johansson và cộng sự, 1985 [83], Campell và cộng sự, 1985 [60], Savoie và Minvielle, 1988 [106], De Haer và De Vries, 1993 [62]) và độ dày mỡ l-ng cũng thấp hơn (Savoie và Minvielle, 1988 [106])

1.1.2.3 Các yếu tố ảnh h-ởng đến tính trạng tỷ lệ nạc

Yếu tố di truyền

Cũng giống nh- tính trạng tăng khối l-ợng, các giống gia súc khác nhau

có khả năng cho thịt khác nhau vì cấu trúc bộ gen qui định tính trạng này của mỗi giống khác nhau Giống là một yếu tố có ảnh h-ởng lớn đến khả năng sinh tr-ởng và chất l-ợng thân thịt bởi vì giống là bản chất di truyền, gồm các gen qui định tính trạng đó Các giống khác nhau có tỷ lệ thịt nạc khác nhau Ngoài ra, tuổi giết thịt cũng ảnh h-ởng đến tỷ lệ nạc Trong cùng một giống, khi giết thịt ở các độ tuổi khác nhau, tỷ lệ thịt nạc cũng khác nhau (Nguyễn Văn Đức, 2001 [22], Nguyễn Văn Đức và cộng sự, 2002 [27], Giang Hồng Tuyến và cộng sự, 2006 [51])

Các yếu tố ngoại cảnh

ảnh h-ởng của năm: năm thí nghiệm gây ảnh h-ởng lớn đến tính

trạng tỷ lệ nạc của lợn Các tác giả nghiên cứu về ảnh h-ởng của năm trong chăn nuôi cho biết năm ảnh h-ởng rõ rệt đến tỷ lệ nạc của lợn (Johansson và cộng sự, 1985 [84], McLaren và cộng sự, 1987 [93])

Nghiên cứu của Nguyễn Văn Đức và cộng sự (2000) [25] trên lợn Móng Cái cho biết, yếu tố năm gây ảnh h-ởng đến tính trạng tỷ lệ nạc Điều này có thể đ-ợc giải thích rằng điều kiện ngoại cảnh đ-ợc cải thiện hàng năm

ảnh h-ởng của tính biệt: lợn đực có khối l-ợng nạc cao hơn so với lợn

cái và lợn đực thiến Tuy nhiên, nhu cầu về năng l-ợng cho duy trì của lợn đực cũng cao hơn lợn cái và lợn đực thiến (Campell và cộng sự, 1985 [60])

1.1.3 Bản chất của các tính trạng số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối l-ợng

và tỷ lệ nạc

Hầu hết, những tính trạng có giá trị kinh tế của gia súc đều là những tính trạng số l-ợng (Nguyễn Văn Thiện, 1995 [45] và Kiều Minh Lực, 1999

[37]) Tính trạng số l-ợng là những tính trạng đ-ợc quy định bởi nhiều cặp gen và mỗi cặp gen chỉ có hiệu ứng nhỏ Tính trạng số l-ợng bị tác động rất lớn bởi môi tr-ờng và sự sai khác giữa các cá thể là sự sai khác về mức độ hơn

là sự sai khác về chủng loại, đó là các tính trạng đa gen

Trong công tác giống lợn, các tính trạng số l-ợng đ-ợc quan tâm nhất là:

số con sơ sinh sống/ổ đối với loại tính trạng sinh sản và tính trạng tăng khối l-ợng, tỷ lệ nạc đối với loại tính trạng sinh tr-ởng và chất l-ợng thân thịt Vì vậy,

3 tính trạng này đ-ợc các nhà khoa học tập trung nghiên cứu nhiều nhất vì chúng

là những thành phần chính của hiệu quả kinh tế trong ngành chăn nuôi lợn

Các tính trạng số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc của lợn là các tính trạng số l-ợng Vì vậy, chúng đều do nhiều gen điều khiển, mỗi gen đóng góp một mức độ nhất định vào cấu thành năng suất của mỗi tính trạng Giá trị kiểu hình của các tính trạng này có sự phân bố liên tục và chịu tác động nhiều bởi yếu tố ngoại cảnh (Falconer, 1993 [67])

1.1.3.1 Số con sơ sinh sống/ổ

Lợn là loài động vật đa thai, cho nên tính trạng số con sơ sinh sống/ổ

đ-ợc dùng làm chỉ tiêu cơ bản nhất để đánh giá khả năng sinh sản của lợn nái

Số con sơ sinh sống/ổ là tổng số lợn con còn sống trong vòng 24 giờ kể

từ khi lợn mẹ đẻ xong con cuối cùng của lứa đó Theo quan điểm về hiệu quả kinh tế của chăn nuôi lợn nái, năng suất sinh sản của đàn lợn nái giống đ-ợc xác định bởi chỉ tiêu số con cai sữa/ổ và số lợn con cai sữa/nái/năm Để có số con cai sữa/ổ và số lợn con cai sữa/nái/năm lớn, số con sơ sinh sống/ổ phải cao Ngoài ra, tính trạng khối l-ợng cai sữa toàn ổ cũng đóng góp đáng kể vào hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi lợn nái Khối l-ợng cai sữa toàn ổ càng cao, hiệu quả kinh tế càng lớn Dĩ nhiên, muốn có khối l-ợng cai sữa toàn ổ cao, số con sơ sinh sống/ổ phải lớn Nh- vậy, tính trạng số con sơ sinh sống/ổ là tính trạng năng suất sinh sản quan trọng nhất góp phần vào việc quyết định số con cai sữa/ổ và số lợn con cai sữa/nái/năm

1.1.3.2 Tăng khối l-ợng

Một trong những tính trạng quan trọng nhất quyết định hiệu quả kinh tế chăn nuôi lợn thịt là khả năng tăng khối l-ợng Đối với giống lợn nội Móng Cái, tính trạng tăng khối l-ợng thấp và đó chính là một trong những nh-ợc

điểm của giống Vì vậy, tr-ớc khi sử dụng nguồn vật chất di truyền này vào việc lai tạo giống, tính trạng tăng khối l-ợng của giống Móng Cái cần đ-ợc cải thiện để các tổ hợp lai giữa Móng Cái với lợn nhập nội cho kết quả cao vì tính trạng này mang tính di truyền trung gian

Khả năng tăng khối l-ợng chính là độ sinh tr-ởng tuyệt đối và đ-ợc

định nghĩa là sự tăng lên về khối l-ợng, kích th-ớc, thể tích của toàn cơ thể hay của từng bộ phận cơ thể trong một đơn vị thời gian Đối với ngành chăn nuôi lợn thịt, tăng khối l-ợng giai đoạn vỗ béo là một trong những tính trạng quan trọng nhất

1.1.3.3 Tỷ lệ nạc

Tỷ lệ nạc là một trong những tính trạng biểu thị chất l-ợng thân thịt quan trọng quyết định đến hiệu quả kinh tế chăn nuôi lợn thịt T-ơng tự nh- tính trạng tăng khối l-ợng đối với giống lợn Móng Cái, tỷ lệ nạc cũng là một tính trạng đạt giá trị thấp và đó chính là một trong những nh-ợc điểm của giống Do đó, tr-ớc khi sử dụng nguồn vật chất di truyền này vào việc lai tạo giống, tính trạng tỷ lệ nạc của giống Móng Cái cần đ-ợc cải thiện để các tổ hợp lai giữa Móng Cái với lợn nhập nội cho tỷ lệ nạc cao hơn vì nó là tính trạng mang tính di truyền trung gian Tính trạng tỷ lệ nạc có thể đ-ợc cải thiện thông qua chọn lọc vì có tính di truyền cao

Tóm lại, trong công tác giống lợn nói chung và giống lợn nội Móng Cái nói riêng, các tính trạng số l-ợng đ-ợc quan tâm lớn nhất là số con sơ sinh sống/ổ, tăng khối l-ợng và tỷ lệ nạc Ba tính trạng này bị ảnh h-ởng rất lớn bởi các yếu tố di truyền và môi tr-ờng Vì vậy, để nâng cao chất l-ợng của 3 tính

trạng này, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu kỹ về bản chất và mức độ

ảnh h-ởng của chúng nhằm góp phần hạn chế mức độ ảnh h-ởng đến sức sản xuất của lợn với mục đích góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế của ngành chăn nuôi lợn

1.1.4 Các tham số di truyền

1.1.4.1 Hệ số di truyền

Hệ số di truyền (ký hiệu là h2) có thể đ-ợc trình bày theo hai cách khác nhau, đó là hệ số di truyền theo nghĩa rộng và hệ số di truyền theo nghĩa hẹp

Hệ số di truyền theo nghĩa rộng

Hệ số di truyền theo nghĩa rộng biểu thị bằng tỉ lệ giữa ph-ơng sai của giá trị kiểu gen và ph-ơng sai của giá trị kiểu hình Hệ số di truyền theo nghĩa rộng còn đ-ợc gọi là mức độ quyết định di truyền (đ-ợc ký hiệu là h2G) và

đ-ợc biểu diễn bằng công thức sau:

VG VA + VD + VI

h2G = –––––––––– = –––––––––––––––

Trong đó:

- h 2 G là hệ số di truyền theo nghĩa rộng,

- V G là ph-ơng sai giá trị kiểu gen,

- V P là ph-ơng sai giá trị kiểu hình,

- V A là ph-ơng sai giá trị kiểu gen cộng gộp (giá trị giống),

- V D là ph-ơng sai của sai lệch trội và

- V I là ph-ơng sai của sai lệch át gen

Bản chất của hệ số di truyền theo nghĩa rộng không thực sự biểu hiện bản tính di truyền vì hai thành phần ph-ơng sai VD và VI không truyền lại cho các thế hệ sau Vì vậy, hệ số di truyền theo nghĩa rộng ít đ-ợc đề cập và sử dụng trong công tác chọn lọc giống

Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp

Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp biểu thị phần kiểu hình đ-ợc quyết định bởi các gen cộng gộp truyền từ đời bố - mẹ đến đời con Nói một cách khác,

hệ số di truyền theo nghĩa hẹp là tỉ lệ giữa ph-ơng sai giá trị giống và ph-ơng sai giá trị kiểu hình (VA/VP), đó là tỉ lệ giữa phần biến dị do gen cộng gộp và toàn bộ sự biến dị do các nguyên nhân di truyền và không di truyền (Falconer,

1993 [67]) Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp đ-ợc ký hiệu là h2A và đ-ợc biểu diễn bằng công thức sau:

Đình Miên và cộng sự, 1994 [40], Nguyễn Văn Thiện, 1996 [46], Kiều Minh Lực, 1999 [37])

Giá trị của hệ số di truyền biến động từ 0 đến 1 Giá trị của hệ số di truyền phụ thuộc vào từng tính trạng, cấu trúc quần thể và mức độ đồng nhất của môi tr-ờng Hiện nay, ng-ời ta dùng ph-ơng pháp gần đúng nhất (Maximum Likelihood) hoặc gần đúng nhất hạn chế (Restricted Maximum Likelihood) để xác định hệ số di truyền của các tính trạng

1.1.4.2 Giá trị giống

Giá trị giống của một cá thể là một đại l-ợng biểu thị khả năng truyền

đạt nguồn gen từ bố mẹ cho đời con Vì các gen quy định tính trạng số l-ợng rất nhiều, do đó ng-ời ta không thể biết đ-ợc một cách chính xác giá trị giống của một cá thể Trong thực tế, ng-ời ta chỉ có thể xác định đ-ợc giá trị giống gần đúng của chúng từ các nguồn thông tin khác nhau, tức là giá trị giống -ớc l-ợng Giá trị giống -ớc l-ợng còn đ-ợc gọi là giá trị giống dự đoán hoặc giá trị giống mong đợi Trong các nguồn thông tin để xác định giá trị giống -ớc l-ợng thì nguồn thông tin về đời con của một cá thể là rất quan trọng Do đó, giá trị trung bình của đời con của một cá thể chính là định nghĩa thực hành về giá trị giống của nó

Hiện nay trên thế giới có nhiều phần mềm đ-ợc sử dụng để -ớc tính giá trị giống của các giống lợn nh-: PIGCHAMP và STAGES của Mỹ, PIGMANIA và PIGBLUP của Australia; DMU của Đan Mạch; BLUP for PIG của Nhật; ở Việt Nam trong thời gian qua các nhà làm công tác giống đã sử dụng phần mềm VIETPIG để quản lý giống lợn

Ước tính giá trị giống bằng ph-ơng pháp BLUP

Vấn đề trung tâm trong việc -ớc l-ợng giá trị giống từ các giá trị kiểu hình quan sát đ-ợc là tách di truyền ra khỏi hiệu ứng môi tr-ờng Cách giải

đối với vấn đề này là -ớc l-ợng không chệch tuyến tính tốt nhất đối với các hiệu ứng cố định và dự đoán không chệch tuyến tính tốt nhất BLUP đối với các giá trị thực hiện của biến số ngẫu nhiên BLUP là sự dự đoán có sai số bé nhất của các -ớc số không thiên vị và đ-ợc xác định bằng hàm tuyến tính (Markus, 1992 [92], Graser, 1993 [70])

Trong các ph-ơng pháp chọn lọc đang đ-ợc ứng dụng trên thế giới hiện nay, ph-ơng pháp BLUP đ-ợc cho là có độ chính xác cao, bởi vì BLUP có 2 -u thế cơ bản:

- Có khả năng hiệu chỉnh giá trị di truyền của con vật theo ảnh h-ởng cố

định của môi tr-ờng biết tr-ớc nh- mùa vụ, chăm sóc nuôi d-ỡng

- Giá trị giống của một cá thể đ-ợc tính dựa trên năng suất của bản thân

nó và năng suất của các cá thể khác có quan hệ huyết thống trong hệ phả

Do vậy, giá trị giống thu đ-ợc có độ chính xác cao và cũng nhờ đó BLUP giúp tính giá trị giống của các cá thể không có số liệu trên bản thân nó

Ví dụ, khả năng sinh sản của con đực, các tính trạng về chất l-ợng thịt cần phải mổ khảo sát, hoặc tr-ờng hợp mất số liệu (Kiều Minh Lực, 1999) [37]

Ph-ơng pháp BLUP có thể dự đoán đ-ợc giá trị gây giống có kết hợp với các giá trị kinh tế của con vật qua tất cả các thông tin có đ-ợc của con vật bất kể có bao nhiêu thông tin, các thông tin đó là của bản thân con vật hoặc là của các con vật thân thuộc, thuộc một đàn hay nhiều đàn khác nhau, d-ới điều kiện nuôi d-ỡng khác nhau, ở các nơi và thời gian không giống nhau Đồng thời, bằng ph-ơng pháp BLUP có thể phân biệt đ-ợc hiệu quả di truyền và không di truyền đối với các tính trạng, sự thay đổi di truyền qua các thời gian khác nhau Tuy nhiên, ph-ơng pháp BLUP đòi hỏi phải tiến hành trên đàn lợn

có quan hệ huyết thống với nhau và có máy tính t-ơng đối hiện đại (Tom Long, 1995 [109], Nguyễn Văn Thiện, 1995 [45], Kiều Minh Lực, 1999 [37]) BLUP có thể xác định đ-ợc giá trị giống cho cả 2 giới tính đực và cái

Để xác định giá trị giống bằng BLUP, 2 loại mô hình thống kê và tính toán cần đ-ợc xây dựng:

Mô hình thống kê

Mô hình thống kê trong tính giá trị giống của vật nuôi đ-ợc Henderson nghiên cứu ứng dụng từ năm 1975 [74], ph-ơng pháp của ông đang đ-ợc ứng dụng rộng rãi trong chọn giống vật nuôi từ giữa những năm 1980 đến nay Ph-ơng pháp này cho phép tính toán đồng thời ảnh h-ởng của các yếu tố cố

định do môi tr-ờng và ảnh h-ởng ngẫu nhiên do di truyền của cá thể con vật,

trên cơ sở xem xét mối quan hệ huyết thống của các cá thể trong hệ phả Mô hình tuyến tính cơ bản trong tính giá trị giống có dạng nh- sau:

y = Xb + Za + e

Trong đó:

- y là véc tơ giá trị kiểu hình đo đ-ợc trên cá thể,

- b là véc tơ ảnh h-ởng cố định của môi tr-ờng biết tr-ớc bao gồm cả trung bình quần thể,

- a là véc tơ ảnh h-ởng ngẫu nhiên do di truyền hay gọi là giá trị giống của cá thể,

- X là ma trận tần suất liên quan đến biến ảnh h-ởng cố định b,

- Z là ma trận tần suất liên quan đến biến ngẫu nhiên a và

- e là véc tơ ảnh h-ởng ngẫu nhiên do môi tr-ờng đến giá trị kiểu hình của cá thể

Để giải ph-ơng trình trên tìm các biến a và b, ph-ơng pháp BLUP của

Henderson có dạng sau:

y R Z

y R X a

b G Z R Z Z R Z

Z R X X R X

1 '

1 ' 1

1 ' 1 '

1 ' 1

- b là véc tơ của ph-ơng trình đối với hiệu ứng cố định b và

- a là véc tơ của ph-ơng trình đối với hiệu ứng giá trị giống ngẫu nhiên a

a là ph-ơng sai di truyền của tính trạng cần tính (Markus,

1992 [92], Graser, 1993 [70], Tom Long, 1995 [109], Nguyễn Văn Thiện,

1995 [45], Kiều Minh Lực, 1999 [37])

Từ mô hình trên cho thấy, véc tơ giá trị giống phụ thuộc vào độ lớn của các tham số di truyền sử dụng trong tính toán và khả năng hiệu chỉnh giá trị giống theo ảnh h-ởng của các yếu tố cố định của môi tr-ờng, sự hiệu chỉnh này phụ thuộc vào số cá thể trong mỗi nhóm nuôi trong điều kiện môi tr-ờng t-ơng đồng

Tham số di truyền bao gồm hệ số di truyền và t-ơng quan di truyền của các tính trạng là điều kiện cần trong tính giá trị giống bằng BLUP Khi thay

đổi độ lớn của hệ số di truyền và t-ơng quan di truyền thì độ lớn giá trị giống tính đ-ợc cũng thay đổi, nh-ng không làm ảnh h-ởng đến độ chính xác trong phân loại con vật theo giá trị giống tính bằng BLUP

Mô hình tính toán

Dựa trên các mô hình thống kê ng-ời ta đã xây dựng các mô hình tính toán khác nhau Các mô hình th-ờng đ-ợc dùng để dự đoán giá trị giống của vật nuôi có thể đ-ợc chia làm hai cách:

- Các mô hình theo định nghĩa của các hiệu ứng ngẫu nhiên bao gồm:

Mô hình bố: hiệu ứng ngẫu nhiên là hiệu ứng bố của các con vật quan

sát, tức là 1/2 giá trị giống của bố Trong phần lớn các ứng dụng, hiệu ứng cố

định đ-ợc dùng để tính sự khác nhau trong môi tr-ờng mà ở đó các con vật tồn tại, thí dụ đàn - năm - mùa vụ

Mô hình bố - ông ngoại: là mô hình mở rộng đối với mô hình bố Nó

nối liền quan sát qua ma trận Z không phải chỉ đối với hiệu ứng của bố mà còn

đối với 1/2 hiệu ứng của ông ngoại

Mô hình động vật: đ-ợc áp dụng nhiều trong thực tế Giá trị giống đối

với tất cả các con vật đều đ-ợc dự đoán ở mô hình này

- Các mô hình theo sự xử lý của các tính trạng, bao gồm mô hình một tính trạng chỉ một tính trạng đ-ợc phân tích, mô hình nhiều tính trạng đồng thời phân tích trên nhiều tính trạng, cần tính đến mối quan hệ t-ơng quan di truyền và môi tr-ờng giữa các tính trạng, mô hình với sự đo l-ờng lặp lại phân tích mô hình một tính trạng hoặc nhiều tính trạng với tính trạng đ-ợc đo l-ờng nhiều lần

Các mô hình phân tích thống kê khác nhau cho kết quả khác nhau về giá trị giống cả về độ lớn cũng nh- trong phân loại con vật Mô hình chỉ có yếu tố

di truyền cộng gộp của cá thể cho phép chọn 70-80 % số cá thể trùng với chọn bằng mô hình có thêm ảnh h-ởng của mẹ

Ph-ơng pháp BLUP có thể biết đ-ợc hiệu ứng di truyền và không di truyền đối với các tính trạng số l-ợng, đồng thời nó giúp các nhà tạo chọn giống biết đ-ợc khuynh h-ớng kiểu hình, di truyền và ngoại cảnh qua các thời gian khác nhau Do đó, tiến bộ di truyền đạt đ-ợc khi sử dụng ph-ơng pháp BLUP để chọn lọc cao hơn tiến bộ di truyền đạt đ-ợc khi sử dụng các ph-ơng pháp khác, nhất là đối với các tính trạng có hệ số di truyền thấp nh- khả năng sinh sản Tuy nhiên, ph-ơng pháp BLUP cũng đòi hỏi phải có hệ thống công tác giống t-ơng đối hoàn chỉnh, ph-ơng pháp thu thập số liệu, chế độ ghi chép kiểm tra năng suất đầy đủ, đồng thời phải có máy vi tính kèm theo phần mềm của các ch-ơng trình tính toán

Ch-ơng trình PIGBLUP

PIGBLUP đ-ợc soạn thảo bởi các nhà khoa học di truyền giống ở AGBU (Australia) Tr-ớc đây, PIGBLUP chỉ đánh giá đ-ợc giá trị di truyền cho từng đàn lợn Từ năm 2000, PIGBLUP đã đ-ợc cải tiến, mở rộng phạm vi phân tích đánh giá giá trị di truyền giữa các đàn với nhau và số tính trạng

cũng đ-ợc nâng lên nhiều hơn Vì vậy, PIGBLUP đã và đang đ-ợc sử dụng một cách rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới ở Việt Nam, PIGBLUP đã

đ-ợc các nhà khoa học nghiên cứu, ứng dụng từ những năm 90 nh-: Nguyễn Văn Thiện và cộng sự, 1995 [48], Võ Văn Sự và cộng sự, 1998 [43], Nguyễn Văn Đức và cộng sự, 2002 [23], Tạ Thị Bích Duyên (2003) [13], Phạm Thị Kim Dung (2005) [10]

Đặc tr-ng của PIGBLUP là BLUP nh-ng chỉ sử dụng duy nhất cho lợn PIGBLUP sử dụng tất cả những tính trạng của chính bản thân con vật cộng với thông tin từ tất cả các mối liên quan đ-ợc biết của nó, bao gồm cả cận huyết

và các thông tin về các tính trạng có t-ơng quan với nhau để -ớc tính giá trị giống của con vật PIGBLUP là một công cụ (là ch-ơng trình phần mềm cho máy vi tính IBM) để tính giá trị giống cho lợn

Từ những tính toán trên, PIGBLUP có khả năng so sánh tất cả các lợn giống có trong trại về giá trị di truyền đạt đ-ợc và đánh giá tiến bộ di truyền trong toàn đàn Từ việc sử dụng giá trị giống, ng-ời làm công tác giống sẽ quản lý ch-ơng trình nhân giống của trại họ tốt hơn và làm tăng tốc độ cải tiến

di truyền nhanh hơn Ch-ơng trình PIGBLUP mà chúng tôi sử dụng trong nghiên cứu này là version 5.20 - 2006, do Trung tâm Di truyền Giống Động vật của tr-ờng Đại học New England, Australia kết hợp với các chuyên gia quốc tế nh- Đức, Mỹ, Canada soạn thảo từ năm 1990, đ-ợc phát triển và cải tiến liên tục cho đến nay

Giá trị giống trong PIGBLUP là mô tả l-ợng di truyền cao hơn (+) hoặc thấp hơn (-) so với giá trị giống trung bình của đàn cho tính trạng tăng khối l-ợng, độ dày mỡ l-ng, số con sơ sinh còn sống/ổ… để truyền đạt cho đời con của mỗi gia súc Theo Hammond (1991) [72], trong mô hình PIGBLUP đã

đồng thời xử lý cả giá trị giống và cả các yếu tố môi tr-ờng cho nên sự khác nhau về di truyền giữa các đàn lợn đ-ợc phân biệt một cách chính xác

1.1.5 Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền

1.1.5.1 Hiệu quả chọn lọc

Hiệu quả chọn lọc là sự khác biệt về giá trị kiểu hình trung bình giữa

đời con của những bố mẹ đã đ-ợc chọn lọc so với trung bình quần thể thế hệ

bố mẹ tr-ớc khi chọn lọc Hiệu quả chọn lọc đ-ợc xác định theo công thức:

Ly sai chọn lọc đ-ợc tính theo công thức sau:

Song, đối với các quần thể lớn, để có ly sai chọn lọc lớn, tỷ lệ chọn lọc cần phải thấp để c-ờng độ chọn lọc cao

Mặt khác, ly sai chọn lọc biểu thị t-ơng quan thuận với độ lệch chuẩn kiểu hình hay biến động di truyền Nh- vậy, độ lệch chuẩn kiểu hình càng lớn, ly sai chọn lọc càng cao Rõ ràng, trong một quần thể, mức độ biến động của tính trạng càng cao thì ly sai chọn lọc càng lớn, dẫn đến hiệu quả chọn lọc càng cao

Hiểu theo một cách chi tiết hơn, tiến bộ chọn lọc tỷ lệ thuận với hệ số di truyền, c-ờng độ chọn lọc và độ lệch chuẩn kiểu hình Hiệu quả chọn lọc còn

đ-ợc tính theo công thức sau:

R = h2 i P Nh- vậy, hiệu quả chọn lọc ngoài phụ thuộc vào hệ số di truyền còn phụ thuộc vào c-ờng độ chọn lọc và độ lệch chuẩn kiểu hình

1.1.5.2 Tiến bộ di truyền

Kết quả chọn lọc tính theo đơn vị thời gian (th-ờng sử dụng theo năm)

đ-ợc gọi là tốc độ chọn lọc hay tiến bộ di truyền Tiến bộ di truyền đ-ợc xác

Các yếu tố ảnh h-ởng đến hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền

Hệ số di truyền: hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền tỷ lệ thuận với

hệ số di truyền Các tính trạng có hệ số di truyền cao (h2 0,6) sẽ thu đ-ợc

hiệu quả chọn lọc cao hoặc đạt đ-ợc tiến bộ di truyền nhanh trong chọn lọc Các tính trạng thuộc về khả năng sản xuất nh- tăng khối l-ợng của gia súc, chất l-ợng thân thịt của lợn, độ dày mỡ l-ng và tỷ lệ thịt nạc của lợn, tỷ lệ mỡ sữa của bò th-ờng thuộc loại tính trạng có hệ số di truyền cao

Đối với các tính trạng thuộc về khả năng sinh sản, do hệ số di truyền của chúng thấp (h2 ≤ 0,2), hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền thấp Các tính trạng thuộc về khả năng sinh sản nh- số con đẻ ra sống và số con cai sữa trên mỗi lứa của lợn, tuổi đẻ lứa đầu của gia súc, khoảng cách giữa hai lứa đẻ của gia súc, vv đều thuộc nhóm này

Đối với những tính trạng có hệ số di truyền ở mức độ trung gian (0,2 h2 0,6), chọn lọc cũng là một biện pháp tích cực để nâng cao hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền nh-ng kết quả đạt mức trung bình Các tính trạng nh- tiêu tốn thức ăn/kg, tăng khối l-ợng, đều thuộc nhóm này vì có hệ số di truyền trung gian

áp lực chọn lọc: áp lực chọn lọc (p) là tỷ lệ vật nuôi đ-ợc giữ lại làm

giống so với toàn bộ quần thể có chứa bố mẹ chúng áp lực chọn lọc đ-ợc tính theo công thức:

Hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền phụ thuộc vào áp lực chọn lọc và

tỷ lệ nghịch với áp lực chọn lọc Số l-ợng gia súc giữ lại làm giống phụ thuộc

vào kích cỡ của quần thể, tính trạng chọn lọc, mục đích chọn lọc và điều kiện của cơ sở Tỷ lệ gia súc đ-ợc chọn lọc giữ lại làm giống càng thấp, hay nói cách khác số l-ợng gia súc chọn giữ lại làm giống càng ít so với số l-ợng gia súc trong đàn, hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền càng cao Rõ ràng, các cơ sở giống quốc gia, chọn lọc càng khắt khe, tỷ lệ giữ lại làm giống càng thấp, hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền càng cao

Trong thực tiễn cho thấy, số l-ợng gia súc của cơ sở chọn giữ lại làm giống ít sẽ làm giảm số l-ợng con giống sản xuất ra, sản phẩm con giống ít, dẫn đến hiệu quả kinh tế của cơ sở chăn nuôi đó th-ờng thấp Vì vậy, áp lực chọn lọc cần phải đ-ợc áp dụng thích hợp cho từng cơ sở và theo từng mục tiêu tạo chọn giống của cơ sở đó

C-ờng độ chọn lọc: hiệu quả chọn lọc và tiến bộ di truyền phụ thuộc

vào c-ờng độ chọn lọc C-ờng độ chọn lọc tỷ lệ thuận với hiệu quả chọn lọc

và tiến bộ di truyền vì c-ờng độ chọn lọc tỷ lệ nghịch với áp lực chọn lọc Quá trình chọn lọc, nếu giữ lại làm giống số l-ợng gia súc lớn, có nghĩa là tỷ lệ giữ lại làm giống cao thì c-ờng độ chọn lọc thấp, dẫn đến hiệu quả chọn lọc thấp

C-ờng độ chọn lọc chính là ly sai chọn lọc biểu diễn theo đơn vị độ lệch tiêu chuẩn kiểu hình Khi các giá trị kiểu hình của tính trạng tuân theo luật phân bố chuẩn, dựa vào hàm phân phối mật độ từ tỷ lệ chọn lọc có thể tính

đ-ợc c-ờng độ chọn lọc i Do các gia súc giống đực và cái đ-ợc sử dụng với

số l-ợng khác nhau, tỷ lệ chọn giữ lại làm giống ở gia súc đực th-ờng thấp hơn so với gia súc cái nên c-ờng độ chọn lọc của gia súc đực bao giờ cũng cao hơn gia súc cái Do bản chất di truyền, mỗi cá thể đực và cái đều đóng góp 50% gen cho thế hệ con của chúng Vì vậy, c-ờng độ chọn lọc của đàn gia súc

là giá trị trung bình của c-ờng độ chọn lọc gia súc đực và gia súc cái