ĐÊ CƯƠNG môn cơ sở di truyền và Chọn giống

ĐÊ CƯƠNG MÔN CƠ SỞ DT VÀ CG I. Khái niệm về giống vật nuôi 1. Ðịnh nghĩa Theo quan điểm sinh học có thể định nghĩa: “Giống gia súc là một quần thể sai khác nhau, nhưng trong phần lớn các trường hợp về kiểu gen hoặc kiểu hình lại giống nhau hơn là so với các giống khác”. Trên quan điểm thực tiễn thì: động vật thuần giống có nghĩa là động vật mà về mặt nguồn gốc, ngoại hình, sức sản xuất chúng đáp ứng được những yêu cầu nhất định của một phương hướng nhân giống. Kết hợp cả 2 quan điểm đó có thể định nghĩa giống vật nuôi một cách đầy đủ như sau: “Giống vật nuôi là một nhóm vật nuôi hoàn chỉnh của một loài nào đó, chúng có chung một nguồn gốc, được hình thành bởi quá trình lao động sáng tạo của con người trong những điều kiện kinh tế và tự nhiên nhất định, chúng có số lượng nhất định, có giá trị kinh tế và giá trị làm giống, có những đặc tính về ngoại hình, sinh lý và đặc điểm kinh tế nhất định, có những yêu cầu nhất định về điều kiện sống. Những đặc tính và yêu cầu ấy có thể di truyền cho đời sau và cho phép ta phân biệt được giống này với giống khác”. Theo Isaac (1970), một giống vật nuôi khi có đầy đủ các điều kiện sau: 2. Những tính trạng của giống: Có thể chia làm 2 loại: Tính trạng chất lượng: gồm các tính trạng mà biểu hiện bên ngoài của chúng có thể phân biệt được với nhau rõ ràng, dứt khoát, có thể xác định bằng một tính từ như: màu sắc lông trắng (đen, vàng,...), hình dáng mào gà (mào cờ, mào sít...), tai lợn (cụp, đứng,...). các tính trạng này chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi tính di truyền. Môi trường sống cũng ảnh hưởng tới tính trạng chất lượng nhưng không rõ nét bằng tính di truyền. Tính trạng số lượng: gồm các đặc điểm mà biểu hiện ra bên ngoài không phân biệt với nhau được một cách rõ ràng, dứt khoát, thường phải biểu hiện ra qua nhiều trạng thái trung gian cho nên không thể dùng một tính từ để xác định mà phải dùng thống kê qua số liệu được cân, đong, đo, đếm và dùng phương pháp thống kê phân tích độ chính xác của số liệu. Các tính trạng số lượng bao gồm: khối lượng, chiều cao, chiều dài, sản lượng thịt, sữa, trứng, tốc độ sinh trưởng...

ĐÊ CƯƠNG MÔN CƠ SỞ DT VÀ CG

I Khái niệm về giống vật nuôi

1 Ðịnh nghĩa

Theo quan điểm sinh học có thể định nghĩa: “Giống gia súc là một quần thể sai khác nhau, nhưng trong phần lớn các trường hợp về kiểu gen hoặc kiểu hình lại giống nhau hơn là so với các giống khác”

Trên quan điểm thực tiễn thì: động vật thuần giống có nghĩa là động vật mà

về mặt nguồn gốc, ngoại hình, sức sản xuất chúng đáp ứng được những yêu cầu nhất định của một phương hướng nhân giống

Kết hợp cả 2 quan điểm đó có thể định nghĩa giống vật nuôi một cách đầy đủ như sau:

“Giống vật nuôi là một nhóm vật nuôi hoàn chỉnh của một loài nào đó, chúng có chung một nguồn gốc, được hình thành bởi quá trình lao động sáng tạo của con người trong những điều kiện kinh tế và tự nhiên nhất định, chúng

có số lượng nhất định, có giá trị kinh tế và giá trị làm giống, có những đặc tính về ngoại hình, sinh lý và đặc điểm kinh tế nhất định, có những yêu cầu nhất định về điều kiện sống Những đặc tính và yêu cầu ấy có thể di truyền cho đời sau và cho phép ta phân biệt được giống này với giống khác”

Theo Isaac (1970), một giống vật nuôi khi có đầy đủ các điều kiện sau:

2 Những tính trạng của giống:

Có thể chia làm 2 loại:

- Tính trạng chất lượng: gồm các tính trạng mà biểu hiện bên ngoài của chúng có thể phân biệt được với nhau rõ ràng, dứt khoát, có thể xác định bằng một tính từ như: màu sắc lông trắng (đen, vàng, ), hình dáng mào gà (mào cờ, mào

sít ), tai lợn (cụp, đứng, ) các tính trạng này chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi tính di truyền Môi trường sống cũng ảnh hưởng tới tính trạng chất lượng nhưng không rõ nét bằng tính di truyền

- Tính trạng số lượng: gồm các đặc điểm mà biểu hiện ra bên ngoài không phân biệt với nhau được một cách rõ ràng, dứt khoát, thường phải biểu hiện ra qua nhiều trạng thái trung gian cho nên không thể dùng một tính từ để xác định mà phải dùng thống kê qua số liệu được cân, đong, đo, đếm và dùng phương pháp thống kê phân tích độ chính xác của số liệu Các tính trạng số lượng bao gồm: khối lượng, chiều cao, chiều dài, sản lượng thịt, sữa, trứng, tốc độ sinh trưởng

Giữa tính trạng số lượng và điều kiện sống có mối quan hệ chặt chẽ mặc dầu biến dị của các tính trạng này có cơ sở di truyền nhưng điều kiện sống giữ một vai trò hết sức quan trọng Ranh giới giữa hai loại tính trạng số và chất lượng không thật rõ ràng, trong nhiều trường hợp chúng còn có mối liên quan với nhau một cách chặt chẽ Trong chăn nuôi, phần lớn các tính trạng số lượng đều mang giá trị kinh tế của con giống

Ngoài ra tập tính (habit) và trạng thái thần kinh cũng là những đặc điểm của giống

.2 Phân loại giống

Dựa vào mức độ tác động của con người trong quá trình thuần dưỡng gia súc, người ta phân chia giống thành 3 nhóm

2.1.3.2.1 Giống nguyên thủy

Nhóm giống này có các đặc điểm chính sau:

- Tầm vóc nói chung nhỏ

- Sức sản xuất thấp, thường mang tính kiêm dụng

- Thành thục muộn

- Thích hợp với điều kiện nuôi dưỡng chăm sóc ở mức độ thấp

2.1.3.2.2 Giống quá độ

Nhóm giống này có đặc điểm sau:

- Tầm vóc tương đối lớn do đã được chọn lọc, cải tiến

- Sức sản xuất được nâng lên một bước, hướng kiêm dụng

- Thành thục tương đối sớm.

2.1.3.2.3 Giống gây thành

Nhóm này có các đặc điểm chính sau:

- Tầm vóc lớn hoặc to, nhỏ theo định hướng của con người

- Sức sản xuất cao, hướng chuyên dụng hoặc kiêm dụng

- Thành thục sớm

- Sức chịu đựng bệnh tật kém, dễ bị tác động bởi sự thay đổi của điều kiện sống

- Ðòi hỏi điều kiện nuôi dưỡng chăm sóc ở mức độ cao

Căn cứ vào hướng sản xuất có hai loại:

Căn cứ vào nguồn gốc có hai loại:

IV Chọn giống vật nuôi

1 Khái niệm

Chọn lọc là quá trình mà qua đó một số cá thể được giữ lại và cho phép sinh sản, một số cá thể thì bị loại thải đi Chọn lọc gia súc là sự lựa chọn những cá thể đực và cái để giử lại làm giống (làm bố, mẹ) đồng thời loại bỏ những con vật không làm giống Chọn lọc là biện pháp đầu tiên để cải tiến di truyền giống vật nuôi Chọn lọc không tạo ra các kiểu gen mới, song nó cho phép kiểu gen nào tồn tại nhiều ở thế hệ con cái Ðiều đó có nghĩa là tần số các gen hay kiểu gen mong muốn được tăng lên Trong công tác giống, chọn lọc là khâu rất quan trọng

Darwin đã chia làm 2 loại: chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo Chọn lọc tự nhiên tác động đến cả quá trình phát triển của các thể, là kết quả của sự tác động qua lại giữa cơ thể và ngoại cảnh, cơ thể nào thích nghi được thì phát triển, còn không thì bị hạn chế và tiêu diệt

Ngay từ khi con người bắt đầu thuần hóa gia súc, sự chọn lọc nhân tạo đã bắt đầu Chọn lọc nhân tạo là chọn ra từ trong đàn những cá thể tốt để giữ lại làm giống, tiến hành đào thải những cơ thể xấu Chọn lọc nhân tạo có thể tác động tới

cơ thể nói chung, nhưng có khi chỉ đi vào những tính trạng cần thiết cho con người

Trong công tác giống, chúng ta nói đến chọn lọc là nói đến chọn lọc nhân tạo.

4 Các phương pháp chọn lọc

Tuy nhiên để căn cứ vào đời trước thì thường cần có một sổ ghi phả hệ đòi hỏi tốn kếm nhiều công sức và tiền của nên người ta thường căn cứ vào quần thể hiện tại để có 3 phương pháp chọn lọc như sau:

a Chọn lọc theo bản thân hay chọn lọc trong quần thể

Chọn lọc bản thân còn được gọi là chọn lọc cá thể hay kiểm tra năng suất, chọn lọc kiểu hình

Chọn lọc bản thân là phương pháp căn cứ vào giá trị kiểu hình của bản thân con vật (năng suất) để chọn lọc Phương pháp này được gọi là phương pháp kiểm tra năng suất hoặc kiểm tra cá thể, những cá thể nào có năng suất cao nhất sẽ được giữ lại làm giống

Phương pháp này được sử dụng ở các cơ sở sản xuất giống hoặc các trạm chuyên hóa Ðốí tượng áp dụng là các con đực và cái ở các cá thể được kiểm tra lứa tuổi hậu bị, có bố mẹ là các gia súc giống tốt Người ta nuôi dưỡng gia súc theo những điều kiện tiêu chuẩn trong một thời gian nhất định và theo dõi, đánh giá những chỉ tiêu qui định

Ưu điểm: có độ chính xác cao đối với những tính trạng có hệ số di truyền cao và

có cường độ chọn lọc cao, đơn giản và dễ thực hiện, rẻ tiền do có thể kiểm tra trên nhiều con vật, thực hiện ngay trên bản thân con vật do đó có thể rút ngắn được khoảng cách thế hệ

Nhược điểm:

Phương pháp đòi hỏi những điều kiện nhất định về cơ sở vật chất, tổ chức và kỹ thuật Cũng như phương pháp chọn lọc hàng loạt, kiểm tra năng suất không chọn lọc được những tính trạng mà ta không đánh giá được trực tiếp trên con vật hoặc những tính trạng bị giới hạn bởi giới tính hoặc một số tính trạng chỉ có biết được trên bản thân con vật sau một thời gian dài (khả năng sản xuất sữa của bò cái ), hiệu quả chọn lọc không cao đối với những tính trạng có hệ số di truyền thấp (sinh sản)

b Chọn lọc theo gia đình

Căn cứ vào trung bình giá trị kiểu hình của tất cả các cá thể trong một gia đình để quyết định việc chọn lọc Toàn bộ các cá thể trong những gia đình có trung bình giá trị kiểu hình tốt nhất đều được giữ lại làm giống Như vậy giá trị kiểu hình của bản thân con vật không được tính đến, trừ việc nó tham gia quyết định trung bình giá trị kiểu hình của gia đình

Ưu điểm của phương pháp là: chọn lọc theo gia đình có hiệu quả đối với các tính trạng có hệ số di truyền thấp Sở dĩ như vậy vì khi tính trung bình giá trị kiểu hình của một gia đình thì sai lệch môi trường của các cá thể sẽ bị loại bỏ, lúc đó trung bình giá trị kiểu hình của gia đình sẽ gắn với trung bình của giá trị kiểu gen và ưu điểm này thể hiện rõ khi phương sai của sai lệch môi trường chiếm một phần lớn phương sai của giá trị kiểu hình hoặc nói cách khác, hệ số di truyền thấp Chọn lọc gia đình có hiệu quả tốt khi môi trường sống của các gia đình là giống nhau Nếu môi trường sống của các gia đình là khác nhau thì nó sẽ che khuất sự khác nhau về

di truyền giữa các gia đình, lúc đó chọn lọc theo gia đình sẽ không có hiệu quả Chọn lọc theo gia đình có hiệu quả tốt khi các gia đình có số lượng thành viên lớn Gia đình càng lớn thì trung bình giá trị kiểu hình và trung bình giá trị kiểu gen tiến gần nhau

Nhược điểm chính của phương pháp này là hầu như sẽ đưa đến một số lượng gia đình ít hơn số lượng gia đình bố mẹ được chọn lọc, kết quả là mức độ cận thân ở chọn lọc giữa các gia đình hầu như cao hơn so với chọn lọc cá thể hoặc chọn lọc trong gia đình Khi tiến hành chọn lọc theo gia đình mà không muốn tăng cao hệ

số cận thân thì ta phải giảm cường độ chọn lọc hoặc phải tăng số lượng gia đình chọn lọc

Hiệu quả chọn lọc sẽ không cao khi môi trường sống giữa các gia đình là khác nhau và số lượng anh chị em trong gia đình là ít Một số cá thể có năng suất kém, nhưng vẫn được giữa lại làm giống vì giữ lại toàn bộ gia đình Phương pháp chọn lọc này tiến hành phức tạp hơn chọn lọc cá thể Trên thực tế có hai dạng khác nhau

của sự chọn lọc theo gia đình là phương pháp kiểm tra qua anh chị em và phương pháp kiểm tra qua đời sau

c Chọn lọc trong gia đình

Tiêu chuẩn chọn lọc là so sánh độ lệch giữa các giá trị kiểu hình của từng cá thể so với trung bình giá trị kiểu hình của gia đình có cá thể đó Cá thể nào cách xa trung bình của gia đình nhiều nhất là tốt nhất Như vậy khác với phương pháp chọn lọc giữa gia đình, giá trị kiểu hình của bản thân cá thể ngoài việc tham gia quyết định trung bình giá trị kiểu hình của gia đình và nó còn có vai trò quyết định xem con vật có được giữ lại làm giống hay không khi so sánh với trung bình của gia đình

Ưu điểm: chọn lọc trong gia đình cũng có kết quả tốt đối với các tính trạng có hệ

số di truyền thấp Chọn lọc trong gia đình càng có ý nghĩa hơn khi có một môi trường chung cho các thành viên trong gia đình Chọn lọc trong gia đình cũng có hiệu quả tốt khi có nhiều thành viên trong gia đình Một ưu điểm nữa là hạn chế được sự tăng đồng huyết ở các quần thể khép kín, có số lượng hạn chế vì mỗi gia đình đều có đóng góp để sản xuất ra đời sau

Nhược điểm chính của phương pháp này là: một số cá thể tốt vẫn có thể bị loại thải do trong gia đình chỉ giữ lại một số cá thể để làm giống Phương pháp này tiến hành phức tạp hơn phương pháp chọn lọc cá thể

d Chọn lọc kết hợp

Chọn lọc kết hợp là chọn lọc trên cơ sở phối hợp của nhiều nguồn thông tin, bao gồm nguồn thông tin của tổ tiên con vật đã được dự tính chọn lọc trước khi con vật sinh ra, kiểm tra năng suất khi con vật ở lứa tuổi hậu bị và kiểm tra đời con khi nó bắt đầu được phối giống hoặc bắt đầu sinh sản Phương pháp chọn lọc này là sử dụng cả hai thành phần: sai lệch giữa trung bình của gia đình so với trung bình của quần thể (Pf) và sai lệch giữa cá thể so với trung bình của gia đình (Pw) để đánh giá chọn lọc một cá thể, nhưng mỗi thành phần sẽ có một tầm quan trọng khác nhau ta

sẽ lựa chọn kết hợp theo gia đình và trong gia đình Ngoài ra còn có sự chọn lọc kết hợp giữa cá thể và theo gia đình, giữa cá thể và trong gia đình cũng như kết

hợp giữa tất cả các phương pháp chọn lọc khác nhau Khi chọn lọc kết hợp người

ta thường phải sử dụng chỉ số chọn lọc

Ưu điểm của phương pháp là khi kết hợp nhiều phương pháp chọn lọc khác nhau thì sẽ có tất cả các ưu điểm của các phương pháp riêng rẽ, đồng thời khắc phục được nhược điểm của các phương pháp đó

I Giao phối cận huyết (inbeeding).

1 Khái niệm

Là giao phối giữa các cá thể có quan hệ huyết thống gần gũi với nhau

Ví dụ, giao phối giữa bố mẹ với con cái, anh chị em với nhau hoặc giữa các cá thể

họ hàng

3 Phương pháp xác định mức độ cận huyết.

1920, Wright đã đưa ra công thức tính độ cận thân, được gọi là hệ số đồng huyết

Trong đó: Fx là hệ số đồng huyết của cá thể nghiên cứu

n1 là số thế hệ từ tổ tiên chung đến mẹ của cá thể nghiên cứu

n2 là số thế hệ từ tổ tiên chung đến bố của cá thể nghiên cứu

FA là hệ số đồng huyết của tổ tiên chung

Ví dụ: Tính hệ số cận huyết của cá thể X trong 4 phả hệ sau:

Bài tập: Quan sát các hệ phổ sau:

II Ưu thế lai (heterosis).

1 Khái niệm về ưu thế lai.

Ưu thế lai là hiện tượng khi lai giữa hai bố mẹ khác nhau về di truyền (khác giống, dòng ) con lai F1 tỏ ra ưu việt hơn bố mẹ chúng về mặt sinh trưởng, sức chống chịu, năng suất

2 Các biểu hiện của ưu thế lai.

Trong chăn nuôi gia súc, sự xuất hiện ưu thế lai rất đa dạng và phức tạp Có thể liệt kê các dạng ưu thế lai có gặp như sau:

- Con lai F1 vượt hơn bố mẹ về thể trạng và sức sống, khả năng sinh sản bình thường và đôi khi còn tốt hơn bố mẹ

- Khi lai giữa các giống lợn, gà hướng trứng với gà thịt-trứng như gà Leughorn với gà Newhampshire, Plymouth rock, Australop thì sức sản xuất của

con lai F1 chiếm vị trì trung gian về thể trọng, nhưng vượt hơn bố hoặc mẹ về độ hữu thụ và khả năng sống

- Con lai F1 vượt hơn bố, mẹ về thể chất vững chắc, tuổi thọ, sức làm việc, song lại mất (hoàn toàn hoặc một phần) khả năng sinh sản, điển hình là con lai giữa ngựa và lừa bất dục hoàn toàn Song, khi lai giữa bò nhà với những loại bò rừng như Yak, Bison bison hoặc giữa một số loài thuộc lớp chim thì chỉ có giới

dị giao tử là bất dục, còn giới đồng giao tử vẫn hoàn toàn hữu dục

- Dạng ưu thế lai đặc biệt, khi mỗi tính trạng tách ra một cách riêng rẽ thì F1

là trung gian, nhưng về sức sản xuất cuối cùng thì lại thấy có ưu thế lai điển hình

- Một dạng ưu thế lai khác ở vật nuôi là sức sản xuất của con lai tuy không cao hơn cha mẹ loại tốt nhưng cao hơn chỉ tiêu trung bình của hai giống gốc Loại này chưa được nhiều người thừa nhận

III Lai kinh tế

Lai kinh tế là lai giữa hai cá thể, hai dòng khác giống, khác loài, hoặc các

cá thể của hai dòng phân hoá về di truyền cũng như hai dòng cận huyết trong cùng một giống Các con lai sinh ra không dùng để làm giống mà chỉ lấy sản phẩm thịt, trứng, sữa

- Lai kinh tế còn gọi là lai công nghiệp vì chỉ dùng F1 làm sản phẩm cho nên sản phẩm có thể sản xuất nhanh, hàng loạt có chất lượng trong một đơn vị thời gian sản xuất tương đối ngắn.Tuỳ theo mục đích mà người ta chia lai kinh tế thành

- Lai kinh tế đơn giản: Là cho lai giữa hai cá thể của hai giống hoặc hai dòng

- Lai kinh tế phức tạp: Bao gồm lai giữa ba giống (dòng) trở lên

Mục đích của lai kinh tế: Nhằm tăng mức độ dị hợp tử của con lai thông qua đó lợi dụng ưu thế lai Mức độ tăng dị hợp tử phụ thuộc vào mức độ đồng hợp tử của các giống, dòng tham gia Như chúng ta đã biết, nếu càng nhiều locus đồng hợp tử về gen khác nhau thì mức độ dị hợp tử chờ đợi ở con lai càng lớn Khi cho giao phối giữa hai dòng cận huyết thì mức độ dị hợp tử của con lai có thể sẽ lớn hơn so với giao phối giữa

hai giống Do vậy cần thiết phải kiểm tra khả năng tổ hợp thích hợp giữa các giống và dòng, trên cơ sở đó có thể phát hiện được tổ hợp lai thích hợp nhất có khả năng biểu hiện

ưu thế lai cao

IV Lai xa

Lai xa là cho giao phối giữa các cá thể thuộc hai loài khác nhau

Mục đích của lai xa là tạo sản phẩm, tạo nên giống mới và là nguyên liệu di truyền để nghiên cứu hiện tượng bất thụ do lai xa

- Con la khoẻ hơn bố mẹ về các mặt nhưng không thể sinh sản được

- Hiện tượng không sinh sản được của con lai xa được giải thích là sự không phù hợp về mặt số lượng nhiễm sắc thể của bố và mẹ làm ảnh hưởng đến quá trình phân bào giảm nhiễm hình thành nên giao tử

- Cũng giống như lai giữa các giống (dòng) trong cùng một loài thì con lai cũng biểu hiện ưu thế lai

- Ngoài lợi dụng ưu thế lai thì lai xa cũng góp phần tạo giống mới

2.2 Phân bào nguyên nhiễm (nguyên phân) (Mitosis)

Quá trình này xẩy ra ở các tế bào soma và tế bào sinh dục trong giai đoạn chưa trưởng thành Gồm 2 quá trình: Chia nhân và chia tế bào chất, trải qua 4 giai đoạn ( 4 kỳ):

2.2.1 Tiền kỳ (prophase)

Các trung thể chuyển động về hai cực của nhân, các nhiễm sắc thể co ngắn lại thành sợi Mỗi nhiễm sắc thể gồm 2 sợi cromatit gắn với nhau nhờ tâm động Các sợi tơ vô sắc được hình thành, nối 2 cực của té bào Màng nhân và nhân con biến mất Các tế bào khác với các tế bào động vật là không có trung thể và thoi vô sắc

2.2.2 Trung kỳ (metaphase)

Tâm động của mỗi nhiễm sắc thể kép gắn với thoi vô sắc ở mặt phẳng xích đạo của tế bào Nhiễm sắc thể co ngắn đến mức tối đa, trở thành hình que, có thể quan sát rất rõ dưới kính hiển vi, thấy rõ hình thái và đếm được số lượng nhiễm sắc thể