Bài giảng Nhập môn chăn nuôi - Chương 2: Di truyền và nhân giống vật nuôi

Bài giảng Nhập môn chăn nuôi - Chương 2: Di truyền và nhân giống vật nuôi với kết cấu nội dung gồm 3 phần: Phần 1. Di truyền học; phần 1. Chọn giống vật nuôi; và cuối cùng là nội dung kiến thức về nhân giống vật nuôi. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm rõ nội dung chi tiết của bài giảng này.

Chương 2

DI TRUYỀN VÀ NHÂN GIỐNG

VẬT NUÔI

Các lĩnh vực của di truyền

• Di truyền chuyển tiếp

• Di truyền phân tử

• Di truyền quần thể

• Xác định các gen ảnh hưởng tới một tính

trạng nào đó.

• Cách thức qua đó các gen này được

truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác

hoạc từ từ tế bào này sang tế bào khác.

Di truyền chuyển tiếp

• Di truyền chất lượng/di truyền Menden

nghiên cứu các tính trạng biến động một cách rời rạc

• Di truyền số lượng nghiên cứu các tính

trạng biến động một cách liên tục và các

cơ chế đằng sau chúng

Có thể coi như là một sự phát triển mở rộng của di

truyền Menden mà ở đó tác động cộng gộp của nhiều gen dã dẫn tới giá trị kiểu hình của tính trạng phân phối liên tục

Di truyền chuyển tiếp

Di truyền phân tử

• Nghiên cứu cấu trúc và

chức năng của gen, VD

thành phần hóa học của

gen

• Và sự biểu hiện của chúng

trong việc xác định cấu

trúc của protein, thành

phần cấu trúc quan trọng

nhất của tế bào

Di truyền quần thể

• Nghiên cứu về đặc điểm

phân bố của các gen

trong quần thể sinh vật

• Và sự thay đổi cấu trúc

gen của các quần thể

Hệ gen và kiểu gen

• Tập hợp toàn bộ vật chất di truyền của một tế bào hay một cơ thể sống được

gọi là hệ gen (genome)

• Phiên bản cụ thể của hệ gen mà một

cá thể mang được gọi là kiểu gen, đó là tập hợp của các gen

• Một gen được định nghĩa là một đơn vị nhỏ nhất của sự di truyền

Tế bào và nhiễm sắc thể

• Tất cả các loại động vật đều được cấu tạo từ các đơn vị cấu trúc nhỏ gọi là tế bào

tế bào trứng.

Nhiễm sắc thể và gen

• Mỗi nhiễm sắc thể chứa một phân

tử hóa học dài gọi là DNA (phân tử

Gen và kiểu gen

• Trình tự của hầu hết các gen sẽ quy định cho trình tự của các amino axit đặc thù của các phân tử protein

• Protein quyết định biểu hiện kiểu hình của một tính trạng.

• Các gen có thể biểu hiện thành kiểu hình thông qua một trong hai cách: tác động cộng gộp hoặc riêng rẽ

Gen và alen

• Các dạng khác nhau của một gen được gọi là

alen

• Ví dụ ở cây đậu Hà lan: Y là alen cho kiểu hình

hạt vàng và y là alen cho kiểu hình hạt xanh.

• Động vật và thực vật mang một cặp của mỗi gen,

do đó mỗi cây đỗ có thể có kiểu gen YY, Yy hay yy

• Vì alen Y là alen trội (viết hoa) nên cá thể có kiểu gen Yy sẽ có kiểu hình màu vàng

Gen trội và gen lặn

• Gen trội là gen mà lấn át ảnh hưởng của gen khác trong cặp.

• Gen lặn là gen bị lấn át bởi gen trội

Trội không hoàn toàn

• Là khi một gen không lấn át hoàn toàn ảnh hưởng của gen khác trong một cặp gen và dẫn tới kết quả

là sự biểu hiện kết hợp hai tính trạng

• Ví dụ: màu lang ở bò hay ngựa:

RR x WW = RW

Đỏ x trắng = Lang trắng đỏ

lang – lẫn lộn giữa lông màu trắng và đỏ

Đồng hợp tử và dị hợp tử

• Đồng hợp tử: một cá thể có hai alen giống nhau

tại một locus trên nhiễm sắc thể

• Dị hợp tử: một cá thể có hai alen khác nhau tại

một locus trên nhiễm sắc thể

• VD: ALen B – quy định mắt nâu

Kiểu gen và kiểu hình

• Kiểu gen: kiểu gen (bộ alen) của một con vật

hay một tính trạng nhất định được ký hiệu bằng các chữ cái

• VD: PP, AA, Pp, Aa, aa

• Kiểu hình: diện mạo, đặc điểm của một

đặc tính nào đó được diễn tả bằng từ

• VD: có sừng hoặc không có sừng

Tính trạng liên kết với giới tính

• Là các tính trạng được quy định bởi các gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính

• Vd: tính trạng mù màu xanh và đỏ

– 2:25 ở con đực

– 1:150 ở con cái

Đột biến

• Khi một tính trạng mới không có ở bố hay mẹ

• VD: giống bò Hereford không sừng mới, được tạo ra từ lai hai giống bò có sừng

• Nguyên nhân: trình tự của DNA bị thay đổi

Hợp tử

• Sự kết hợp của hai giao tử thuộc hai giới tính khác nhau sẽ hình thành nên hợp tử, đây là tế bào khởi nguồn đầu tiên của một

cơ thể mới

• Hợp tử chứa bội nhiễm sắc thể lưỡng bội

• Trong suốt quá trình giảm phân, các cặp allen khác nhau có thể được sắp xếp

thành các tổ hợp mới  Hợp tử có nhiều kiểu gen khác nhau và khác với kiểu gen của cha mẹ

Biến dị/Di truyền

• Không phải tất cả sự khác biệt giữa các cơ thể sống đều do di truyền

• Một vài sự biến dị là do tác động

của môi trường mà sinh vật sinh

sống

Sự phân bố của gen trong quần thể

• Các quần thể sinh vật khác nhau có tần

số các alen khác nhau

• Định luật Hardy-Weinberg: trong điều kiện

giao phối ngẫu nhiên và không có sự thay đổi tần số alen, cấu trúc của một quần thể

có thể được mô tả bởi p2 kiểu gen AA là,

pq kiểu gen Aa và q2 kiể gen aa

• Trong đó p và q là tần số các alen A và a trong quần thể

Sự tiến hóa di truyền

• Sự cân bằng của quần thể theo định luật Hardy-Weinberg có thể bị thay đổi do đột biến, chọn lọc, sự thay đổi ngẫu nhiên tần

số alen (sự trôi dạt di truyền) và sự di cư (áp lực tiến hóa)

• Bốn quá trình tiến hóa chính: chọn lọc tự nhiên, trôi dạt di truyền, đột biến và dòng gen

Giá trị kiểu gen

• Tác động kết hợp của tất cả các gen bao gồm các gen trong nhân, các gen ty thể

và sự tương tác giữa các gen

• Thường được chia nhỏ thành hợp phần cộng gộp (A) và hợp phần trội (D)

• A là tác động cộng gộp của các gen riêng rẽ

• D là kết quả của sự tương tác giữa các gen

Sự sai khác môi trường

• Sự sai khác môi trường có thể được chia nhỏ thành yếu tố môi trường thuần túy (E)

và sự tương tác (I) diễn tả sự tương tác giữa gen và môi trường

Các thành phần của kiểu hình

• Giá trị kiểu hinh có thể được mô tả bởi:

P = A + D + E + I

• Sự đóng góp của những thành phần này không xác định được qua từng cá thể

nhưng có thể được ước tính trên cả quần thể thông qua ước lượng phương sai của các thành phần này biểu thị qua công

thức:

VP = VA + VD + VE + VI

Hệ số di truyền

• Hệ số di truyền của một tính trạng là tỷ lệ

của tổng phương sai (phương sai kiểu

hình, Vp) mà gây ra do phương sai kiểu gen

• Tổng phương sai kiểu gen (VG) là hệ số di truyền theo nghĩa rộng (H2), trong khi chỉ phương sai kiểu gen do tác đọng cộng gộp (VA) được dùng

để chỉ hệ số di truyền theo nghĩa hẹp (h2).

• Hệ số di truyền (h 2 ) cho biết một tính trạng sẽ đáp ứng như nào với sự chọn lọc tự nhiên hay chọn lọc nhân tạo.

CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI

– Mục đích

– Phương pháp

Mục đính của chọn giống

• Để xác định và chọn lọc được những con vật tốt nhất có sở hữu một tỷ lệ lớn những gen tốt quy định một hoặc nhiều tính trạng mong muốn để sử dụng cho nhân giống

Phương pháp chọn giống

• Chọn lọc cá thể chỉ sử dụng thông tin của từng

ứng viên cho chọn lọc

• Chọn lọc trong gia đình sử dụng những cá

thể tốt nhất từ mỗi gia đình để làm giống

• Chọn lọc giữa các gia đình sử dụng cả gia

đình để chọn lọc

• Các phương pháp khác sử dụng riêng rẽ hay

kết hợp các thông tin của họ hàng hay con

cháu để chọn lọc

• Công nghệ hiện đại sử dụng tất cả các thông tin

trên cùng lúc và có độ chính xác cao hơn.

NHÂN GIỐNG VẬT NUÔI

• Nhân giống thuần

Nhân giống thuần

• Cho giao phối giữa các cá thể đực cái trong cùng một giống.

• Nhằm mục tiêu thiết lập và duy trì ổn định các

tính trạng mà con vật sẽ truyền cho thế hệ tiếp

theo

• Để cung cấp vật chất di truyền (đàn hạt nhân)

cho các đàn nuôi thương phẩm

• Đàn hạt nhân cung cấp con đực hoặc cái giống cho các cơ sở sản xuất đàn hạt nhân khác hoặc cho các cơ sở nuôi thương phẩm khác.

Nhân giống cận huyết

• Là việc tạo ra các thế hệ con cháu bằng việc cho giao phối giữa các cặp bố mẹ có họ hàng gần

• Cận giao là một dạng của nhân giống cận huyết

mà ở đó các cặp bố mẹ có quan hệ rất gần (ví

dụ con dực với con gái của nó, con cái với con trai của nó, hoặc giữa các anh chị em ruột thịt vvv.

• Làm tăng nguy cơ biểu hiện các gen lặn không

mong muốn  Sự suy thoái cận huyết

Tại sao cần nhân giống cận huyết?

• Với mục đính củng cố di truyền những tính trạng mong muốn của những giống nhất

định

• Có thể loại những những đặc điểm không mong muốn khỏi đàn

Ưu điểm / Nhược điểm

Ví dụ về suy thoái cận huyết

Nhân giống theo dòng

• Là dạng thức nhân giống thuần bảo thủ nhất mà

ở đó có sự giao phối giữa các con vật có họ

hàng gần hoặc xa

• Nhằm mục đính là để truyền phần lớn các gen của một tổ tiên xuất sắc nhất từ thế hệ này sang thế hệ khác mà không dẫn tới sự tăng tần số

của các tính trạng không mong muốn, những

tính trạng mà thường gắn liền với cận giao.

Nhân giống theo dòng

• Ít cơ hội biểu hiện những tính trạng không

Nhân giống ngoại huyết

• Sự giao phối giữa các con vật thuộc các gia đình khác nhau trong cùng một giống

• Là hệ thống nhân giống tương đối an toàn

• Ít khả năng hai cá thể không có họ với

nhau cùng mang gen không mong muốn giống nhau và truyền cho thế hệ sau

• Làm tăng tính đa dạng di truyền

Lai giống

• Là sự giao phối giữa hai con vật

thuộc các giống khác nhau

• Hai ưu điểm nổi bật:

– Kết hợp giống: các giống được lựa chọn có

những tính trạng bổ sung nhau sẽ làm tăng cường giá trị kinh tế của thế hệ sau

Các phương pháp lai giống

Các phương pháp lai giống được áp dụng nhiều nhất bao gồm:

• Lai hai giống

• Lai luân chuyển hai giống

• Lai luân chuyển ba giống

• Lai kết thúc sử dụng ổn định đực giống

Lai hai giống

• Bao gồm việc duy trì một đàn cái thuần

của một giống và cho cả đàn cái này giao phối với một đực giống của một giống

khác

• Khai thác ưu thế lai trực tiếp (những ưu thế của con lai), chứ không phải là ưu thế lai của dòng mẹ (ưu thế của một con bò

mẹ lai)

• Để duy trì chương trình giống, những con cái hậu bị thuần được mua về để thay thế đàn

Lai hai giống

Giống A X

F 1 (A x B) nuôi thương phẩm

Giống B

Lai luân chuyển hai giống

• Các con đực thuộc hai giống được sử dụng

• Những con cái của giống này sẽ được phối

giống với con đực của giống khác

• Sau một vài thế hệ gần như 2/3 vật chất di

truyền của mỗi bê sẽ là từ giống ban đầu và 1/3 vật chất di truyền là từ giống khác

Lai l uân chuyển hai giống

Cái thay thế

Cái thay thế Tăng tỷ lệ vật chất

di truyền của giống A

Lai luân chuyển ba giống

• Ba giống được sử dụng

• Con cái được phối giống với con đực của giống mà ít có họ với chúng nhất (the sire breed of their maternal grandam)

• Hầu như tất cả các ưu thế lai được thể

hiện

• Có tiềm năng trong việc tổ hợp ra các

giống đặc biệt xuất sắc

Lai luân chuyển ba giống

Tăng vật chất di truyền giống B Tăng vật chất di truyền giống C

X Cái thay thế

Cái thay thế

Cái thay thế

Lai kết thúc sử dụng ổn định đực giống

• Những con cái F1 được lai

kết thúc với con đực của

Sơ đồ lai kết thúc sử dụng ổn định đực giống

Giống C