Tài liệu Nâng cao các kỹ năng về di truyền, sinh sản và lai tạo giống bò thịt nhiệt đới- chương 16 ppt

Chọn lọc đa tính trạng nhằm các mục tiêu nhân giống cụ thể thông qua sử dụng phần mềm BreedObject S. A. Barwick, W. H. Upton Giới thiệu Chơng này nói về việc xây dựng các mục tiêu nhân giống và chỉ số chọn lọc với nhận thức rằng chọn lọc thờng quan tâm tới việc cải tiến di truyền đối với nhiều tính trạng kinh tế quan trọng. Ví dụ, các tính trạng ở bò thịt nh khả năng sinh sản, sinh trởng, thân thịt, sự dễ đẻ và các tính trạng về sử dụng thức ăn đều quan trọng cho việc nâng cao lợi nhuận của cả hệ thống chăn nuôi bò thịt. Mục tiêu chọn giống là một trong những bộ phận quan trọng nhất của một chơng trình giống bởi vì một điều cực kỳ quan trọng là công tác giống phải đi đúng hớng. Một chỉ số chọn lọc đợc xây dựng đúng sẽ là tiêu chuẩn chọn lọc sử dụng để đạt đợc mục tiêu chọn giống. Chúng tôi sẽ mô tả tóm tắt phần mềm BreedOject dùng cho việc xác định mục tiêu nhân giống và chỉ số chọn lọc (Barwwick et al., 1998) và sử dụng phần mềm này để đa ra các ví dụ. Xác định mục tiêu nhân giống Mô tả công việc di truyền Mục tiêu nhân giống đơn giản chỉ là mô tả công việc của nhà di truyền đối với những gia súc có tiềm năng làm giống. Đó là cơ sở để đánh giá con vật để đa vào nhân giống. Nó mô tả các yếu tố năng suất của gia súc (các tính trạng nhân giống mục tiêu) cần đợc cải thiện. Mục tiêu nhân giống thông thờng là mục tiêu kinh tế, tập trung vào các tính trạng có ý nghĩa kinh tế quan trọng. Các yếu tố xã hội và văn hoá có thể cũng ảnh hởng đến tầm quan trọng của tính trạng. Mục tiêu nhân giống (H) có thể đợc hình dung nh sau: H = v 1 .G 1 + v 2 .G 2 + v 3 .G 3 + v 4 .G 4 + ở đây, G là giá trị của giống đối với các tính trạng khác nhau và v là giá trị kinh tế tơng ứng. Giá trị kinh tế của tính trạng đợc định nghĩa nh là sự thay đổi lợi nhuận cận biên có đợc, khi tăng đợc một đơn vị của tính trạng. Giá trị kinh tế của tính trạng đợc đánh giá khi mặc nhận rằng tất cả các tính trạng khác không thay đổi. Tích của giá trị kinh tế và độ lệch chuẩn của các tính trạng di truyền (tức v i . gi , gọi là giá trị kinh tế liên đới của tính trạng hoặc REVs) thờng đợc sử dụng để miêu tả tầm quan trọng tơng đối của tính trạng đối với mục tiêu chọn giống. Bản thân giá trị kinh tế của tính trạng khó có thể so sánh một cách trực tiếp. Các bớc trong quá trình xác định mục tiêu nhân giống Quá trình xác định mục tiêu chọn giống có thể đợc phân thành 4 bớc. Ponzoni và Newman (1989) đã mô tả các bớc đó đối với bò thịt nh sau: Nhận dạng hệ thống giống, hệ thống chăn nuôi, và hệ thống maketing mà những con gia súc giống và đời sau của chúng sẽ đợc sinh sống và phát triển. ở đây tách riêng vùng giống hạt nhân và vùng thơng mại, điều quan trọng là hệ thống đã đợc nhận ra là hệ thống bao gồm nhân giống, sản xuất và thị trờng. Xác định tất cả các nguồn thu và các chi phí ảnh hởng tới lợi nhuận trong hệ thống. Xác định các tính trạng sinh học có ảnh hởng tới thu nhập và chi phí. Xác định các biến động của giá trị kinh tế liên quan đến việc tăng một đơn vị ở mỗi tính trạng. Xác định mục tiêu giống bằng phần mềm 'BreedObject' Phần mềm BreedObject là một chơng trình dùng để xác định mục tiêu chọn giống và chỉ số chọn lọc sử dụng để nhân giống bò thịt. Nó đợc thiết kế theo quan điểm của ngời sử dụng về hệ thống giống, hệ thống sản xuất và thị trờng mà trong đó các gia súc đợc chăn nuôi (bớc 1, ở trên). Điều này thu đợc khi ngời sử sụng trả lời một bảng câu hỏi. Bản câu hỏi đợc thiết kế cho những hệ thống chăn nuôi rất đa dạng. BreedObject sau đó tiến hành phân tích giá trị kinh tế của việc nâng cao các tính trạng của mục tiêu chọn giống. Các tính trạng của bò xuất chuồng sớm - Tính dễ đẻ (%) trực tiếp và thông qua mẹ - Khối lợng hơi (kg) trực tiếp và qua mẹ - Tỷ lệ thịt xẻ (%) (khối lợng thân thịt/khối lợng hơi x 100) - Tỷ lệ thịt % - Độ dầy mỡ (mông) (mm) - Điểm độ vân của thịt 97 Các tính trạng của bò cái giống - Tỷ lệ bê cai sữa (%) - Tỷ lệ bê nuôi sống (%) - Thể trọng (kg) Trong danh mục này, lợng thức ăn ăn vào đợc xem là chi phí liên quan với tính trạng khối lợng. Khả năng giao phối của bò đực là một tính trạng cần đợc quan tâm hơn. Đây chỉ mới bắt đầu là vấn đề giống ở những nơi mà những con bò đực hoàn toàn đợc sử dụng ở những đàn thơng mại. Trong việc sử dụng BreedOject, một vấn đề rất quan trọng là ngời sử dụng có một nhìn nhận rõ về hệ thống giống sản xuất và maketing. Tuy nhiên ngời sử dụng đợc giảm bớt nhiều những trách nhiệm từ bớc 2 đến bớc 4 ở trên vì chúng đợc thực hiện hoặc đợc hớng dẫn bởi phần mềm. Một vài điểm đáng nhấn mạnh đặc biệt khi miêu tả hệ thống giống sản xuất và thị truờng trong đó những gia súc đợc chăn nuôi là: Hiểu rõ về vai trò của giống gia súc là một điều rất quan trọng để đánh giá. Ví dụ liệu những con cái có đợc giữ lại để làm giống, hoặc sử dụng một đực giống gốc và tất cả đời con sinh ra đều giết mổ hết. Tuổi giết thịt và khối lợng khi giết thịt cần phải đợc định rõ, cũng nh phải xác định bất kỳ việc giảm và tăng giá có thể xảy ra ngoài thị trờng. Khi đánh giá những chi phí cũng nh những nguồn thu từ các hệ thống, cách quản lý tốt nhất nên đợc xem xét cả trớc và sau khi cải tiến di truyền. ở những nơi hệ thống chăn nuôi gồm nhiều công đoạn, những ngời sản xuất bê cái giống, khi mua những đực giống cần nhằm vào sự cân bằng những tính trạng sẽ thu đợc lợi nhuận nhiều nhất cho toàn bộ hệ thống chăn nuôi. Những chơng trình giống của những nhà chăn nuôi đàn giống hạt nhân cũng nên nhằm vào lợi nhuận thu cho toàn bộ hệ thống chăn nuôi. Mục tiêu chọn giống nhằm cung cấp cho các thị trờng khác nhau hoặc bao gồm cả việc sử dụng các gia súc trong những vai trò khác nhau có thể khác nhau hoàn toàn. Ví dụ Những giá trị kinh tế của tính trạng đợc chỉ ra ở bảng 1. Đây là các tính trạng sử dụng cho những đực giống ở một đàn thơng phẩm của Australia, khi bò đạt 420 kg ở 17 tháng tuổi vỗ béo trên đồng cỏ đợc đa đi giết mổ. ở đây ngời ta quan tâm vừa phải đến tính trạng dễ đẻ và quan tâm vừa phải đến việc bò cái sẽ có 1 bê/năm. Ngời ta cũng ít quan tâm đến việc bò đã đợc vỗ béo đủ khối lợng đề ra cha vào lúc 17 tháng tuổi. Thị trờng ở đây chỉ quan tâm đến thịt bò nạc. Giá trị kinh tế liên đới (REVs) của bảng 1 minh hoạ tầm quan trọng cân bằng đều những tính trạng: đẻ dễ, tăng trởng giai đoạn non, sản lợng thịt (% trọng lợng móc hàm, % thịt xẻ) và những tính trạng của bò cái trong ví dụ này. Một tính trạng đơn quan trọng nhất trong ví dụ này (giá trị kinh tế liên đới 13,5) là khối lợng và tuổi kết thúc. Tuy nhiên tầm quan trọng của việc chọn lọc đối với việc tăng trởng nh một mục tiêu đợc bù lại một chút nào đó, ở ví dụ này qua giá trị kinh tế liên đới âm (-6,3) của khối lợng hơi ở bò cái. Bảng 1. Ví dụ về giá trị kinh tế (EV) và giá trị kinh tế tơng đối đối với những tính trạng của mục tiêu chọn giống. g là giá trị của độ lệch chuẩn di truyền . Tính trạng Đơn vị Giá trị kinh tế ($/đơn vị ) Giá trị kinh tế liên đới ($ cho g ) Những tính trạng của bò xuất chuồng sớm - Dễ đẻ (trực tiếp) - Dễ đẻ (thông qua mẹ) - Khối lợng hơi (trực tiếp) khi bán - Khối lợng hơi (thông qua mẹ) khi bán - Tỷ lệ thịt xẻ (%) - Tỷ lệ thịt (%) - Độ dầy mỡ mông - Điểm độ vân của thịt Những tính trạng của bò cái giống - Tỷ lệ bê cai sữa - Tỷ lệ bê nuôi sống - Khối lợng bò cái % % kg kg % % mm điểm % % kg 1,75 1,41 0,70 0,49 5,96 4,73 2,32 0.0 0,67 2.43 -0,21 10,3 8,2 13,5 3,4 6,.2 7,0 2,9 0,0 5,4 7,2 -6,3 98 Xây dựng chỉ số chọn lọc Lý thuyết Khi có các dữ liệu năng suất của những con đang đợc xem xét để chọn lọc, hệ thống các phơng trình sau đây (đợc gọi là các phơng trình chỉ số chọn lọc) có thể đợc giải ra để thu đợc các gia quyền (hệ số) phù hợp nhất để áp dụng cho mỗi loại dữ liệu. P b = G v Trong đó: P là ma trận hiệp phơng sai phơng sai về kiểu hình giữa các số liệu ghi chép, G là ma trận hiệp phơng sai phơng sai di truyền giữa những số liệu và những tính trạng của mục tiêu chọn giống. b là một vectơ gia quyền cần tìm. v là vectơ các giá trị kinh tế của các tính trạng. Gia quyền chỉ số đợc tính bởi công thức: b = P 1 .G.v Sử dụng phần mềm "BreedObject" để xây dựng chỉ số chọn lọc Phần mềm "BreedObject" thiết kế để sử dụng với giá trị giống ớc tính (EBV) có sẵn thông qua BREEDPLAN. Khi chỉ số đợc xây dựng thì tiêu chuẩn chọn lọc đợc kết hợp là giá trị giống ớc tính theo BREEDPLAN của các ứng cử viên chứ không đơn thuần là các số liệu gốc quan sát đợc. Schneeberger và cộng sự (1992) đa ra cách giải để tính gia quyền của chỉ số tơng tự trong trờng hợp này nh sau: b = G 11 -1 .G 12+ . V Trong đó: G 11 là ma trận hiệp phơng sai phơng sai di truyền giữa các tiêu chuẩn trong chỉ số G 12 là ma trận phơng sai hiệp phơng sai di truyền giữa tiêu chuẩn trong chỉ số và các tính trạng. Ví dụ Hình 1 chỉ ra các giá trị chỉ số của những con đực đối với hai chỉ số, đối với những mục tiêu giống khác nhau, cùng với giá trị giống ớc tính của BREEDPLAN đã đợc sử dụng để tính đợc các chỉ số đó. Các giá trị giống ớc tính cụ thể ở phía trên. Mối giá trị giống ớc tính đợc nhân với một gia quyền (khác nhau với mỗi chỉ số), nh đã mô tả ở trên, và tổng của các tích số đợc cộng lại để cho giá trị của chỉ số. Gia súc có thể đợc xếp hạng theo một trong hai chỉ số để cho thấy thứ hạng của chúng theo mỗi mục tiêu nhân giống. Sơ sinh Sinh sản Dễ đẻ Sinh trởng Thịt xẻ Chỉ số 1 Chỉ số 2 Số gia súc 99 Những ứng dụng của BreedObject ứng dụng trớc tiên là phân loại những con bò đực và đàn giống cái hạt nhân khác cho việc chọn lọc với mục tiêu chọn giống đã đợc xác định. Khả năng gắn mục tiêu nhân giống và chỉ số chọn lọc với nhu cầu của từng ngời chăn nuôi giúp cho việc áp dụng chỉ số chọn lọc và cho phép so sánh gia súc một cách nhanh chóng nhằm các mục đích sản xuất khác nhau. Phần mềm BreedObject cũng kết hợp chặt chẽ các đặc trng cho phép ngời sử dụng dự đoán trớc những thay đổi về di truyền họ có thể đạt đợc nếu chỉ số đặc biệt đợc sử dụng nh là cơ sở của việc chọn lọc trong đàn. Hình 2 minh hoạ cờng độ chọn lọc thu đợc trên từng giá trị giống ớc tính đơn lẻ chọn lọc theo 10% con vật cao nhất về chỉ số. Hình 2 chỉ ra rằng việc chọn lọc về một chỉ số có thể có hiệu quả tạo ra nhiều thuận lợi ở nhiều tính trạng cùng một lúc. Phần mềm BreedObject đợc xây dựng nh một phần mềm máy tính cá nhân PC cho các chuyên gia t vấn làm việc với những nhà chăn nuôi. Gần đây đã nhấn mạnh những ứng dụng của BreedObject trên các trang Web. Trang Web BreedObject (http:/www.breedobject.com) lần đầu tiên đợc đa lên mạng vào đầu năm 2000. Địa chỉ này cung cấp một loại các chỉ số để xếp loại những con bò đực cho khả năng sinh lợi đối vơí các mục tiêu chăn nuôi khác nhau và cung cấp một danh sách các con đực và tinh đợc bán. Những ngời mua bò đực giống có thể tìm thấy những con bò đực họ muốn mua bằng cách phân loại những con bò đực giống đợc bán còn non thông qua những cuộc mua bán. Cũng có nhiều đặc điểm cho phép phân loại theo yêu cầu của từng ngời sử dụng. Địa chỉ này hiện tại có 33 chỉ số đợc cung cấp trên tổng số 9 giống. Nó đã thu hút 750 lợt ngời truy cập mỗi tháng (25 lợt mỗi ngày), tức là có trên 8000 lần gõ mỗi tháng. Trong khi những ngời sử dụng chính là ngời Australia thì vẫn có cả những ngời từ nhiều nớc khác quan tâm. Website BreedObject cũng hoạt động nh một nhân tố xúc tác cho việc áp dụng rộng rãi các chỉ số. Việc xây dựng và áp dụng các chỉ số ở cấp độ phẩm giống ở Australia gần đây đã đợc đẩy mạnh. Các chỉ số BreedObject cho một loạt các mục tiêu sản xuất bây giờ đợc tính thờng xuyên cho các gia súc qua BREEDPLAN cho các giống Angus, Hereford, Limousin, Murray Grey và Poll Herefore. Tài liệu tham khảo Barwick, S.A. and Henzel, A.L. (1998) Proc. 6 th Word Congr. Appl. Livestk. Prod. 27, 445. Ponzoni, R.W. and Newman, S. (1989) Anim. Prod. 49, 35. Schneeberger, M. Barwick, S.A., Crow, H.G. and Hammond, K. (1992) Anim. Breed. Genet. 109, 180. Hình 2: Cờng đô chọn lọc thu đợc theo từng EBV riêng rẽ chỉ lấy 10% gia súc tốt nhất trong dữ liệu. Các giá trị EBV đợc thể hiện ở đây là tính dễ đẻ trực tiếp và qua mẹ (Ced,m), Khối lợng sơ sinh (BWd), Khối lợng 200 ngày (theo mẹ) (200m), Khối lợng 600 ngày (600d), Tuổi đẻ lứa đầu (DC), Độ dày mỡ (FD), Năng suất thịt bán lẻ (RBY%) và Khối lợng bò trởng thành (MCW). 100 . tính trạng ở bò thịt nh khả năng sinh sản, sinh trởng, thân thịt, sự dễ đẻ và các tính trạng về sử dụng thức ăn đều quan trọng cho việc nâng cao lợi nhuận. chọn giống và chỉ số chọn lọc sử dụng để nhân giống bò thịt. Nó đợc thiết kế theo quan điểm của ngời sử dụng về hệ thống giống, hệ thống sản xuất và thị