- Khái niệm về hệ số di truyền
Hệ số di truyền là một trong những thành phần quan trọng trong chọn lọc giống. Hệ số di truyền là tỉ lệ của phần do bản chất di truyền qui ựịnh trong việc tạo nên giá trị kiểu hình. Hệ số di truyền ựược Wright S. ựề cập ựến từ năm 1921 (Nguyễn Văn Thiện, 1995) [23], giá trị kiểu hình (P) của bất kì một tắnh trạng nào ựó ựều chịu ảnh hưởng bởi 2 yếu tố di truyền (G) và môi trường (E) tác ựộng ựến tắnh trạng quy ựịnh theo công thức:
P = G + E
Hệ số di truyền ựược trình bày theo nghĩa rộng và theo nghĩa hẹp:
- Hệ số di truyền theo nghĩa rộng
Hệ số di truyền theo nghĩa rộng biểu thị bằng tỉ lệ giữa phương sai của giá trị kiểu gen và phương sai của giá trị kiểu hình. Hệ số di truyền theo nghĩa rộng còn ựược gọi là mức ựộ quyết ựịnh di truyền (ựược kắ hiệu là h2G) và ựược biểu diễn bằng công thức sau:
VG VA + VD + VI
h2 = VP
=
VP
Trong ựó: - h2G: h2 theo nghĩa rộng
- VG: phương sai giá trị kiểu gen - VP: phương sai giá trị kiểu hình
- VA: phương sai giá trị di truyền cộng gộp (DTCG) - VD: phương sai của sai lệch trội
- VI: phương sai của sai lệch át gen
Bản chất của hệ số di truyền (h2) theo nghĩa rộng không biểu thị bản tắnh di truyền của tắnh trạng vì hai thành phần hiệu ứng sai lệch trội (D) và hiệu ứng sai lệch át gen (I) không ựược truyền lại cho ựời sau, do ựó h2 theo
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 20 nghĩa rộng ắt ựược sử dụng trong công tác giống.
- Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp
Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp là tỉ lệ giữa phương sai giá trị DTCG và phương sai giá trị kiểu hình: VA/VP, h2 theo nghĩa hẹp ựược kắ hiệu là h2A và ựược biểu diễn bằng công thức:
VA
h2A =
VP
Trong ựó:
- h2A: hệ số di truyền theo nghĩa hẹp - VA: phương sai giá trị DTCG - VP: phương sai giá trị kiểu hình
Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp quyết ựịnh mức ựộ giống khác nhau giữa các thân thuộc, vì vậy h2 theo nghĩa hẹp thường ựược sử dụng trong công tác chọn lọc giống vật nuôị
- Phương pháp xác ựịnh hệ số di truyền
Hệ số di truyền có thể xác ựịnh theo nhiều phương pháp như: Phương pháp hồi quy ựời con theo bố và mẹ, phương pháp phân tắch anh chị em, phương pháp quần thể, phương pháp tương quan, phương pháp phân tắch phương saiẦ Trong thực tế phương pháp thường ựược sử dụng là phương pháp tương quan và phương pháp phân tắch phương saị
- Giá trị của hệ số di truyền
Hệ số di truyền biểu thị khả năng di truyền của tắnh trạng: Hệ số di truyền của mỗi tắnh trạng càng lớn khả năng di truyền của tắnh trạng ựó càng cao và ngược lại, h2 của mỗi tắnh trạng nhỏ thì khả năng di truyền của tắnh trạng ựó thấp. đồng thời, h2 càng cao thì hiệu quả chọn lọc càng lớn, ngược lại h2 càng nhỏ thì hiệu quả chọn lọc càng thấp.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 21 phân từ 0,0 ựến 1,0 hoặc tỉ lệ phần trăm từ 0% ựến 100%. Thường người ta phân chia h2 ra làm 3 mức ựộ khác nhau, h2<0,2 là h2 thấp; 0,2< h2<0,4 là h2 trung bình và h2>0,4 là h2 caọ Những tắnh trạng có h2 thấp là những tắnh trạng chịu tác ựộng lớn của môi trường. Các tắnh trạng sinh sản của lợn như số con sơ sinh sống, số con cai sữa có h2 thấp.
- Các nhân tố ảnh hưởng ựến hệ số di truyền
độ lớn của h2 phụ thuộc bản chất di truyền của tắnh trạng: khả năng di truyền của một tắnh trạng ựược quyết ựịnh bởi các hiệu ứng của các gen. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
độ lớn của h2 của cùng một tắnh trạng phụ thuộc cấu trúc di truyền của quần thể (giống, dòng, gia ựình) và mức ựộ chọn lọc: Quần thể ựã ựược duy trì lâu dài, tiến hành chọn lọc với cường ựộ cao sẽ làm cho quần thể ựồng nhất về mặt di truyền của tắnh trạng chọn lọc, dẫn ựến làm giảm phương sai của giá trị cộng gộp. Có nghĩa là chọn lọc sẽ làm giảm h2 của các tắnh trạng này, ngược lại, một quần thể mới ựược hình thành và chưa ựược chọn lọc hoặc chọn lọc với cường ựộ thấp thì quần thể kém ựồng nhất về mặt di truyền và phương sai của giá trị cộng gộp lớn từ ựó h2 caọ Trong một quần thể nhỏ, hiệu ứng cận thân sẽ làm tăng các cặp gen ựồng hợp tử, dẫn ựến VA nhỏ và h2 sẽ thấp.
độ lớn của h2 chịu ảnh hưởng lớn bởi mức ựộ ựồng nhất của môi trường: Trong phương sai của giá trị kiểu hình có phương sai của sai lệch môi trường (VE) do ựó h2 phụ thuộc vào mức ựộ ựồng nhất của môi trường. Khi các con vật sống trong môi trường ựồng nhất, trong ựó chúng ựược ăn cùng một số lượng và chất lượng thức ăn, ở cùng một loại chuồng trại, chăm sóc theo cùng một qui trình kỹ thuật, thời tiết khắ hậu giống nhau thì VE giảm do ựó h2 tăng và trong trường hợp ngược lại, VE tăng dẫn ựến h2 giảm.
- Ứng dụng của hệ số di truyền trong công tác giống
Hệ số di truyền ựược ứng dụng rộng rãi trong sinh học nói chung và trong công tác giống vật nuôi nói riêng, một số ứng dụng chắnh của hệ số di
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 22 truyền như sau:
+ Hệ số di truyền quyết ựịnh phương pháp chọn lọc
đối với các tắnh trạng có h2 thấp nên chú trọng cải tiến ựiều kiện môi trường, ựặc biệt là là phần nuôi dưỡng, ựồng thời kết hợp với chọn lọc theo phương pháp gia ựình. Mặt khác, các tắnh trạng có h2 thấp thì hiệu quả chọn lọc thuần chủng thấp còn hiệu quả tạp giao lại cao, vì vậy nên chú trọng việc tạp giaọ để nâng cao hiệu quả chọn lọc ựối với các tắnh trạng có h2 thấp thì chọn lọc gia ựình, ựặc biệt phương pháp BLUP cần phải ựược sử dụng. Bên cạnh ựó, các tắnh trạng có h2 thấp thì hiệu quả chọn lọc cá thể thấp, nên các tắnh trạng này cần ựược chọn lọc theo gia ựình. đối với các tắnh trạng có h2 cao dùng phương pháp chọn lọc cá thể, kết hợp cải tiến ựiều kiện môi trường ựể nâng cao năng suất. Ngoài ra, các tắnh trạng có h2 cao thì hiệu quả chọn lọc thuần chủng cao, còn hiệu quả tạp giao lại thấp. Vì vậy, nên chú trọng vào việc chọn lọc thuần chủng ựể nâng cao năng suất.
+ Dự ựoán giá trị DTCG và năng suất ựời con
Hệ số di truyền giúp cho việc dự ựoán giá trị DTCG của các con giống. Theo quan ựiểm về di truyền số lượng, vì hiệp phương sai giữa A và E bằng không nên hệ số tương quan giữa giá trị DTCG và giá trị kiểu hình bằng căn bậc hai của h2: rẠP = h do ựó xác ựịnh ựược h2, sẽ biết ựược mối tương quan giữa giá trị DTCG và giá trị kiểu hình. Tương quan này gọi là ựộ chắnh xác của dự ựoán và cho biết mức ựộ tin cậy về giá trị dự ựoán về kiểu gen. Hệ số di truyền giúp cho việc dự ựoán năng suất ở ựời con theo công thức:
Pựời con = Pbố-mẹ + h2S
Trong ựó: - Pựời con: trung bình năng suất của quần thể có bố mẹ ựược chọn lọc - Pbố-mẹ: trung bình năng suất của bố và mẹ
- h2: hệ số di truyền - S: ly sai chọn lọc
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 23 + Xác ựịnh hiệu quả chọn lọc
Hiệu quả chọn lọc là sự chênh lệch về giá trị kiểu hình giữa ựời con của bố mẹ ựược chọn lọc với toàn bộ quần thể thuộc thế hệ bố mẹ trước chọn lọc, ựó chắnh là giá trị DTCG của ựời bố mẹ. Phương pháp chọn lọc càng chắnh xác thì hiệu quả chọn lọc càng cao, do ựó hiệu quả chọn lọc cũng ựược sử dụng ựể kiểm tra phương pháp chọn lọc. Căn cứ vào h2 có thể tắnh toán ựược hiệu quả chọn lọc theo công thức:
R = Sh2 = iσPh2
Trong ựó:- R: hiệu quả chọn lọc - S: ly sai chọn lọc - h2: hệ số di truyền - i: cường ựộ chọn lọc
- σP: ựộ lệch tiêu chuẩn về giá trị kiểu hình
+ Xác ựịnh tiến bộ di truyền và khuynh hướng di truyền
Tiến bộ di truyền là hiệu quả chọn lọc trong một ựơn vị thời gian (thường tắnh là năm) ựược xác ựịnh theo công thức:
∆g = R/L = iσPh2/L
Trong ựó: - ∆g: tiến bộ di truyền - R: hiệu quả chọn lọc - L: khoảng cách thế hệ
Hệ số di truyền của một số tắnh trạng liên quan ựến khả năng sinh sản ở lợn (bảng 2.1)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 24
Bảng 2.1. Hệ số di truyến ựối với một số chỉ tiêu sinh sản
Chỉ tiêu H2 Tác giả, năm
Tuổi ựẻ lứa ựầu 0,27 Rydhmer và cs (1995) [69]
0,13 Nguyễn Văn Thiện (1995) [23] Số con ựẻ ra/ lứa
0,15 Bourdon RM (1997) [43]
Khối lượng sơ sinh/ con 0,3-0,4 Webb và King (1976) [76] Rydhmer (1995) [69] Khối lượng toàn ổ 21 ngày tuổi 0,15 Bourdon RM (1997) [69]
0,10 Bourdon RM (1997) [69] Số con cai sữa/ ổ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0,12 Nguyễn Văn Thiện (1995) [23]
0,10 Bourdon RM (1997) [69] Khối lượng của ổ lúc cai sữa
0,17 Nguyễn Văn Thiện (1995) [23]
Khoảng cách giứa 2 lứa ựẻ 0,08 Rydhmer và cs (1995) [69]