Ưu thế lai và giao phối cận huyết

Ưu thế lai và giao phối cận huyết rất quan trọng trong chăn nuôi lợn. Lai tạo giữa các dòng giống khác nhau tạo nên ưu thế lai, còn giao phối cận huyết xảy ra khi thực hiện nhân giống thuần. Lai tạo giữa các dòng giống khác nhau cải thiện năng suất, ngược lại giao phối cận huyết lại làm giảm năng suất, đặc biệt là ở tính trạng sinh sản.

Các gen được di truyền theo cặp, một từ bố và một từ mẹ. Ưu thế lai làm tăng số lượng các cặp alen khác nhau và làm tăng dị hợp tử, dẫn đến làm át những alen lặn không mong muốn từ bố hoặc mẹ này do các alen trội từ bố hoặc mẹ khác. Kết quả giao phối cận huyết tạo nên đồng hợp tử, làm tăng nguy cơ con cái bị ảnh hưởng bởi những tính trạng lặn hoặc có hại.

Ưu thế lai

Những lợi ích của lai tạo đã được minh chứng qua khai thác ưu thế lai bằng những thí nghiệm khoa học và thực tiễn sản xuất. Có ba thành phần của ưu thế lai: bản thân (xảy ra khi đời sau được lai), của mẹ (khi nái được lai) và của cha (khi nọc được lai). Ví dụ, khi lai giữa 2 giống thuần sẽ sản xuất ra thế hệ con cái thể hiện được ưu thế lai bản thân, nhờ đó sẽ cải thiện được tỷ lệ sống. Tuy nhiên, nếu chính con mẹ đã là nái lai, khi đó, nái thể hiện số con sinh ra cải thiện hơn và khoảng thời gian phối lại sau cai sữa tốt hơn thì ưu thế lai đó là của mẹ. Ưu thế lai của cha chủ yếu ảnh hưởng đến tính trạng chất lượng tinh dịch và độ sung của nọc (libido).

Để làm ví dụ về những cải thiện đạt được từ ưu thế lai, chúng ta hãy giả định rằng một quần thể hạt nhân giống thuần sản xuất được 24 con heo/nái/năm. Chỉ đơn thuần, bằng cách lai với một giống khác (trong đàn nhân giống) năng suất sẽ tăng lên 6%. Khi con nái lai sau đó được giao phối với một giống thứ ba thì năng suất sẽ tăng lên là 17% so với phối thuần:

	Dòng cha	Dòng mẹ	%	Heo/nái/năm	Khác biệt*
Phối thuần (GGP)	A	A	100	24.0	-
Đàn nhân giống (GP)	A	B	106	25.4	+1.4
Đàn thương phẩm (ba máu)	A	BC	117	28.1	+4.1

*Cải thiện số con heo/nái/năm so với phối thuần

Cần lưu ý rằng mức độ chính xác của thưc tế sản xuất từ kế hoạch phối giống khác nhau phụ thuộc rất nhiều vào tiềm năng di truyền của các giống tham gia nhân giống và hệ thống lai tạo chính xác. Ví dụ, dòng tổng hợp và dòng lai ngược (lai luân hồi 2 máu) không tối đa hóa ưu thế lai và sẽ không năng suất như hệ thống lai “tối ưu” ba máu. Điều này phần nào giải thích tại sao người ta chọn nái F1 lai với nọc thương phẩm giống thứ 3 là tổ hợp lai thương phẩm phổ biến nhất toàn cầu.

Cận huyết

“Đối nghịch” với ưu thế lai là giao phối cận huyết, làm giảm năng suất do thực hiện phối giống giữa các con vật có quan hệ huyết thống gần gũi. Cận huyết đặc biệt là làm giảm năng suất sinh sản như số con sơ sinh/ổ, trọng lượng heo con sơ sinh, tuổi thành thục và độ sung của nọc giống. Ngoài ra, giao phối cận huyết có thể dẫn đến sự gia tăng các khuyết tật di truyền (ví dụ, xem dữ liệu Online Mendelian Inheritance in Animals (OMIA)).

Mức cận huyết được đo bằng hệ số cận huyết, và phụ thuộc vào mức độ của mối quan hệ giữa động vật. Hệ số cận huyết có thể được tính cho cá thể nọc, cá thể nái và ổ đẻ.

Dữ liệu từ nhiều nguồn nghiên cứu đã chỉ ra rằng giao phối cận huyết có ảnh hưởng đáng kể đến năng suất đàn. Ví dụ, hệ số cận huyết 10% của lứa đẻ và nái (không phổ biến ở một số hệ thống nhân giống theo hình tháp nhỏ khép kín) dẫn đến sự sụt giảm số con đẻ ra/ổ như sau:

	Số con sơ sinh sống	số con 3 tuần
Lứa đẻ đồng huyết	-0.32	-0.58
Nái đồng huyết	-0.44	-0.24

Mức cận huyết bình thường cho đàn GGP “khép kín” nên hạn chế ở mức thấp hơn 2% - nghĩa là việc kiểm soát chương trình phối giống rất quan trọng. Quần thể GGP hạt nhân của công ty giống duy trì các tính trạng di truyền và kiểm soát giao phối cận huyết thông qua các kế hoạch phối giống phức tạp.

Mức độ cận huyết có liên quan trực tiếp đến quy mô đàn hay quần thể, do đó đàn hạt nhân càng nhỏ, xu hướng mất tính đa dạng di truyền và những rủi ro cận huyết càng cao và càng nhanh hơn. Do đó, duy trì đủ số lượng đực giống mỗi thế hệ là đặc biệt quan trọng.

Những giống truyền thống địa phương, do quy mô thường nhỏ và số lượng đực giống ít, dễ bị cận huyết cao. Còn trong các chương trình giống tiên tiến hơn, kiểm soát giao phối cận huyết được thực hiện bằng cách:

• Xác định mối quan hệ (quan hệ họ hàng) từng gia súc sống chung trong đàn cùng một giống.
• Lập dự đoán hệ số cận huyết của chương trình phối giống trong đàn.
• Xác định sẵn các con nọc tương đối không liên quan huyết thống cho đàn nái trước khi phối giống.

Quần thể heo cận huyết thường được dùng trong các chương trình nghiên cứu y học vì sự tập trung của các alen có hại. Một ví dụ nổi tiếng là giống MeLim được dùng để nghiên cứu khối u ác tính. Các nhà khoa học đã phát hiện một số cá thể trong số những con heo này có khả năng tự chữa lành bệnh và các gen bên dưới đang được nghiên cứu.

Ảnh 1. Heo con MeLim thường được sinh ra với khối u ác tính. Nguồn: Giáo sư Chris Moran.

Ảnh 2. Heo với khối u di căn tiến triển vào các tuyến bạch huyết. Nguồn Giáo sư Chris Moran.

Ảnh 3. Ở một vài con heo khối u đã biến mất. Nó cũng liên quan tới sự biến đổi một phần hoặc toàn bộ màu sắc từ đen sang trắng. Nguồn: Giáo sư Chris Moran.