Các mô hình chọn tạo giống đóng vai trò then chốt trong việc cải thiện di truyền vật nuôi, cho phép các nhà chọn giống đưa ra quyết định chính xác về việc lựa chọn cá thể bố mẹ cho thế hệ tiếp theo. Bài viết này nhắm đưa ra các thảo luận chi tiết về một số mô hình chọn tạo giống phổ biến:
1. Mô hình Single Trait Model:
- Định nghĩa: Mô hình Single Trait Model là một mô hình thống kê tập trung vào việc đánh giá giá trị nhân giống của động vật cho một đặc điểm duy nhất, chẳng hạn như năng suất sữa, trọng lượng lúc cai sữa hoặc tỷ lệ mỡ trong thịt. Mô hình này giả định rằng giá trị kiểu hình của một cá thể là tổng của giá trị nhân giống, hiệu ứng môi trường và tương tác giữa gen và môi trường.
- Phương trình cơ bản: yi = m + gi + ei, trong đó:
- yi là giá trị kiểu hình của cá thể i.
- m là giá trị trung bình của quần thể.
- gi là giá trị di truyền của cá thể i.
- ei là số hạng sai số đại diện cho các yếu tố môi trường.
- Mở rộng: Mô hình Single Trait Model có thể được mở rộng để bao gồm các hiệu ứng bổ sung như hiệu ứng di truyền cộng tính (ai), hiệu ứng môi trường chung (ci), hiệu ứng môi trường vĩnh viễn (pi) và hiệu ứng môi trường tạm thời (eij). Ví dụ, phương trình yi = m + ai + ci + ei thường được sử dụng.
- Ưu điểm: Tính đơn giản, yêu cầu tính toán ít hơn và ít tham số hơn so với mô hình đa biến.
- Hạn chế:
- Giả định các phép đo lặp lại là biểu hiện của cùng một đặc điểm theo thời gian, với hệ số tương quan di truyền là 1 giữa các phép đo lặp lại.
- Không tính đến sự thay đổi của giá trị trung bình và hiệp phương sai giữa các phép đo theo thời gian.
- Phần mềm: BLUPF90 và HIBLUP là hai phần mềm phổ biến được sử dụng để thực hiện phân tích BLUP trên mô hình đặc điểm đơn.
- HIBLUP được báo cáo là nhanh hơn và sử dụng ít bộ nhớ hơn BLUPF90, đặc biệt là khi số lượng cá thể được kiểu gen lớn.
2. Mô hình Đa biến (Multi-trait Model):
- Định nghĩa: Mô hình Multi-trait Model được sử dụng để đánh giá đồng thời nhiều đặc điểm. Mô hình này cho phép các nhà chọn giống xem xét các mối tương quan di truyền giữa các đặc điểm và lựa chọn các cá thể bố mẹ dựa trên hiệu suất tổng hợp của chúng trên nhiều đặc điểm.
- Ưu điểm:
- Cải thiện độ chính xác của việc lựa chọn so với mô hình đặc điểm đơn, đặc biệt khi các đặc điểm có mối tương quan di truyền cao.
- Cho phép ước tính giá trị nhân giống cho các đặc điểm khó đo lường trực tiếp, bằng cách sử dụng thông tin từ các đặc điểm có mối tương quan.
- Hạn chế:
- Yêu cầu tính toán phức tạp hơn và nhiều dữ liệu hơn so với mô hình đặc điểm đơn.
- Ví dụ: minh họa việc sử dụng mô hình đa biến trong chọn giống bò thịt, trong đó nhiều đặc điểm như khả năng sinh sản, tăng trưởng và chất lượng thịt được đưa vào chỉ số lựa chọn.
3. Mô hình Genomic Reaction Norm Model:
- Định nghĩa: Mô hình Genomic Reaction Norm Model được sử dụng để đánh giá tương tác giữa kiểu gen và môi trường (GxE). Mô hình này cho phép các nhà chọn giống xác định các kiểu gen hoạt động tốt nhất trong các môi trường cụ thể và phát triển các chiến lược chọn tạo giống phù hợp với từng điều kiện môi trường.
- Ứng dụng: Mô hình này được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về đặc điểm tăng trưởng của lợn và các đặc điểm sinh sản và thành phần cơ thể ở lợn dòng mẹ.
- Lợi ích:
- Cung cấp thông tin chi tiết về ảnh hưởng của GxE, cho phép lựa chọn chính xác hơn trong các môi trường khác nhau.
- Hỗ trợ phát triển các giống vật nuôi thích nghi tốt hơn với biến đổi khí hậu và các thách thức môi trường khác.
4. Mô hình Social Effects Model:
- Định nghĩa: Mô hình Social Effects Model được sử dụng để xem xét ảnh hưởng của tương tác bầy đàn giữa các cá thể đối với hiệu suất của chúng. Mô hình này đặc biệt hữu ích trong chọn tạo giống các loài động vật nuôi theo nhóm, chẳng hạn như lợn và gia cầm.
- Mục tiêu: Mô hình này nhằm mục đích cải thiện phúc lợi động vật bằng cách chọn tạo ra các cá thể có hành vi xã hội tốt hơn, giảm thiểu các hành vi gây hấn và căng thẳng .
- Ví dụ: đề cập đến việc nghiên cứu các hiệu ứng liên kết trên tổn thương lông ở gà mái đẻ, cho thấy tiềm năng ứng dụng của mô hình hiệu ứng xã hội trong việc cải thiện phúc lợi động vật.
5. Các Mô hình Khác:
Ngoài các mô hình chính được thảo luận ở trên, còn có nhiều mô hình chọn tạo giống khác được sử dụng trong các tình huống cụ thể, bao gồm:
- Mô hình Bố (Sire Model): chỉ sử dụng thông tin từ cá thể bố để dự đoán giá trị nhân giống.
- Mô hình Lặp lại (Repeatability Model): được sử dụng để phân tích dữ liệu khi nhiều phép đo trên cùng một đặc điểm được ghi lại trên một cá thể.
- Mô hình Progeny Test Model: dựa trên hiệu suất của con cái để đánh giá giá trị nhân giống của bố mẹ.
- …
Phần mềm:
- BLUPF90 là một bộ chương trình được sử dụng rộng rãi để phân tích các mô hình hỗn hợp trong chọn giống động vật.
- HIBLUP là một gói phần mềm hiệu quả về mặt tính toán được phát triển gần đây để đánh giá di truyền bằng cách sử dụng dữ liệu bộ gen lớn.
LOBI Vietnam là công ty tiên phong trong lĩnh vực Đọc trình tự gen thế hệ mới NGS (Next Generation Sequencing) và Phân tích Tin sinh học. Liên hệ hotline/Zalo 092.510.8899 để biết thêm chi tiết.
