연구 Ⅰ Sodium selenite 및 hydroxy-selenomethionine의 첨가 급여가 반추위 발효특성 및 미생물 군집에 미치는 영향 본 연구는 sodium selenite (SS) 및 hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet)의 첨가 급여가 한우 암소의...

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춘천 : 강원대학교 대학원, 2026
2026
한국어
셀레늄 ; Sodium selenite ; Hydroxy-selenomethionine ; 반추위 발효특성 ; 홀스타인 착유우 ; 한우 번식우 ; 한우 송아지 ; 비육기 거세한우 ; 글루타티온 과산화효소 ; 번식특성 ; 산유특성 ; 반추위 미생물
강원특별자치도
142 ; 26 cm
지도교수: 박병기, 신종서
I804:42002-000000035679
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연구 Ⅰ Sodium selenite 및 hydroxy-selenomethionine의 첨가 급여가 반추위 발효특성 및 미생물 군집에 미치는 영향
본 연구는 sodium selenite (SS) 및 hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet)의 첨가 급여가 한우 암소의 반추위 발효 특성 및 미생물 군집에 미치는 영향을 평가하였다. 반추위 fistula가 장착된 한우 암소 3두를 공시하여 대조구(기초사료), SS 처리구(기초사료 + SS 0.3 ppm), OH-SeMet 처리구(기초사료 + OH-SeMet 0.3 ppm)로 구분하였다. In vitro 배양 결과, OH-SeMet 처리구의 pH는 4, 8, 12시간에서 대조구 및 SS 처리구 대비 유의적으로 낮았으나(p<0.01), 24 및 48시간에서는 처리 간 차이가 없었다. Acetate 농도는 반추위 배양 12시간에 대조구 및 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높았으며(p < 0.01), propionate 농도는 배양 4시간에 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높은 결과를 보였다(p < 0.05). Butyrate 농도는 반추위 배양 24시간에 대조구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높게 나타났으며(p < 0.05), 총 휘발성지방산 농도는 반추위 배양 12시간에 대조구 및 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높았다. 반추위 미생물 군집은 문(phylum) 수준에서 Firmicutes 비율이 대조구에 비해 SS 및 OH-SeMet 처리구에서 증가하고(p < 0.01), Bacteroidota 비율은 감소하여(p < 0.01) F:B 비율이 증가하는 양상이 관찰되었다. 따라서, OH-SeMet의 첨가 급여는 반추위 발효 특성 및 미생물 군집을 변화시켜 반추동물의 생산성 증대에 영향을 미칠 수 있을것으로 생각된다.
연구 Ⅱ. Sodium selenite 및 hydroxy-selenomethionine의 첨가 급여가 Holstein 착유우의 산유특성 및 번식효율에 미치는 영향
본 연구는 sodium selenite (SS) 및 hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet)의 첨가 급여가 Holstein 착유우의 산유 특성, 우유 중 항산화 지표, 초유 면역물질 및 번식 특성에 미치는 영향을 비교하기 위해 수행하였다. 홀스타인 착유우 30두(산차: 2.17 ± 1.15, 생후 월령: 52.24 ± 15.68)를 대조구(기초사료), SS 처리구(기초사료 + SS 0.3 ppm), OH-SeMet 처리구(기초사료 + OH-SeMet 0.3 ppm)로 구분하여 처리구당 10두씩 배치하였다. 시험은 1–3차(6–8월) 급여 후 1개월(9월) 중단, 4차(10월) 재급여로 진행하였다. 산유량, 건물섭취량(DMI) 및 사료효율은 전 시험기간 동안 처리구 간 유의한 차이가 없었다. 우유 중 셀레늄 농도 및 글루타티온 과산화효소(glutathione peroxidase, GPx) 활성은 1–3차 기간에는 차이가 없었으나, 4차 기간에 대조구 및 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높았다(p < 0.01). 유조성분은 1–3차 기간에 차이가 없었으나, 4차 기간에 OH-SeMet 처리구에서 유지방, 유단백질, 무지고형분(solid not fat), 우유 중 요소태질소(milk urea nitrogen), lactose 및 4% 유지보정유(4% fat corrected milk)는 증가하고, 체세포수(somatic cell count)는 감소하였다(p < 0.05). 초유 중 총 면역글로불린(total immunoglobulin, TIG) 농도는 대조구에 비해 SS 및 OH-SeMet 처리구에서 높았다(p < 0.05). 번식 성적에서 발정재귀일수는 대조구 및 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 단축되었으며, 수태율은 OH-SeMet 처리구에서 가장 높게 나타났다. 따라서, SS에 비해 OH-SeMet은 재급여 시점에서 우유 중 셀레늄 농도 및 GPx 활성을 효과적으로 증가시키고, 유조성분 및 초유 중 TIG와 번식 특성을 개선하여 전환기 및 비유기 젖소의 생산, 건강 및 번식 측면에서 긍정적인 효과를 보이는 것으로 판단된다.
연구 Ⅲ. Sodium selenite 및 hydroxy-selenomethionine의 첨가 급여가 한우 번식우의 번식 특성과 송아지의 성장 특성에 미치는 영향
본 연구는 한우 번식우에 sodium selenite (SS) 및 hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet)을 동일 수준으로 급여했을 때, 분만 전·후 번식우의 번식 특성 및 송아지의 성장 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었다. 한우 번식우 30두(체중: 419.9 ± 64.4 kg, 산차: 2.45 ± 1.52, 생후 월령: 45.62 ± 20.84) 및 분만 송아지 30두(생시체중: 28.16 ± 4.16 kg)를 대조구(기초사료), SS 처리구(기초사료 + SS 0.3 ppm), OH-SeMet 처리구(기초사료 + OH-SeMet 0.3 ppm)로 배치하였다. 발정재귀일수는 대조구 및 SS 처리구에 비해 단축되는 경향을 보였으며, 수태당 종부횟수는 대조구 및 SS 처리구에 비해 낮아지는 경향을 보였다. 또한 수태율은 대조구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 약 4.25배 높은 결과를 보였다(p < 0.05). 번식우의 혈장 셀레늄 및 progesterone 농도는 분만 후 3개월에 대조구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높은 결과를 보였으며, estrogen 농도는 분만 직후 및 분만 후 3개월에 대조구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 낮게 나타났다. 한편, 송아지의 생시체중은 대조구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높았으며(p < 0.01), 3개월령 체중 및 일당증체량은 대조구에 비해 SS 및 OH-SeMet 처리구에서 높은 경향을 보였다. 송아지 혈장 non-esterified fatty acid 농도는 대조구에 비해 SS 및 OH-SeMet 처리구에서 낮은 경향을 보였으며, 혈장 cholesterol 농도는 대조구에 비해 SS 및 OH-SeMet 처리구에서 낮은 결과를 보였다(p < 0.01). 또한 송아지의 혈장 셀레늄 농도는 대조구에 비해 SS 및 OH-SeMet 처리구에서 높은 경향을 보였으며, 총 면역글로불린 (total immunoglobulin, TIG) 농도 또한 대조구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높은 경향을 보였다. 송아지의 혈장 leptin 농도는 대조구 및 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 낮은 경향을 보였으며, 혈장 ghrelin 농도는 대조구 및 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높게 나타났다(p<0.01). 따라서, 분만 전·후 한우 번식우에 대한 셀레늄의 첨가 급여는 번식 효율 개선과 포유기 송아지의 성장 특성 및 성장 관련 호르몬에 개선에 긍정적으로 관여할 가능성이 있는 것으로 판단된다.
연구 Ⅳ. Sodium selenite 및 hydroxy-selenomethionine의 첨가 급여가 비육기 거세한우의 사양성적 및 도체특성에 미치는 영향
본 연구는 비육기 거세한우에서 sodium selenite (SS) 및 hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet)의 첨가 급여가 사양성적, 혈장 대사물질 및 항산화 지표, 반추위 미생물 군집 및 도체 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었다. 비육기 거세한우 30두(생후 월령: 15.2 ± 0.4, 체중: 452.5 ± 34.3kg)를 대조구(기초사료), SS 처리구(기초사료 + SS 0.3 ppm), OH-SeMet 처리구(기초사료 + OH-SeMet 0.3 ppm)로 구분하여 각 10두씩 배치하였다. 셀레늄의 첨가 급여는 비육기 거세한우의 사양성적에는 영향을 미치지 않았다. 혈장 글루타티온 과산화효소(glutathione peroxidase, GPx) 농도는 생후 월령, 처리 및 상호작용 효과에서 유의한 효과(p < 0.01)를 보이며 OH-SeMet 처리구에서 높게 나타났다. 혈장 총 면역글로불린(total immunoglobulin) 농도는 처리 및 상호작용 효과에서 유의한 효과(p < 0.01)를 보이며 OH-SeMet 처리구에서 높은 결과를 보였다. 혈장 leptin 농도는 생후 월령 및 처리의 효과에서 유의하였으며(p < 0.05, OH-SeMet 처리구에서 낮았은 결과를 보였다. 혈장 ghrelin 농도는 상호작용 효과에서 유의한 효과(p < 0.05)를 보였으며, OH-SeMet 처리구에서 높았다. 또한 혈장 growth hormone 농도는 생후 월령 및 처리의 효과에서 유의하였으며(p < 0.01), OH-SeMet 처리구에서 높은 결과를 보였다. 혈장 glucose 농도는 SS 및 OH-SeMet 처리구에서 전반적으로 낮았고(p<0.01), blood urea nitrogen 농도는 처리 및 상호작용 효과을 포함해 유의하게 증가했다(p<0.01). 혈장 AST 농도는 모든 생후 월령에서 대조구에 비해 SS 처리구 및 OH-SeMet 처리구에서 낮은 결과를 보였으며, 생후 월령(p < 0.01) 및 처리(p < 0.05)의 효과에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 반추위 미생물의 경우 30개월령에서 문(phylum) 수준에서 처리구 간 통계적으로 유의미한 차이가 없었으며, 속(genus) 수준에서는 21개월령에 prevotella_7은 대조구 및 OH-SeMet 처리구에 비해 SS 처리구에서 높은 우점을 보였으며(p < 0.05), Lachnospiraceae_UCG_006 및 NED5E9는 대조구 및 SS 처리구에 비해 OH-SeMet 처리구에서 높은 우점을 보였다(p < 0.05). 육량 형질은 처리구 간 차이를 보이지 않았으며, 육질 특성에서 육색은 OH-SeMet 처리구에서 높게 나타났고(p < 0.05), 근내지방도 또한 OH-SeMet 처리구에서 높은 경향을 보여, 1+ 이상 출현율이 OH-SeMet 처리구에서 가장 높은 결과를 보였다. 따라서, OH-SeMet의 첨가 급여는 비육기 거세한우의 사양성적에는 영향을 미치지 않지만, 항산화 상태(GPx) 및 일부 대사 지표와 반추위 미생물의 미세 조정에 관여하여, 육색 및 근내지방도 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.
다국어 초록 (Multilingual Abstract)
Study I: Effects of sodium selenite and hydroxy-selenomethionine supplementation on rumen fermentation characteristics and microbiota This study evaluated the effects of sodium selenite (SS) and hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet) supplementation on r...
Study I: Effects of sodium selenite and hydroxy-selenomethionine supplementation on rumen fermentation characteristics and microbiota
This study evaluated the effects of sodium selenite (SS) and hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet) supplementation on rumen fermentation characteristics and the microbiota in Hanwoo cows. Three rumen-fistulated Hanwoo cows were used, and the experimental conditions consisted of three groups: the control group (basal diet), the SS group (basal diet + 0.3 ppm SS), and the OH-SeMet group (basal diet + 0.3 ppm OH-SeMet). During in vitro incubation, rumen pH was lower in the OH-SeMet group than in the control and SS groups at 4, 8, and 12 h (p < 0.01), whereas no differences among groups were observed at 24 and 48 h. The acetate concentration was higher in the OH-SeMet group than in the control and SS groups at 12 h of incubation (p < 0.01), and the propionate concentration was higher in the OH-SeMet group than in the SS group at 4 h (p < 0.05). The butyrate concentration was higher in the OH-SeMet group than in the control group at 24 h (p < 0.05), and the total volatile fatty acid concentration was higher in the OH-SeMet group than in the control and SS groups at 12 h (p < 0.05). At the phylum level, the rumen microbiota showed higher Firmicutes relative abundance in the SS and OH-SeMet groups than in the control group (p < 0.01) and lower Bacteroidota relative abundance (p < 0.01), resulting in an increased Firmicutes:Bacteroidota ratio. These results suggest that OH-SeMet supplementation may alter rumen fermentation characteristics and microbiota composition, thereby potentially affecting productivity in ruminants.
Study II: Effects of sodium selenite and hydroxy-selenomethionine supplementation on lactation performance and reproductive efficiency in lactating Holstein cows
This study evaluated the effects of sodium selenite (SS) and hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet) supplementation on lactation performance, milk antioxidant indices, colostral immune components, and reproductive traits in lactating Holstein cows. Thirty lactating Holstein cows (parity: 2.17 ± 1.15; months of age: 52.24 ± 15.68) were assigned to one of three groups (n = 10 per group): the control group (basal diet), the SS group (basal diet + 0.3 ppm SS), and the OH-SeMet group (basal diet + 0.3 ppm OH-SeMet). The trial consisted of supplementation during periods 1–3 (June–August), a 1-month washout period (September), and re-supplementation during period 4 (October). Milk yield, dry matter intake (DMI), and feed efficiency did not differ among groups throughout the experiment. Milk selenium concentration and glutathione peroxidase (GPx) activity did not differ during periods 1–3, but were higher in the OH-SeMet group than in the control and SS groups during period 4 (p < 0.01). Milk composition did not differ during periods 1–3. However, during period 4, the OH-SeMet group showed increased milk fat, milk protein, solids-not-fat (SNF), milk urea nitrogen (MUN), lactose, and 4% fat-corrected milk (4% FCM), and decreased somatic cell count (SCC) (p < 0.05). The concentration of total immunoglobulin (TIG) in colostrum was higher in the SS and OH-SeMet groups than in the control group (p < 0.05). Regarding reproductive performance, the days to postpartum estrus were numerically shorter in the OH-SeMet group than in the control and SS groups, and the conception rate was numerically highest in the OH-SeMet group. Overall, compared with SS, OH-SeMet supplementation more effectively increased milk selenium concentration and GPx activity after re-supplementation and was associated with improvements in milk components, colostral TIG, and reproductive traits, suggesting potential benefits for productivity and reproduction in lactating Holstein cows.
Study III: Effects of sodium selenite and hydroxy-selenomethionine supplementation on reproductive performance of Hanwoo cows and growth performance of calves
This study evaluated the effects of supplementing Hanwoo cows with sodium selenite (SS) and hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet) on reproductive performance before and after calving, as well as the growth performance of calves. Thirty Hanwoo cows (body weight: 419.9 ± 64.4 kg; parity: 2.45 ± 1.52; months of age: 45.62 ± 20.84) and their 30 calves (birth weight: 28.16 ± 4.16 kg) were assigned to one of three groups: the control group (basal diet), the SS group (basal diet + 0.3 ppm SS), and the OH-SeMet group (basal diet + 0.3 ppm OH-SeMet). The days to postpartum estrus tended to be shorter, and the number of services per conception tended to be lower in the OH-SeMet group than in the control and SS groups. Furthermore, the conception rate was higher in the OH-SeMet group than in the control group (p < 0.05). In cows, plasma selenium and progesterone concentrations at 3 months postpartum were higher in the OH-SeMet group than in the control group, whereas plasma estrogen concentrations were lower in the OH-SeMet group than in the control group immediately after calving and at 3 months postpartum. Calf birth weight was higher in the OH-SeMet group than in the control group (p < 0.01), and body weight at 3 months of age and average daily gain tended to be higher in the SS and OH-SeMet groups than in the control group. In calves, plasma non-esterified fatty acid (NEFA) concentration tended to be lower in the SS and OH-SeMet groups than in the control group, and plasma cholesterol concentration was lower in the SS and OH-SeMet groups than in the control group (p < 0.01). Plasma selenium and total immunoglobulin (TIG) concentrations tended to be higher in the SS and OH-SeMet groups than in the control group. Plasma leptin concentration tended to be lower in the OH-SeMet group than in the control and SS groups, whereas plasma ghrelin concentration was higher in the OH-SeMet group (p < 0.01). Therefore, these results suggest that selenium supplementation during the pre- and postpartum period may contribute to improved reproductive efficiency in Hanwoo cows and may positively influence growth performance and growth-related hormonal profiles in suckling calves.
Study IV: Effects of sodium selenite and hydroxy-selenomethionine supplementation on growth performance and carcass traits of Hanwoo steers
This study evaluated the effects of dietary sodium selenite (SS) and hydroxy-selenomethionine (OH-SeMet) supplementation on growth performance, plasma metabolites and antioxidant indices, rumen microbiota, and carcass traits in Hanwoo steers. Thirty Hanwoo steers (months of age: 15.2 ± 0.4; body weight: 452.5 ± 34.3 kg) were assigned to one of three groups (n = 10 per group): the control group (basal diet), the SS group (basal diet + 0.3 ppm SS), and the OH-SeMet group (basal diet + 0.3 ppm OH-SeMet). Selenium supplementation did not affect growth performance. Plasma glutathione peroxidase (GPx) activity was affected by age, selenium source (group), and their interaction (age × selenium source, p < 0.01), and was higher in the OH-SeMet group. Plasma total immunoglobulin (TIG) concentration was affected by selenium source and the interaction (age × selenium source, p < 0.01), showing higher values in the OH-SeMet group. Plasma leptin concentration was affected by age and selenium source (p < 0.05) and was lower in the OH-SeMet group, whereas plasma ghrelin concentration was affected by the interaction (age × selenium source, p < 0.05) and was higher in the OH-SeMet group. Plasma growth hormone concentration was affected by age and selenium source (p < 0.01) and was higher in the OH-SeMet group. Plasma glucose concentration was lower in the SS and OH-SeMet groups (p < 0.01), whereas plasma blood urea nitrogen (BUN) concentration was increased by selenium source and the interaction (age × selenium source, p < 0.01). Plasma aspartate aminotransferase (AST) concentration was lower in the SS and OH-SeMet groups than in the control group across all ages and was affected by age (p < 0.01) and selenium source (p < 0.05). At 30 months of age, no differences were detected among groups at the phylum level of rumen microbiota. At the genus level at 21 months of age, Prevotella_7 was more abundant in the SS group than in the control and OH-SeMet groups (p < 0.05), whereas Lachnospiraceae_UCG_006 and NED5E9 were more abundant in the OH-SeMet group than in the control and SS groups (p < 0.05). Carcass yield traits did not differ among groups. Among quality traits, meat color score was higher in the OH-SeMet group (p < 0.05), and marbling score tended to be higher, resulting in a numerically highest proportion of carcasses with a quality grade of 1+ or higher in the OH-SeMet group. Overall, OH-SeMet supplementation did not improve growth performance but may enhance antioxidant status (GPx) and modulate selected metabolic indices and rumen microbiota, which may be associated with favorable changes in meat color and marbling in Hanwoo steers.
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