돼지 6번 염색체(6q28 - 6q32)의 BAC clone 염기서열 분석에 의한 Microsatellite Markers 개발

장길원,이경태,박웅우,최봉한,김태헌,정일정,오성종 한국동물자원과학회 2004 한국축산학회지 Vol.46 No.3

cDNA microarray 분석을 통한 돼지 지방형질 관련 후보유전자 발굴

이종연,이경태,조규호,김태헌,김명직,이현정,최봉환,연성흠,김범수,박창민,장길원 경상대학교 농업생명과학연구원 2013 농업생명과학연구 Vol.47 No.1

돼지의 육질과 관련하여 지방침착의 중요도가 높아짐에 따라 지방대사 또는 지방축적과 관련한 후보유전자 발굴 을 위해 등지방 조직 유래의 cDNA microarray를 이용하여 품종별 지방함량관련 조직의 유전자 발현 양상을 분석하 였다. 그 결과 재래돼지의 등지방 조직에서 SCD (stearoyl-CoA desaturase)와 ELOVL6 (elongation of very long chain fatty acid 6)가 높은 발현을 보였고, 간에서 FMO1 (hepatic flavin-containing mono oxygenase)이 높은 발현을 보였으며, 요크셔는 간에서 FGG (fibrinogen gamma polypeptide)와 C3d (com- plement component c3d), 등지방에서 COL3A1 (type Ⅲ collagen alpha 1)이 높은 발현을 보이는 것을 확인하였다. Real-time PCR을 통해 microarray data의 validation과 품종간 유전자 발현량을 비교하여, 위의 유전자들 중 지방함량에 따른 차등발현 유전자로 SCD, ELOVL6 그리고 FGG를 선정하였다. 선정된 유전자 SCD, ELOVL6, FGG는 지방대사에 관여하며 근내지방 함량에도 영향을 미쳐 향후 육질개선에 유용한 후보유전자로 서 활용가능성을 제시하였다. To identify genes involved in fat contents, we analyzed gene expression profiles of porcine backfat tissue using cDNA microarray. The investigated samples were backfat, loin and liver tissues from 12, 24 and 30-week old KNP (Korean Native Pig) and Yorkshire. Micoarray analysis revealed the genes that were differently expressed between KNP and Yorkshire. For KPN, SCD (stearoyl-CoA desaturase) and ELOVL6 (elongation of very long chain fatty acid 6) genes were highly expressed in backfat as FMO1 (hepatic flavin-containing monooxygenase) gene was highly expressed in liver. FGG (fibrinogen gamma polypeptide) and C3d (complement component c3d) genes were highly expressed in liver and COL3A1 (type Ⅲ collagen alpha 1) was highly expressed in backfat for Yorkshire. To validate the highly expressed genes in the microarray data of the gene expressions in two breeds, relative quantitative real-time PCR was used. Consequently, we selected SCD, ELOVL6 and FGG which synthesize monounsaturated fatty acid (18:1) and saturated fatty acid, respectively as the differently expressed genes depending on the fat contents. We found that these fatty acid synthesizing genes, SCD, ELOVL6 and FGG, were positively correlated to the intramuscular fat contents (KNP: 5.3%, Yorkshire: 1.44%). Also, FGG found to be related to lipogenesis in liver. We concluded that the differentially expressed genes in KNP and Yorkshire play important roles in breed specific fat deposition patterns between KNP and Yorkshire.

Holstein 보증종모우 및 후보종모우의 선천성 장애 유전좌위 검색에 관한 연구

이연근,장길원,남인식,장원경,탁태영,김경남,이광전 한국동물자원과학회 2002 한국축산학회지 Vol.44 No.3

본 연구는 국내 홀스타인 젖소 보증종모우 16두와 후보종모우 93두를 이용하여 선청성 장애 유전자의 검색을 통하여 불량 유전자의 존재 유무를 판별함과 동시에 가축의 선발 및 육종, 개량시 기초자료로 제공하고자 하는데 그 목적이 있으며, 본 연구의 결과를 요약하면 아래와 같다. 공시재료(홀스타인 젖소 보증종모우 16두, 후보 종모우 93두) 109두에 대하여 DUMPS(deficiency of uridine monophophate synthase)의 검색결과 모든 개체에서 DUMPS 유전자를 보유하는 개체는 없는 것으로 판명되었다. 또한 PCR-RFLP(AvaⅠ) 방법에 의해 조기 검색이 가능하게 되었다. 한편, BLAD(bovine leukocyte adhesion deficiency) 검색결과, 보증종모우 16두에서는 검출되지 않았으나, 후보우 93두중 5두에서 BLAD 잠재성 보유개체(carrier)로 판명되었고, 혈통확인을 통하여 BLAD 유전자의 전이 경로를 추정할 수 있었으며, PCR 증폭산물에 대한 제한효소 처리시 HaeⅢ 보다는 TaqⅠ 제한효소를 사용하였을 때 더 효율적으로 판명할 수 있는 것으로 나타났다. Citrullinemia 검색결과 보증종모우 16두 및 후보종모우 93두 모두에서 잠재성 보유개체는 없는 것으로 판명되었으나 citrullinemia에 대한 폭넓고 다양한 조사 및 분석이 이루어져야 할 것으로 사료된다. 본 연구의 결과로 미루어 볼 때 가축의 유전성 질환에 대한 다양하고 폭넓은 연구가 이루어 져야 할 것으로 사료되며, 가축의 선발과 육종, 개량에 있어서 지속적이며 혈통의 철저한 관리를 통한 개량의 방향을 설정하여야 할 것으로 판명되었다. This study was performed to discriminate defective loci by detection of congenital genetic disorder, to offer basic data for selection and improvement of Korean dairy cattle using frozen semen of Holstein bulls(16 proven and 93 candidate). The results obtained were as follows ; By the detection of DUMP(deficiency of uridine monophophate synthase) for 109 Holstein bulls(16 proven and 93 candidate), DUMP carrier was not found in whole animals. Also, it was possible to early detection of DUMP carrier by using PCR-RFLP(AvaⅠ). As the results of detection for BLAD(bovine leukocyte adhesion deficiency), BLAD carrier was not found in 16 proven bulls. But 5 candidtae bulls are discriminated to BLAD carrier, and it could be predicted to transmitted pathway of inherited loci by pedigree identification. Also, when digesting PCR products using restriction enzyme, results from Taq Ⅰ restriction enzyme were more efficient than that of HaeⅢ. After detection test of citrullinaemia, it was concluded that proven and candidate bulls were not. However, wide range of research and citrullinaemia genotyping should be performed. As a result of this study, the wide and various research should be performed in genetic disease of animal. And in the selection and breeding of animal, the breeding scheme by completely and continuously management of pedigree should be established.

한우 번식우의 육질향상을 위한 육질 관련 유전자와 사양관리와의 관계 분석

김봉순,장길원,이승환,정학재,양보석,박진기,민관식,양병철 한국동물번식학회 2012 Reproductive & Developmental Biology(Supplement) Vol.36 No.2s

한우 고급육 생산을 위해 종모우의 개량과 선발이 이루어지고 있으나 좀 더 효율적인 개 량을 위해서는 고급육을 생산할 수 있는 한우 암소의 개량이 필수적이다. 따라서 본 연구는 경기도 안성지역 한우의 육질 개량을 위해 지역 한우농가의 소를 대상으로 육질 초음파 측 정과 육질관련 유전자와의 비교 분석을 하기 위해 실시하였다. 육질분석을 위해 3산 이상 한우 번식우 86두를 대상으로 초음파로 등심단면적, 등지방두께, 근내지방을 측정하였다. 각 개체별로 혈액을 채취하여 유전자를 분석하였으며, 유전자 분석은 육질관련 유전자로 알 려진 FABP4와 FABP5-1, FABP5-2를 이용하였다. 개체별로 고급육 생산을 위한 사양관리 전과 사양관리 후 표현형과 유전자와의 상관 관계를 분석하였다. 번식우의 일반 사양관리 조건(비육전)에서 FABP4는 육질초음파 측정 결과와 유전자 분석과의 상관 관계가 0.006으 로 매우 높은 것으로 나타났다. 그러나 FABP5는 상관 관계가 0.084로 비교적 낮은 결과를 보였다. 그러나, 비육후 도축하였을 때 FABP4는 육질초음파 측정 결과와 유전자 분석과의 상관 관계가 0.0054로 매우 높은 것으로 나타났다. 그러나 FABP5는 상관 관계가 0.0899로 비교적 낮은 결과를 보였다. FABP4 유전자에서 비육전 초음파 측정 결과와 비교하였을 때 GG type은 7.18, AG type은 8.50, AA type은 10.50이었으나(n=50), 비육후 도축한 결과 GG type에서 4.88, AG type은 2.33, AA type은 나타나지 않았다(n=20). FABP5 유전자에 서 비육전 초음파 측정 결과와 비교하였을 때, GG type은 9.30, AG type은 7.95, AA type 은 7.40이었으나(n=50), 비육후 도 축결과는 GG type에서 2.67, AG type은 3.50, AA type 5.00으로 나타났다(n=20). 두 가지 유전자에서 비육전과 비육후 유전자와 표현형과의 관계 가 반대로 나타났음을 알 수 있었다. 즉, 이 결과를 통해 육질관련 유전자를 보유하고 있더 라도 비육을 하지 않고 일반 번식우 사양관리를 하였을 때 육질이 떨어진다는 것을 알 수 있었다.

한우 번식우의 육질향상을 위한 육질 관련 유전자와 사양관리와의 관계 분석

김봉순,장길원,이승환,정학재,양보석,박진기,민관식,양병철 한국동물번식학회 2012 Reproductive & developmental biology Vol.36 No.2

한우 고급육 생산을 위해 종모우의 개량과 선발이 이루어지고 있으나 좀 더 효율적인 개 량을 위해서는 고급육을 생산할 수 있는 한우 암소의 개량이 필수적이다. 따라서 본 연구는 경기도 안성지역 한우의 육질 개량을 위해 지역 한우농가의 소를 대상으로 육질 초음파 측 정과 육질관련 유전자와의 비교 분석을 하기 위해 실시하였다. 육질분석을 위해 3산 이상 한우 번식우 86두를 대상으로 초음파로 등심단면적, 등지방두께, 근내지방을 측정하였다. 각 개체별로 혈액을 채취하여 유전자를 분석하였으며, 유전자 분석은 육질관련 유전자로 알 려진 FABP4와 FABP5-1, FABP5-2를 이용하였다. 개체별로 고급육 생산을 위한 사양관리 전과 사양관리 후 표현형과 유전자와의 상관 관계를 분석하였다. 번식우의 일반 사양관리 조건(비육전)에서 FABP4는 육질초음파 측정 결과와 유전자 분석과의 상관 관계가 0.006으 로 매우 높은 것으로 나타났다. 그러나 FABP5는 상관 관계가 0.084로 비교적 낮은 결과를 보였다. 그러나, 비육후 도축하였을 때 FABP4는 육질초음파 측정 결과와 유전자 분석과의 상관 관계가 0.0054로 매우 높은 것으로 나타났다. 그러나 FABP5는 상관 관계가 0.0899로 비교적 낮은 결과를 보였다. FABP4 유전자에서 비육전 초음파 측정 결과와 비교하였을 때 GG type은 7.18, AG type은 8.50, AA type은 10.50이었으나(n=50), 비육후 도축한 결과 GG type에서 4.88, AG type은 2.33, AA type은 나타나지 않았다(n=20). FABP5 유전자에 서 비육전 초음파 측정 결과와 비교하였을 때, GG type은 9.30, AG type은 7.95, AA type 은 7.40이었으나(n=50), 비육후 도 축결과는 GG type에서 2.67, AG type은 3.50, AA type 5.00으로 나타났다(n=20). 두 가지 유전자에서 비육전과 비육후 유전자와 표현형과의 관계 가 반대로 나타났음을 알 수 있었다. 즉, 이 결과를 통해 육질관련 유전자를 보유하고 있더 라도 비육을 하지 않고 일반 번식우 사양관리를 하였을 때 육질이 떨어진다는 것을 알 수 있었다.

번식한우 사양관리(비육전후)에 따른 지방산결합단백질 4, 5(FABP4, 5) 유전자와 육질의 연관성 분석

김봉순,장길원,이승환,정학재,양보석,박진기,김민수,임선화,박채원,민관식,양병철 한국동물번식학회 2012 Reproductive & developmental biology Vol.36 No.3

학술발표초록 ; 육종 ( 구두발표 ) ; PCR 을 이용한 한국형 보증종모우 및 후보종모우의 유단백질 유전좌위 분포에 관한 연구

이연근,이광전,장길원,강민식,최윤석,조주현 한국동물자원과학회 ( 구 한국축산학회 ) 1996 한국축산학회 심포지움자료집 Vol.- No.-

초위성체 표지인자(MS markers)와 다중중합효소연쇄 반응(Multiplex PCR)기법을 이용한 닭의 친자감별

박선애,김이경,김승창,장길원,조용민,박미나,최봉환,박창민 경상대학교 농업생명과학연구원 2014 농업생명과학연구 Vol.48 No.2

Microsatellite (MS) markers have been a useful genetic marker in determining genetic diversity and individual identification of livestock. However, this study in poultry was not reported actively yet. In order to solve these problems, genetic information of microsatellite markers and more accurate and rapid methods of DNA identification in chicken were acquired. The objective of this study is to develop 12 MS markers consisted of one set that can describe allele frequency and heterozygosity of chicken. In resulting of this analysis using 96 chicken, we has average of 3.08 allele, and heterozygosity of 0.563 and Polymrphism information content(PIC) of 0.482 for 12 MS markers. These results would be provided with basic data for individual identification and paternity identification using chicken traceability in future. 초위성체 표지인자는 가축에서 유전자 다양성, 개체식별 연구를 위한 유전자 마커로 활용되고 있지만 가축의 가금류에서는 이러한 연구가 미비한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 닭에서의 초위성체 마커에 대한 유전정보를 확보하고 보다 정확하고 신속한 유전자 분석 방법의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 12개의 초위성체 표지인자(MS Marker)를 1세트로 구성된 다중중합효소연쇄반응(Multiplex PCR)을 이용하여 닭의 대립유전자와 대립유전자 빈도 및 이형접합도을 결정하는 마커를 개발하는 것이다. 닭 96수를 이용하여 12개 MS marker를 분석한 결과, MS marker에 대한 대립유전자수는 평균 3.08개로 관찰되었다. 12개 초위성체 마커의 이형접합도은 평균 0.563이고 다형정보도(Polymrphism information content : PIC)는 0.482로 계산되었다. 이 결과는 전국적으로 닭의 유전자를 이용한 개체식별 및 친자감별에 이용하기 위한 기초자료 뿐만아니라 닭 이력제를 정착시킬 수 있는 중요한 기술로 활용 될 수 있을 것이라 사료된다.

폐쇄 핵 젖소집단에서 IVEP수준과 육종계회게 의한 선발반응과 근친계수

이광전,김정언,강민식,조광현,장길원,최현준 한국동물자원과학회 2000 한국축산학회지 Vol.42 No.2

This study was carried out for the aim of solving the selection response on nucleus herds in dairy cattle by using the Multiple Ovulation Embryo Transfer(MOET), coupled with adapting In Vitro Embryo Production(IVEP), and settled down the nine kinds of hierachical mating plans according to the number of sires and dams, and did simulation for breeding schemes and IVEP levels. The results obtained were as follows ; 1. The annual rate of inbreeding coefficients were decreased according to increasing the number of sires and dams. It was low in the mating plan with many sires and dams, when the mating ratios of dam to sire are equal. These trends were similar to the juvenile, adult and progeny testing schemes. 2. The annual rate of selection response was high as increasing IVEP levels and the number of sires and dams. 3. The annual rate of selection response was the highest in the case of adult scheme and was the lowest in the case of progeny test scheme, regardless of mating plans and IVEP levels. 4. The rate of selection responses in the low IVEP level with many sires and dams were similar to those in the high IVEP level with few sires and dams, so if we would increase IVEP levels, the number of sires and dams and the herd sizes would be decreased, this practice would be advantageous for making nucleus dairy herds. 5. In cult scheme with medium IVEP level, it was expected that the cumulative selection response amounted to one and more standard deviation units in 10 years and to two standard deviation units in 20 years.

전장 유전체 관련성 분석을 통한 한우 도체수율 관련 양적형질좌위 탐색

이승환,임다정,당창권,장선식,김형철,전기준,연성흠,장길원,박응우,오재돈,이학교,이준헌,강희설,윤두학 충남대학교 농업과학연구소 2013 농업과학연구 Vol.40 No.2

Genome-wide association study was performed on data from 266 Hanwoo steers derived from 66 sire using bovine 10K mapping chip in Hanwoo (Korean Cattle). SNPs were excluded from the analysis if they failed in over 5% of the genotypes, had median GC scores below 0.6, had GC scores under 0.6 in less than 90% of the samples, deviated in heterozygosity more than 3 standard deviations from the other SNPs and were out of Hardy-Weinberg equilibrium for a cutoff p-value of 1-15. Unmapped and SNPs on sex chromosomes were also excluded. A total of 4,522 SNPs were included in the analysis. To test an association between SNP and QTL, GWAS for five genetic mode(additive, dominant, overdominant, recessive and codominant) was implemented in this study. Three SNPs (rs29018694, ss46526851 and rs29018222) at a threshold p<1.11×10-5 were detected on BTA12 and BTA21 for dressing percentages in codominant and recessive genetic mode. The G allele for rs29018694 has 4.9% higher dressing percentage than A allele, while the T allele for ss46526851 has 2.57 % higher dressing percentage than C allele. Therefore, rs29018694 SNP showed a bigger effect than the other two SNPs (ss46526851 and rs29018222) in this study. In conclusion, this study identifies three loci with moderate effects and many loci with infinitesimally small effect across genome in Hanwoo.