제주흑우, 한우 및 수입 소 품종에서 새로운 indel 마커의 다형성과 대립인자 분포

한상현(Sang-Hyun Han),김재환(Jae-Hwan Kim),조인철(In-Cheol Cho),조상래(Sang-Rae Cho),조원모(Won-Mo Cho),김상금(Sang-Geum Kim),김유경(Yoo-Kyung Kim),강용준(Yong-Jun Kang),박용상(Yong-Sang Park),김영훈(Young-Hoon Kim),박세필(Se-Phil Pa 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.12

본 연구는 소 유전자 database들에 대한 사전 비교연구에서 발견된 삽입/결실(indel) marker들의 다형성과 각각의 유전자형의 분포를 확인하고자 수행하였다. 먼저, 소의 유전체 서열과 발현서열표식(EST) database 간의 생물정보학적 비교를 통해 전체 51 종의 indel marker들을 검출하였다. 이 중에서 42 종을 평가하여 최종적으로 9 종의 정보력이 있는 marker들을 집단분석을 위해 선발하였다. 각각의 marker들에 대한 염기서열을 재분석하였으며, marker의 다형성을 한국 재래소 품종인 한우와 제주흑우(JBC), Holstein, Angus, Charolais, Hereford 등 6 품종에서 조사하였다. 본 연구에서 이용한 소 6 품종은 8 종의 marker들에 대해 다형성을 나타내었으나, Indel_15의 경우 Holstein과 Charolais에서 다형성이 발견되지 않았다. JBC 집단에 대한 분석에서는 관찰된 이형 접합자 빈도는 HW_G1 (0.600)에서 가장 높고, Indel_29 (0.274)에서 가장 낮았다. Marker에 대한 다형정보량의 수준은 HW_G4 (0.373)에서 가장 높고, Indel_6 (0.305)에서 가장 낮은 수준을 보였다. 본 연구에서 조사한 새로운 indel marker들은 특히 제주흑우 집단의 생산성 향상을 위한 분자육종 체계의 개발뿐만 아니라 친자확인이나 생산이력추적을 위한 유전정보를 제공하는데 유용할 것으로 기대된다. The aim of this study was to screen the polymorphisms and distribution of each genotype of insertion/deletion (indel) markers which were found in a preliminary comparative study of bovine genomic sequence databases. Comparative bioinformatic analyses were first performed between the nucleotide sequences of Bovine Genome Project and those of xpressed sequence tag (EST) database, and a total of fifty-one species of indel markers were screened. Of these, forty-two indel markers were evaluated, and nine informative indel markers were ultimately selected for population analysis. Nucleotide sequences of each marker were re-sequenced and their polymorphic patterns were typed in six cattle breeds: Holstein, Angus, Charolais, Hereford, and two Korean native cattle breeds (Hanwoo and Jeju Black cattle). Cattle breeds tested in this study showed polymorphic patterns in eight indel markers but not in the Indel-15 marker in Charolais and Holstein. The results of analysis for Jeju Black cattle (JBC) population indicated an observed heterozygosity (Ho) that was highest in HW_G1 (0.600) and the lowest in Indel_29 (0.274). The PIC value was the highest in HW_G4 (0.373) and lowest in Indel_6 (0.305). These polymorphic indel markers will be useful in supplying genetic information for parentage tests and traceability and to develop a molecular breeding system for improvement of animal production in cattle breeds as well as in the JBC population.

제주도 한우와 제주흑우실용화축군 집단에서 ADD1 유전자의 다형성이 경제형질에 미치는 영향

한상현(Sang-Hyun Han),오홍식(Hong-Shik Oh),이재봉(Jae-Bong Lee),좌은숙(Eun-Sook Jwa),강용준(Yong-Jun Kang),김상금(Sang-Geum Kim),양성년(Sung-Nyun Yang),김유경(Yoo-Kyung Kim),조인철(In-Cheol Cho),조원모(Won-Mo Cho),고문석(Moon-Suck Ko 한국생명과학회 2015 생명과학회지 Vol.25 No.1

한우와 제주흑우실용화축군(JBC-DC) 집단에서 ADD1 유전자의 유전적 다형성을 조사하였다. ADD1 유전자형은 intron 7 영역에서 84-bp 절편의 유무에 따라 결정하고, 두 집단에서 ADD1 유전자형과 경제형질의 상관관계를 시험하였다. 한우 거세우집단에서는 ADD1 D/- 도체들이 WW 개체들보다 유의적으로 더 두꺼운 등지방두께를 보여주었다(p<0.05). 하지만, JBC-DC 집단에서는 이형접합인 WD에서 가장 두꺼운 등지방두께를 나타냄을 볼 수 있었고(p<0.05), 이는 W와 D 대립인자의 상승효과에 의해 등지방 축적이 증가하는 것으로 추정된다. 반면 육질등급지수나 근내지방도으로 측정된 근육조직에서 근내지방의 축적과 ADD1 유전자형과은 상관없는 것으로 조사되었다. 이상의 결과들로부터, ADD1 유전자는 근육조직의 근내지방보다는 피하조직에서 등지방에 영향을 주는 것으로 보인다. 또한 DD 유전자형에서 W/-인 동물들에 비해 더 높은 수준의 육색을 나타내었다(p<0.05). 흥미로운 것은 JBC-DC 집단에서만 도체중과 유전자형 사이에 고도의 유의적인 차이를 나타내었는데, D/-인 동물들이 WW인 동물들에 비해 38 kg 이상 더 무거웠다(p<0.001). 연구결과는 ADD1 유전자형에 따라 빠른 성장률과 거세우의 생산성에 차이들을 나타내는 것을 보여주고 있다. 이러한 발견들은 ADD1 유전자형이 유전적 분자 마커로써 한우와 제주흑우-유래 축군의 개량을 위한 교배육종에서 효과적인 역할을 수행할 수 있음을 보여주는 결과이다. Genetic polymorphisms of adipocyte determination and differentiation factor 1 (ADD1) gene were screened in Hanwoo and Jeju Black cattle-derived commercial (JBC-DC) populations. The ADD1 genotypes were determined using the presence/absence of 84-bp fragment at intron 7 region. The association of ADD1 genotypes for economic traits was examined in both populations. In the Hanwoo steers, ADD1 D/-carcasses showed significantly thicker backfat levels than those from WW (p<0.05). However, the thickest level of backfat appeared in WD heterozygotes, whereas thicker backfat did not appear in DD homozygotes in the JBC-DC population (p<0.05), leading to the supposition that synergic effects of alleles W and D increase backfat deposition. On the other hand, there was no association between the ADD1 genotypes and intramuscular fat deposition measured as meat quality index and marbling score. From these results, we concluded that the bovine ADD1 affected the backfat in subcutaneous tissue, rather than intramuscular fat in muscle tissue. In addition, the DD animals showed higher levels of meat color than those from W/- (p<0.05). Interestingly, a highly significant difference was found between the genotypes and carcass weights only in the JBC-DC population, and D/- animals were heavier by more than 38 kg than those from WW (p<0.001). The results of this study reveal faster growth rate and differences in steer productivity according to genotypes of the ADD1 gene. These findings demonstrate that ADD1 genotypes may effectively function as molecular genetic markers for the improvement of Hanwoo and Jeju Black cattle-related crossbreeding systems.

제주재래흑돼지와 랜드레이스 교배 축군에서 MYH3 유전자의 6-bp 결실 변이와 육색 형질간의 연관성 분석

강용준(Yong-Jun Kang),김상금(Sang-Geum Kim),김수연(Su-Yeon Kim),김민지(Min-Ji Kim),김현아(Hyeon-Ah Kim),유지현(Ji-Hyun Yoo),신문철(Moon-Cheol Shin),양병철(Byoung-Chul Yang),조인철(In-Cheol Cho) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.7

본 연구는 랜드레이스와 제주재래흑돼지 교잡축군에서 MYH3 6-bp 결실 변이 유전자형과 육색 형질간의 상관 관계를 분석하였다. 돼지의 등심(longissimus dorsi), 상완세갈래근(triceps brachii), 대퇴두갈래근(biceps femoris), 반막 모양근(semimembranosus)을 이용하였다. 총 187두의 등심, 상완세갈래근, 대퇴두갈래근, 반막모양근에서 육색 형질인 적색도(CIE a*), 황색도(CIE b*), 명도(CIE L*)를 조사하였다. Mismatch primer 세트를 이용하여 MYH3 6-bp 결실 변이 QQ, Qq, qq의 세가지 유전자형을 확인하였고, 그 빈도는 각각 0.358, 0.551, 0.091를 확인하였다. 적색도, 황색도, 명도와 MYH3 6-bp 결실변이 유전자형간의 상관관계를 확인한 결과 등심(p>0.05, p<0.001, p<0.001), 상완 세갈래근(p<0.001, p<0.001, p<0.001), 대퇴이두근(p<0.01, p<0.001, p<0.001), 반각모양(p>0.05, p<0.001, p<0.001) 부위에서 QQ 유전자형이 qq 유전자형 보다 높은 결과를 확인하였다. 이번 연구에서 랜드레이스와 제주재래흑돼지교잡축군에서 적색도, 황색도, 명도를 높일 수 있을 것이며, 또한 MYH3 6-bp 유전자 다형성을 이용하여 제주재래 흑돼지를 이용한 교배프로그램에서의 육색 형질 향상을 위한 유전적 마커로서 사용되어 돼지고기 육질 향상에 도움될 것으로 사료된다. This study was conducted to examine the association between the myosin heavy chain 3 (MYH3) in 6-bp deletion variant genotypes and meat color traits in a crossbred pig population Landrace and Jeju native black pigs (JNBP). The longissimus dorsi, semimembranosus, triceps brachii and biceps femoris muscle from each carcass were used for the analysis of meat color traits. A total of 187 pigs and three meat color traits, CIE L* (lightness), CIE a* (redness), and CIE b* (yellowness), were analyzed. All experimental pigs were successfully genotyped for the MYH3 6-bp deletion variant using Polymerase chain reaction (PCR) analysis. We detected three MYH3 6-bp deletion variant genotypes qq, Qq, and QQ with 0.091, 0.551 and 0.358 genotype frequencies, respectively. Compared to qq homozygotes, the MYH3 6-bp deletion QQ genotype animals showed a higher levels of the meat colors traits CIE L* (lightness), CIE a* (redness), and CIE b* (yellowness) in longissimus dorsi (p>0.05, p<0.001, p<0.001), semimembranosus (p>0.05, p<0.001, p<0.001), triceps brachii (p<0.001, p<0.001, p<0.001), and biceps femoris (p<0.01, p<0.001, p<0.001), respectively. The QQ genotype pigs was associated with increasing meat color traits in the crossbred between Landrace and JNBP. Our findings suggest that the MYH3 6-bp deletion variant genotypes can be used as valuable genetic markers for JNBP-related breeding programs to improve meat quality and control meat color traits.

제주재래흑돼지와 랜드레이스 F₂ 교배축군의 생체중에 대한 유전체와 가계도 기반의 유전력 및 모체효과 추정

박희복,한상현,이재봉,김상금,강용준,신현숙,신상민,김지향,손준규,백광수,조상래,조인철,Park, Hee-Bok,Han, Sang-Hyun,Lee, Jae-Bong,Kim, Sang-Geum,Kang, Yong-Jun,Shin, Hyun-Sook,Shin, Sang-Min,Kim, Ji-Hyang,Son, Jun-Kyu,Baek, Kwang-Soo,Cho, 한국수정란이식학회 2016 한국동물생명공학회지 Vol.31 No.3

Growth traits, such as body weight, directly influence productivity and economic efficiency in the swine industry. In this study, we estimate heritability for body weight traits usinginformation from pedigree and genome-wide single nucleotide polymorphism (SNP) chip data. Four body weight phenotypes were measured in 1,105 $F_2$ progeny from an intercross between Landrace and Jeju native black pigs. All experimental animals were subjected to genotypic analysis using PorcineSNP60K BeadChip platform, and 39,992 autosomal SNP markers filtered by quality control criteria were used to construct genomic relationship matrix for heritability estimation. Restricted maximum likelihood estimates of heritability were obtained using both genomic- and pedigree- relationship matrix in a linear mixed model. The heritability estimates using SNP information were smaller (0.36-0.55) than those which were estimated using pedigree information (0.62-0.97). To investigate effect of common environment, such as maternal effect, on heritability estimation, we included maternal effect as an additional random effect term in the linear mixed model analysis. We detected substantial proportions of phenotypic variance components were explained by maternal effect. And the heritability estimates using both pedigree and SNP information were decreased. Therefore, heritability estimates must be interpreted cautiously when there are obvious common environmental variance components.

제주재래돼지와 듀록 참조축군에서 Melanocortin 4 Receptor (MC4R) 유전자형과 지방산 조성간의 관련성 분석

강용준(Yong-Jun Kang),김상금(Sang-Geum Kim),김수연(Su-Yeon Kim),신문철(Moon-Cheol Shin),우제훈(Jae-Hoon Woo),김남영(Nam-Young Kim),신상민(Sang-Min Shin),최재영(Jae-Young Choi),유지현(Ji-Hyun Yoo),박남건(Nam-Geon Park),양병철(Byoung-C 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.1

본 연구에서는 제주재래돼지와 듀록 품종 사이에서 생산된 F₂ 참조축군에서 melanocortin-4-receptor (MC4R) 유전자형과 지방산 조성간의 관련성을 연구하였다. 전체 290 여두의 F₂ 자손을 이용하여 14개의 지방산 조성을 측정하였다. Taq Ⅰ PCR-RFLP 방법을 이용하여 MC4R c.1426A>G (p.Asp298Asn)의 단일염기다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)을 확인하였다. MC4R 세 가지 유전자형(AA, AB, BB)이 모두 발견되었고, 그 빈도는 각각 0.299, 0.542, 0.159로 확인되었다. AA 유전자형을 가진 개체에서 palmitic acid (C16:0, p<0.05), stearic acid (C18:0, p<0.01), eicosenoic acid (C20:1n9, p<0.05), saturated fatty acid (SFA, p<0.01) 함량이 GG 유전자형을 가진 개체보다 더 높은 것으로 확인되었다. 반면에 GG 유전자형을 가진 개체는 linoleic acid (C18:2n6, p<0.001), linolenic acid (C18:3n3, p<0.001), linolenic acid (C18:3n6, p<0.001), arachidonic acid (C20:4n6, p<0.001)과 같은 불포화지방산(unsaturated fatty acid) 함량이 AA 유전자형을 가진 개체보다 더 높은 것을 확인하였다. 제주재래돼지와 듀록 품종 사이에서 생산된 F₂ 참조축군에서 MC4R GG 유전자형이 포화지방산은 낮추고, 불포화지방산은 높이는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과 MC4R의 유전적 다형성이 듀록과 제주재래돼지 교배 프로그램에서 육질향상과, 고기내의 지방산 함량을 조절할 수 있는 유전적 표지 인자로 활용될 수 있을 것이라 사료된다. This study was conducted to examine association between melanocortin-4-receptor (MC4R) genotypes and fatty acid (FA) composition in an F₂ intercross between Duroc and Jeju (South Korea) Native pigs (JNP). Fourteen FA composition traits were measured in more than 290 F₂ progeny population produced between Duroc and JNP. All experimental pigs were successfully genotyped for the MC4R c.1426A>G (p.Asp298Asn) single nucleotide polymorphism (SNP) by using Taq Ⅰ PCR-RFLP methods. We detected three MC4R genotypes, AA, AG, and GG with 0.299, 0.542, and 0.159 genotype frequencies, respectively. The MC4R AA genotype animals showed higher levels in palmitic acid (C16:0, p<0.05), stearic acid (C18:0, p<0.01), eicosenoic acid (C20:1n9, p<0.05), saturated fatty acid (SFA, p<0.01) than GG homozygotes, respectively. Whereas MC4R GG genotype showed higher values in linoleic acid (C18:2n6, p<0.001), linolenic acid (C18:3n3, p<0.001), linolenic acid (C18:3n6, p<0.001), arachidonic acid (C20:4n6, p<0.001) and unsaturated fatty acid (USFA, p<0.01) than AA pigs, respectively. The MC4R GG genotype was associated with increasing USFA and decreasing SFA in the F₂ progeny population produced between Duroc and JNP. Our finding suggests that the MC4R polymorphisms can be used as a valuable genetic marker for Duroc and JNP breeding programs to improve meat quality and to control FA compositions.