MS 마커를 활용한 지역별 오계 유전자원의 다양성 및 유연관계 분석

노희종(Hee-Jong Roh),김관우(Kwan-Woo Kim),이진욱(Jin-Wook Lee),전다연(Da-Yeon Jeon),김승창(Seung-Chang Kim),전익수(Ik-Soo Jeon),고응규(Yeoung-Gyu Ko),이준헌(Jun-Heon Lee),김성희(Sung-Hee Kim),백준종(Jun-Jong Baek),오동엽(Dong-Yep Oh) 한국가금학회 2018 韓國家禽學會誌 Vol.45 No.3

본 연구는 연산오계(천연기념물 제265호)와 이를 기원으로 하는 5개 지역별 오계 집단의 유전적 특성 및 차별성을 분석하기 위해 25개의 초위성체(MS) 마커를 이용하여 총 9개 집단 243수를 대상으로 유전자형을 분석하였다. 마커별 다형성 분석 결과, 총 153개의 대립유전자가 확인되었으며, Hexp와 PIC의 경우 MCW0145에서 각각 0.640, 0.570으로 가장 높았고, Hobs는 MCW0252에서 0.607로 가장 높은 값을 나타내었다. 반면, LEI0166에서 Hexp, Hobs, PIC가 각각 0.248, 0.204, 0.202로 가장 낮았다. 집단간 유전거리 분석 결과로는 9개 집단중 YSO 집단과 SUO 집단이 가장 가까운(0.073) 반면, LG 집단과 CBO 집단 사이에서 가장 먼(0.937) 것으로 확인되었다. 집단의 실제 구조를 확인하기 위한 집단별 균일도를 분석한 결과, 공시된 9개의 집단은 3개의 집단으로 구분했을 때 최적의 K값(7.96)을 얻을 수 있었으며, 5개의 오계 집단(YSO, ARO, CBO, CNO, SUO) 및 LG 집단과 CN․RIR 집단은 각각 1, 2, 3번 군집에 분포하고 있는 것으로 나타났다. 한편, GBO 집단의 경우 1번과 3번 클러스터에 걸쳐서 분포하고 있는 것으로 보아 사육과정에서 타집단과의 교잡이 일어났을 것으로 추정된다. 이러한 결과를 통해 추후 오계 유전자원에 대한 국가 수준의 유전적 특성평가 및 관리의 기초 자료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다. The aim of this study was to evaluate the genetic diversity and relationships of Ogye populations in Korea. A total of 243 genomic DNA samples from 6 Ogye population (Yeonsan Ogye; YSO, Animal Genetic Resources Research Center Ogye; ARO, Chungbuk Ogye; CBO, Chungnam Ogye; CNO, Gyeongbuk Ogye; GBO, Seoul National University Ogye; SUO) and 3 introduced chicken breeds (Rhode Island Red; RIR, White Leghorn; LG, Cornish; CN) were used. Sizes of 25 microsatellite markers were decided using GeneMapper Software(v 5.0) after analyzing ABI 3130XL. A total of 153 alleles were observed and the range was 2 to 10 per each locus. The mean of expected and observed heterozygosity and PIC (Polymorphism Information Content) value was 0.53, 0.50, 0.46 respectively. The lowest genetic distance (0.073) was observed between YSO and SUO, and the highest distance (0.937) between the RIR and CBO. The results of clustering analysis suggested 3 clusters (ΔK=7.96). Excluding GBO population, 5 Ogye populations (YSO, ARO, CBO, CNO, SUO) were grouped in same cluster with high genetic uniformity (0.990, 0.979, 0.989, 0.994, 0.985 respectively). But GBO population was grouped in cluster 1 with low genetic uniformity (0.340). The results of this study can be use to basic data for the genetic evaluation and management of Ogye populations in Korea.

Development of Microsatellite Markers for Discriminating Native Korean and Imported Cattle Breeds

Seungchang Kim(김승창),Chang-Yeon Cho(조창연),Hee-Jong Roh(노희종),Seong-Heum Yeon(연성흠),Seong-Bok Choi(최성복) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.4

성염색체에 위치하는 5 개의 초위성체 마커(INRA30, TGLA325, UMN0803, UMN0905, UMN0929) 를 이용하여 재래소 3품종과 외래소 7품종(칡소, 한우, 제주흑우, 홀스타인, 일본화우, 샤롤레, 앵거스, 헤어포드, 시멘탈, 한우X샤롤레 교잡종)의 유전적 특징을 확인하였다. 상업적으로 판매되는 소고기의 잘못된 원산지 표기를 통해 부당한 경제적 이득을 취하고자 하는 문제를 해결하기 위한 방법으로 소고기 샘플을 빠르고 저비용으로 확인 하기 위한 방법으로 사용하기 위해 좌위 또는 품종 특이적 대립유전자를 탐색하고 좌위별 대립유전자수, 대립유전자빈도, 이형접합도 그리고 다형정보량(PIC)을 구하여 이들 10품종의 유전적 다양성을 평가하였다. STRUCTURE 분석을 통한 군락의 분류 및 유전적 균일성 분석에서 재래소 품종과 외래소 품종으로 두개의 주요 그룹으로 나뉘어진다. 이러한 결과들은 재래소와 외래소 품종의 특이적인 유전적 차이를 나타낸다. 또한 Nei’s 표준 유전적 거리로 나타난 neighbor-joining tree에서도 독립적인 계통유전학적인 위치를 보여주었다. 이러한 결과는 국내 재래종과 외래품종 사이의 유전적 거리, 품종의 역사 및 그들의 지리적 기원 사이에 명백한 차이를 나타내는 증거로 사료된다. 이러한 결과들로 이들 성염색체의 초위성체 마커들에 의해 소 품종들의 유전적 다양성과 연관성은 과학적인 기초자료로 활용되고 재래소와 외래품종 소고기를 구별할 수 있는 DNA 마커들로 이용될 수 있을 것으로 사료된다. 그러므로 이러한 마커들은 효율적인 이력추적 시스템을 만드는데 사용되어 원산지 표시 위반을 억제하는데 유용할 것이다. Three Korean native cattle (KNC) and seven exotic breeds (Chikso, Hanwoo, Jeju black, Holstein, Japanese black, Charolais, Angus, Hereford, Simmental, and Cross breed) were characterized by using five microsatellite (MS) markers (INRA30, TGLA325, UMN0803, UMN0905, and UMN0929) from the sex chromosome. Genetic diversity was evaluated across the 10 breeds by using the number of alleles per locus, allele frequency, heterozygosity, and polymorphism information content (PIC) to search for locus and/or breed specific alleles, allowing a rapid and cost-effective identification of cattle samples, avoiding mislabeling of commercial beef. It was divided into two main groups from STRUCTURE analysis, one corresponding to KNC and the other to exotic cattle breeds. These results also showed specific genetic differences between KNC and exotic breeds. Nei’s standard genetic distance was calculated and used in the construction of a neighbor-joining tree. Results evidenced a correspondence between genetic distance, breeds’ history, and their geographic origin, and a clear separation between KNC and exotic breeds. Overall, this study evidenced that DNA markers can discriminate between domestic and imported beef, contributing to the knowledge on cattle breeds’ genetic diversity and relationships by using MS markers of the sex chromosome. These markers would be useful for inhibitory effect about false sales and for building an effective tracking system.

번식용 교잡 흑염소의 유지와 성장을 위한 대사에너지 요구량 추정

이진욱,김관우,이성수,고응규,이용재,김성우,전다연,노희종,윤영식,김도형,Lee, Jinwook,Kim, Kwan Woo,Lee, Sung Soo,Ko, Yeoung Gyu,Lee, Yong Jae,Kim, Sung Woo,Jeon, Da Yeon,Roh, Hee Jong,Yun, Yeong Sik,Kim, Do Hyung 한국초지조사료학회 2019 한국초지조사료학회지 Vol.39 No.1

본 연구는 사양실험에 의한 회귀식 추정방법에 의해 교잡종(개량종) 번식용 암컷 흑염소의 육성기와 임신기 유지와 성장을 위한 에너지요구량을 구하기 위해 수행되었다. 번식용 암컷 흑염소 50두를 공시하여 사료의 대사에너지 수준을 육성기(5개월령)에는 각각 2.32(G1), 2.49(G2), 2.74(G3), 2.99(G4) 및 3.24(G5) Mcal/kg로 하여 2016년 5월부터 9월까지 진행하였으며, 임신기(9개월령 이후)에는 각각 2.32(P1), 2.43(P2), 2.55(P3), 2.66(P4) 및 2.78(P5) Mcal/kg로 하여 2017년 1월부터 4월까지 수행하였다. 실험사료는 염소용 TMR 사료를 이용하여 조단백질 수준을 14%로 고정시키고 에너지 첨가제(유락)를 이용하여 에너지 수준을 조절하였다. 건물 섭취량은 처리구 간에 육성기, 임신기 모두 유의성이 없었으며, 체중대비 1.5~2.0% 수준으로 조사되었다. 일당증체량은 육성기에는 46~69g, 임신기에는 150~190g으로 사료의 에너지수준이 증가함에 따라 높게 나타났으며, 사료요구율은 육성기 6.5~9.7의 범위로 에너지수준이 높을수록 사료요구율이 개선되는 경향을 나타내었다. 임신기의 경우 3.5~3.8의 범위로 에너지 수준에 따른 영향은 없는 것으로 나타났다. 대사 체중 당 에너지섭취량과 일당증체량 사이의 회귀분석을 통한 유지에너지 요구량 추정 시 육성기에는 $102.5Kcal/BW^{0.75}$이고, 임신기에는 $105.83Kcal/BW^{0.75}$로 나타났다. 급여 사료의 에너지 수준에 따른 번식성적은 에너지 수준이 높아질수록 분만율이 낮게 나타났으나 산자수와 생시체중의 경우 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서 도출된 결과는 향후 흑염소의 사양표준 설정을 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 사료되며, 앞으로 대사실험, 비교도축법 등 다양한 추정방법과 비교를 통해 정확도를 높이는 연구가 필요할 것으로 사료된다. This study was conducted to predict the energy requirements for maintenance and growth of female Korean black goats during their growth and pregnancy phases. Fifty female goats ($18.7{\pm}0.27kg$) in their growth phase with an average age of 5 months were stratified by weight and randomly assigned into 5 groups. They were fed 5 diets varying in metabolic energy (ME) [2.32 (G1), 2.49 (G2), 2.74 (G3), 2.99 (G4), and 3.24 (G5) Mcal/kg] until they were 9-month-old. After natural breeding, 50 female goats ($30.7{\pm}0.59kg$) were stratified by weight and randomly assigned into 5 groups. They were fed 5 diets varying in ME [2.32 (P1), 2.43 (P2), 2.55 (P3), 2.66 (P4), and 2.78 (P5) Mcal/kg]. The average feed intake ranged between 1.5 and 2.0% of the body weight (BW), and there was no significant difference between the treatment groups with goats in growth or pregnancy phases. Average daily gain (ADG) in diet demand during the growth phase increased with an increasing ME density and ranged from 46 to 69 g/d (p<0.01). Feed conversion ratio (FCR) improved with the ME density during the growth phase (p<0.01). The intercept of the regression equation between ME intake and ADG indicated that energy requirement for maintenance of goats during growth and pregnancy phases was $103.53kcal/BW^{0.75}$ and $102.7kcal/BW^{0.75}$, respectively. These results may serve as a basis for the establishment of goat feeding standards in Korea. Further studies are required to assess the nutrient requirement of goats using various methods for improving accuracy.

다양한 종에서 하우스키핑 유전자 선택의 중요성

채한화(Han-Ha Chai),노윤정(Yun Jeong Noh),노희종(Hee-Jong Roh),임다정(Dajeong Lim) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.8

하우스키핑 유전자는 에너지생성, 물질합성, 세포사멸 및 세포방어 등과 같은 세포의 기본적인 기능을 수행하기 때문에 모든 유기체의 세포에서 발현된다. 세포의 기본적인 기능을 유지하기 때문에 발현 수준이 상대적으로 일정하여 단백질 발현 및 목적 유전자의 mRNA 발현 분석 등과 같은 유전자 발현 연구에서 기준 유전자로 사용되고 있다. 그러나 이들 유전자의 발현 수준은 조직과 세포마다 다를 수 있으며, 특정 환경 하에서 변할 수 있다. 그러므로 하우스키핑 유전자의 발현 안정성을 탐색하여 유전자 발현 연구에서 최적의 기준 유전자를 선택하는 것이 중요하다. 이 리뷰는 문헌을 통해 인간, 닭, 돼지 그리고 쥐에서 발견된 하우스키핑 유전자를 요약하고, geNorm, NormFinder 그리고 BestKeeper 소프트웨어를 통해 발현 안정성을 추정하였다. 하우스키핑 유전자의 발현 안정성에 대한 탐색은 유전자 발현 연구에서 실험 조건에 따라 가장 적합한 기준 유전자를 선별할 수 있고, 데이터의 정규화를 위해 적용될 수 있다. Housekeeping genes are expressed in cells of all organisms and perform basic cellular functions such as energy generation, substance synthesis, cell death, and cell defense. Accordingly, the expression levels of housekeeping genes are relatively constant, and thus they are used as reference genes in gene expression studies, such as protein expression and mRNA expression analysis of target genes. However, the levels of expression of these genes may be different among various tissues or cells and may change under certain circumstances. Therefore, it is important to select the best reference gene for specific gene expression research by exploring the stability of housekeeping gene expression. This review summarizes housekeeping genes found in humans, chickens, pigs, and rats in the literature and estimates expression stability using geNorm, NormFinder, and BestKeeper software. The most suitable reference housekeeping gene can selected based on expression stability according to the experimental conditions of the gene expression study and can thus be applied to data normalization.

엘크사슴 녹용의 조기 절각에 따른 성분변화 분석

김동교(Dong-kyo Kim),이상훈(Sang-Hoon Lee),이은도(Eun-Do Lee),이진욱(Jinwook Lee),노희종(Hee-Jong Roh),이성수(Sung-Soo Lee),장애라(Aera Jang),김관우(Kwan-Woo Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.2

엘크 녹용의 부위별 및 성장일수별 성분변화를 측정하기 위하여 각각 녹용 성장일수가 40일령, 60일령의 녹용을 채취하였다. 채취된 샘플은 부위별로 분골, 상대, 중대, 하대로 구분하여 수분, 조단백질, 조지방, 조회분, 조섬유, pH, 무기질(Ca, P, K, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Pb), 지방산 및 아미노산 함량을 분석하였다. 부위별로는 분골에서 조단백질, 조지방 함량이 높았으며, 하대에서 건물, 조회분 함량이 높게 나타났다. 조단백질은 상대에서 성장일수에 따라 증가하였으나 하대에서는 성장일수가 경과할수록 조단백질 함량은 낮아졌다. 반면에 조섬유, 조회분 함량은 증가하였다. pH는 분골에서 수치가 낮게 나타났다. 무기물에서는 칼슘(Ca), 인(P), 칼륨(K)이 중대에서 성장일수별로 유의적인 차이가 나타났다. 포화지방산은 함량이 증가하고, 불포화지방산은 감소하는 경향이 있었으나 두 성분 모두 유의적인 차이는 없었다. 대부분의 아미노산은 60일령에 높았으나 이소류신(Ile)은 60일령에서 낮았다. 이 결과는 조기에 절각을 진행할 경우에 녹용의 성분함량 변화에 대한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다. This study was undertaken to measure changes in the composition of elk velvet antlers, by considering the part and growth days (40<SUP>th</SUP> day, 60<SUP>th</SUP> day). The collected samples were divided into the tip, upper, middle, and base part by position. Samples were analyzed for moisture, crude protein, crude fat, crude ash, crude fiber, pH, minerals, and fatty acid and amino acid contents. The amounts of crude protein and crude fat were determined to be highest at the tip of the velvet antler by position, whereas dry matter and crude ash were high at the base. Crude protein contents were increased in the upper part but were decreased at the base, when assessed by growth day. Conversely, crude fiber and crude ash were found to be increased at the base by growth day. The pH value was determined to be lower at the tip, but did not differ when evaluated by growth day. Mineral contents (Ca, P, K) differed significantly by growth day in the middle portion of the antler. Saturated fatty acids tended to increase by growth day, whereas unsaturated fatty acids showed a decreasing trend. However, no significant difference was obtained for any of the components. Most amino acids were found to be high in the 60 days velvet antler, except isoleucine (Ile), which showed low levels at day 60. These results provide information on the changes in the composition of antlers, in cases of early cutting.