제주마 주파기록에 대한 연도별 추세 및 환경효과 분석

이종안(Jongan Lee),이수현(Soo Hyun Lee),이재구(Jae-Gu Lee),김남영(Nam-Young Kim),최재영(Jae-Young Choi),신상민(Sang-Min Shin),최정우(Jung-Woo Choi),조인철(In-Cheol Cho),양병철(Byoung-Chul Yang) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.9

본 연구는 제주마의 연도별 주파기록 특성을 파악하고 경주기록에 대한 환경효과 분석을 위해 수행되었다. 한국마사회가 2002년부터 2019년까지 수집한 제주마 2,167두의 48,645개 관측치 정보가 분석에 사용되었다. 환경효과 분석을 위하여 관측치 빈도가 가장 높은 800 m 기준으로 주파기록은 보정되었다. 거리별 경주기록은 동일거리 기준으로 변환되었으며 연도별 비교가 가능했다. 그 결과 표현형에서 매년 주파기록이 0.242초(R²=0.66) 단축됨을 알 수 있었다. 보정된 주파기록에 대한 환경효과의 유의성 검증 위해 일원분산분석을 수행하였고 모형에서 설정한 모든 변수에서 고도의 유의성을 나타내었다(p<0.001). 이들 변수에 대해 단계적 변수 선발법을 적용, AIC 값 산출을 통해 모형 적합도를 평가하였으며 연도, 부담구분, 기수 순위, 조교사 순위, 주로상태, 날씨, 마령, 성별 순으로 변수 선택 시 가장 낮은 AIC 값을 갖는 모형이 수립되었다. 최종적으로 주파기록에 영향하는 환경효과 분석을 위하여 기수, 조교사 순위 및 마령 3가지 변수를 임의효과로 가정하였다. 그 결과 기수와 마령을 임의효과로 설정하였을 때 주파기록에 영향하는 환경효과 분석에 가장 적합한 모형인 것으로 나타났다. 본 연구에서 도출된 결과는 제주마 유전능력 평가를 위한 모형설정 시 기초자료로 활용 가능할 것으로 사료된다. This study was conducted to estimate annual trends and the environmental effects in the racing records of Jeju horses. The Korean Racing Authority (KRA) collected 48,645 observations for 2,167 Jeju horses from 2002 to 2019. Racing records were preprocessed to eliminate errors that occur during the data collection. Racing times were adjusted for comparison between race distances. A stepwise Akaike information criterion (AIC) variable selection method was applied to select appropriate environment variables affecting racing records. The annual improvement of the race time was -0.242 seconds. The model with the lowest AIC value was established when variables were selected in the following order: year, budam classification, jockey ranking, trainer ranking, track condition, weather, age, and gender. The most suitable model was constructed when the jockey ranking and age variables were considered as random effects. Our findings have potential for application as basic data when building models for evaluating genetic abilities of Jeju horses.

제주도 한우 집단에서 Galactose mutarotase (GALM) 유전자의 삽입/결실 다형성과 도체형질의 연관성 분석

김유경(Yoo-Kyung Kim),이종안(Jongan Lee),신상민(Sang-Min Shin),고응규(Yeoung-Gyu Ko),유지현(Ji-Hyun Yoo),원미영(Miyoung Won) 한국생명과학회 2023 생명과학회지 Vol.33 No.12

이 연구는 제주도 한우집단에서 galactose mutarotase (GALM) 유전자형과 도체형질의 연관성을 시험하였다. GALM 유전자형은 3’-비해독부위(3’-UTR)의 14-bp (5’-GGTCTAATGACCAG-3’) 삽입/결실 다형성을 이용하였다. 한우 비육우 집단에서 GALM 유전자의 세 가지 유전자형(LL, LS, SS)이 모두 관찰되었다. 연관성 분석결과는 근내지방의 함량과 밀접한 상관을 보이는 육질등급과 근내지방도의 수준과, 등지방두께의 수준이 유전자형에 따른 유의적인 차이를 나타내었다(p<0.05). 동형접합인 SS 유전자형을 보유한 도체에서 LL 또는 LS 유전자형인 도체에 비해 근내지방 함량 수준은 더 높고, 등지방두께도 더 얇은 수준을 보였다. 반면, 도체중, 등심단면적, 육색, 지방색 등은 GALM 유전자형에 따른 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 3’-UTR에서 14-bp 절편의 결실은 RNA의 2차 구조의 변형과 RNA-결합 단백질, microRNA와의 결합능력에 대한 방해를 통해 유전자 발현에 영향을 줄 수 있는 것으로 예측되었다. GALM 유전자의 3’-UTR 영역에서 14-bp 삽입/결실 다형성에 대한 이번 연구결과는 소에서 근육과 등지방 조직에서 galactose 대사에 의한 지방 축적을 통해 성장형질, 도체형질에 영향을 주는 것으로 판단된다. This study examined the associations between the genotypes of the galactose mutarotase (GALM) gene and carcass traits in the Hanwoo population of Jeju Island, South Korea. The GALM genotypes were determined by the 14-bp (5’-GGTCTAATGACCAG-3’) insertion/deletion (InDel) polymorphisms of the 3′-untranslated region (UTR). All three genotypes (LL, LS, and SS) were found in the Hanwoo steer population. The association analysis showed significant associations between genotypes and several carcass traits, including traits related to intramuscular fat content, such as meat quality, marbling score, and backfat thickness (p<0.05). Animals harboring the SS genotype showed not only higher levels of intramuscular fat content but also lower levels of backfat thickness than animals harboring the LL and LS genotypes. On the other hand, no significant associations were found between the GALM genotypes and carcass weight, eye muscle area, meat color, or fat color (p>0.05). Deleting the 14-bp segment in the 3′-UTR resulted in the modification of the secondary structure of RNA and appeared to affect gene expression by interfering with the binding ability of GALM mRNA with RNA-binding proteins and microRNAs. These results suggest that the 14-bp InDel polymorphism in the 3′-UTR region of the GALM gene affects cattle growth traits and carcass quality through galactose metabolism–mediated fat accumulation in muscle and backfat tissues.

말에서 Dopamine Receptor D4 유전자의 변이 특성 분석

최재영(Jae-Young Choi),최연주(Yeonju Choi),이종안(Jongan Lee),신상민(Sang-Min Shin),윤민중(Minjung Yoon),강용준(Yong-Jun Kang),신문철(Moon-Cheol Shin),유지현(Ji-Hyun Yoo),김현아(Hyeonah Kim),조인철(In-Cheol Cho),양병철(Byoung-Chul Ya 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.1

마방에서 음악장르에 따른 Jeju crossbred의 스트레스 변화 연구

장윤정(Yoonjeong Jang),최재영(Jae-Young Choi),이종안(Jongan Lee),강용준(Yongjun Kang),김나영(Nayoung Kim),윤민중(Minjung Yoon),신문철(Moon-Cheol Shin),신상민(Sang-Min Shin),선상수(Sangsoo Sun),이지웅(Jiwoong Lee) 한국생명과학회 2023 생명과학회지 Vol.33 No.12

본 연구는 Jeju crossbred 6두를 대상으로 다양한 장르(Classic, New Age, Rock) 의 음악 활용을 통해 기간에 따른 스트레스 저감 정도를 비교 분석하였다. 말의 스트레스 상태를 평가하기 위해 신경전달물질(cortisol, β-endorphin, dopamine, serotonin, oxytocin) 과 효소(CPK, Aldolase) 의 농도 분석을 진행하였다. Plasma를 통해 분석된 신경전달물질 결과는 다음과 같다. cortisol은 Classic과 New Age에서 음악 제공 기간에 따라 유의적으로 감소하였고, Rock은 증가하는 경향을 보였다. Dopamine은 New Age에서만 유의적으로 감소하였고, Classic은 감소하는 경향을 보였으며, Rock은 차이가 없었다. β-endorphin은 모든 장르에서 통계적 유의성은 없었으나, Classic과 New Ag에서 감소하고 Rock은 증가하는 경향을 나타냈다. Serotonin은 모든 장르에서 통계적 유의성이 없었다. Oxytocin은 Classic과 Rock에서 감소하였고, New Age는 차이가 없었다. Serum에 의해 분석된 스트레스 관련 효소의 농도는 다음과 같다. CPK는 New Age에서 유의적 차이로 감소하였고 음악 종료 후에 다시 증가하였다. Classic과 Rock은 유의적 차이가 없었다. Aldolase는 Classic과 New Age에서 유의적으로 감소하였고 음악 종료 후에 다시 증가하였다. Rock은 통계적 유의성이 없었다. 본 연구를 통해 Jeju crossbred의 심리적 안정을 위한 최적의 음악 장르로 Classic과 New Age가 적합하며, 음악 장르에 따른 생리학적 특성 구명을 통해 말의 사육 여건 개선 및 동물 복지 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대한다. This study investigated the effects of three music genres (classical, new age, and rock) on the stress levels of six Jeju crossbred horses (Jeju horse × Thoroughbred) in a horse stable. The horses were exposed to the three genres for seven days, and their stress levels were measured by analyzing physiological markers, including neurotransmitter (cortisol, β-endorphin, dopamine, serotonin, and oxytocin) plasma levels and creatine phosphokinase (CPK) and aldolase serum levels. The neurotransmitter analysis showed significant differences in cortisol levels between classical and new age music exposure. Dopamine levels decreased significantly only with new age exposure. Although there were no significant differences in β-endorphin levels between the three genres, β-endorphin levels decreased with increasing classical and new age music playback times and increased with increasing rock music playback times. There were no significant differences in serotonin levels between the three genres. Oxytocin levels decreased significantly with exposure to classical and rock music. The CPK and aldolase analyses showed that CPK levels decreased significantly only with exposure to new age music and increased after playback ended, while aldolase levels decreased significantly with classical and new age music exposure and increased after playback ended. These findings suggest that classical music and new age are the optimal music genres for the psychological stability of Jeju crossbred horses. Playing back an appropriate music genre could be used to improve breeding and promote the welfare of Jeju crossbred horses.

제주마에서 Myostatin 유전자 변이 특성 구명

최재영(Jae-Young Choi),신광윤(Kwang-Yun Shin),이종안(Jongan Lee),신상민(Sang-Min Shin),강용준(Yong-Jun Kang),신문철(Moon-Cheol Shin),조인철(In-Cheol Cho),양병철(Byoung-Chul Yang),김남영(Nam-Young Kim) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.12

제주마는 한국의 말 품종으로 제주도에서 오랜 기간 자생하여 왔다. 제주마의 기원은 몽골마에서 유래한 것으로 추정되었다. 그러나 최근 연구에서 제주마와 몽골 토종마를 비교 한 결과, 유전적으로 가까우나 제주마가 몽고마와 독립적으로 진화해 온 것으로 보고되었다. 제주마는 경주마로 이용되어 경주 능력이 주요한 경제 형질로 활용되고 있다. Myostatin (MSTN) 유전자는 다양한 포유류에서 골격근량에 영향을 미치는 것으로 연구되었다. Thoroughbred에서 MSTN 유전자 내 존재하는 변이가 경주 능력 및 스태미너에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 우리는 제주마 1,433두를 포함하여 여러 말 품종의 MSTN 유전자내 변이 빈도를 비교하였다. MSTN 유전자의 g.66493737 변이 중 장거리 적성 유전자형(TT)의 경우 제주마에서 빈도가 0.826으로 한라마(0.285) 및 Thoroughbred(0.252)보다 높은 것으로 확인되었다. 또한 다른 연구를 참고하여 8종 말에서 g.66493737 빈도를 비교하였다. 그 결과, 경주마로 활용되는 품종은 CC형의 빈도가 높았으나, TT형의 빈도는 낮은 것으로 확인되었다. 반대로 승용마 및 역용마 등의 품종은 TT형의 빈도가 높은 것으로 확인되었다. 제주마의 경주 거리(400 m, 800 m, 900 m, 1,000 m, 1,110 m, 1,200 m)별로 유전자형과 도착 기록을 비교 분석했다. 그 결과 1,000 m 이하의 경주에서는 CT형이 TT형보다 더 빠른 도달 기록을 보였다. 그러나 1,110 m 이상의 경주에서는 거의 동일한 결과가 확인되었다. 본 연구에서는 제주마의 MSTN 유전자 변이가 경주 거리 적성과 관련이 있을 수 있음을 시사하였다. 이러한 결과는 추후 연구를 통해 제주마에서 경주 거리 적성 및 경주 능력과 연관된 마커 개발을 위한 자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다. Jeju horse (Equus ferus caballus) is a Korean horse breed that has been native to Jeju Island for a long time. Jeju horses are used as racehorses, and their racing ability is a major economic trait. The role of the myostatin (MSTN) gene in skeletal muscle mass has been studied in various mammals, and mutations in the MSTN gene are known to affect the racing ability and stamina of thoroughbreds. In this study, we compared the frequency of mutations in the MSTN gene in several horse breeds, including 1,433 Jeju horses. Among the mutations (ECA18 g.66493737C>T) in the MSTN gene, the long-distance aptitude genotype (TT) was found to have a frequency of 0.826 in Jeju horses, which was higher than that in Halla horses (0.285) and thoroughbreds (0.252). The genotypes and arrival records of Jeju horses were compared according to various distances (400 m, 800 m, 900 m, 1,000 m, 1,110 m, and 1,200 m). According to the results, the CT type showed a faster-reaching record than the TT type in races of less than 1,000 m. However, almost identical results were confirmed in races over 1,110 m. This study suggests that the MSTN mutation in Jeju horses may be related to race distance aptitude. In future research, the data in this study can be used for developing markers related to race distance aptitude and racing abilities in Jeju horses.