Hormone Analysis during Artificial Estrus Induction in Korean Black Goats

Kwan-Woo Kim(김관우),Dayeon Jeon(전다연),Jinwook Lee(이진욱),Seungchang Kim(김승창),Sang-Hoon Lee(이상훈) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.8

본 연구의 목적은 한국 재래흑염소 번식생리의 이해를 돕고자 서로 다른 발정동기화법을 적용하였을 때 혈액내 프로게스테론과 에스트로겐의 농도변화를 알아본 것이다. 발정동기화법은 소의 방법을 기본으로 하여 품종의 크기에 따라 호르몬의 용량을 조절하는 것을 가장 많이 사용되고 있으나, 흑염소에 적용하였을 때 발정동기화 후 인공수정 적기의 판단이 정확하지 않아 효율이 매우 낮게 조사된다. 연구에 조사된 발정동기화 방법으로는 소에서 많이 이용되어왔던 CIDR + PGF2ɑ, PGF2ɑ + GnRH + PGF2ɑ, 그리고 CIDR + PGF2ɑ + PMSG 세가지를 적용하였다. 혈액내 프로게스테론과 에스트로겐은 발정동기화 각 처치 후와 최종 처치 후 수일간의 변화를 조사하였다. 혈액내 프로게스테론과 에스트로겐 농도를 조사한 결과, 세가지 발정동기화 방법 마지막 처치 전까지는 모두 다른 변화를 보였으나, 그 후로는 서로 유사한 패턴으로 호르몬이 변화하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 발정동기화를 위한 호르몬 주사가 개체에 서로 다르게 작용하여 발정을 유도하고 최종 처치 후로는 유사한 발정이 유도되어 유사한 호르몬 상태를 보인 것으로 생각된다. 본 연구의 결과를 한국 재래흑염소 번식에서 인공수정이나 수정란 이식과 같은 기술에 접목한다면 효율적인 개량유도에 기여할 것으로 판단된다. The purpose of the study is to investigate the change in the blood progesterone (P4) and estrogen (E2) levels when applying different estrus induction protocols to Korean black goats, and this was done to gain understanding about their reproduction physiology. For the experiment, we performed three estrus induction protocols that are commonly used in bovine: controlled internal drug release (CIDR) + prostaglandin F2ɑ (PGF2ɑ), PGF2ɑ + gonadotropin-releasing hormone (GnRH) + PGF2ɑ, and CIDR + PGF2ɑ + PMSG. The P4 and E2 concentrations showed different patterns until the last treatment of the three protocols. However, similar concentration patterns were shown after the last treatment in all the protocols. In conclusion, we monitored the blood P4 and E2 levels in Korean black goats following three different estrus induction protocols. Our findings may be used in other breeding programs of Korean black goats, such as artificial insemination and embryo transfer.

혈청과 난포액 및 성선자극호르몬 첨가가 염소 난자의 체외성숙에 미치는 영향

이상훈(Sang-Hoon Lee),전다연(Dayeon Jeon),이진욱(Jinwook Lee),이성수(Sung-Soo Lee),김승창(Seungchang Kim),김찬란(Chan-Lan Kim),김관우(Kwan-Woo Kim) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.9

본 연구는 염소 난자의 체외배양 시 혈청과 호르몬 첨가의 효과를 알아보기 위하여 체외성숙 효율, 유전자발현 및 체외수정 후 배발달율을 조사하였다. 본 실험에서는 기본 체외성숙 배양액에 10% gBS, 10% gFF를 첨가하여 혈청유무에 따른 효과와 FSH를 조합하여 체외성숙 효율을 조사한 결과, 처리구 모두 대조구보다 유의적으로 높은 성숙률을 보였다. 특히 gBS와 FSH를 조합하였을 때 처리구 중에서도 77.8%로 유의적으로 가장 높은 체외성숙 결과를 보였다. 또한, 각 처리구로부터 얻은 성숙 난자를 이용하여 체외수정 배발달 효율을 조사한 결과 모두 유의적으로 향상되었으며 특히 gBS와 gFF에 FSH를 혼합 처리한 두 그룹이 우수한 결과를 보였다. 난자의 성숙과 관련된 BMP15와 GDF9의 mRNA 발현량을 비교한 결과, 처리구간 특이점이나 유의적 차이가 나타나지 않았다. 본 연구의 결과 염소 난자의 체외성숙에 관한 추가적인 실험이 필요할 것으로 생각되나, gBS, gFF 및 FSH 첨가가 성숙 효율 향상에 도움이 됨을 알 수 있었다. This study investigated the effects of goat blood serum (gBS), goat follicular fluid (gFF) and gonadotropin (FSH) on the in vitro maturation, fertilization and development of Korean native black goat oocytes. Our results indicate that the gBS combined with FSH treated group showed significantly higher maturation rate than the other groups. Furthermore, blastocyst formation rate was significantly increased in all treated groups, and gBS and gFF combined with FSH treated groups were higher than other groups. However, gene expression levels of BMP15 and GDF9 in COC, both oocyte maturation related genes, remained unaffected after 24 h maturation. The results of the present study indicate that supplementation of the maturation medium with gBS, gFF and FSH is efficacious in improving the in vitro maturation, fertilization and development of Korea native black goat oocytes.

다양한 혈청 물질의 첨가가 염소 수정란의 체외배양에 미치는 영향

김관우(Kwan-Woo Kim),전다연(Dayeon Jeon),이진욱(Jinwook Lee),김승창(Seungchang Kim),김찬란(Chan-Lan Kim),이상훈(Sang-Hoon Lee),이성수(Sung-Soo Lee) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.9

본 연구는 염소 수정란의 체외배양용 배지에 FBS, gBS 및 PVA 첨가시 배발달 및 apoptosis 발생률을 분석하여 체외배양시 각 첨가물의 효과를 조사하였다. 체외성숙 후 체외수정을 실시하여 체외배양 배지에 10% FBS, 10% gBS 및 10% PVA를 첨가하고 배발달 효율과 배반포의 품질을 확인하기 위해 TUNEL assay를 통해 apoptosis 발생 비율을 조사한 결과, 난할률 및 배반포 형성률에서 처리군 모두 대조군(무혈청) 보다 유의적으로 높은 결과를 보였다. 특히 gBS와 PVA 처리군에서 각각 31.95, 35.29%로 유의적으로 가장 높은 배반포 형성률을 보였다. 또한 TUNEL assay의 결과에서도 배발달 비교실험에서와 같이 대조군에서 가장 적은 총세포수와 가장 높은 apoptosis 비율을 보였으며, gBS와 PVA 처리군에서 가장 많은 총세포수 및 가장 적은 apoptosis 비율을 보였다. 염소의 체외배양 효율 향상을 위한 본 연구의 결과, 무혈청 배지나 FBS첨가 보다는 gBS나 PVA의 첨가가 배발달 효율뿐만 아니라 배반포 품질에도 긍정적임을 알 수 있었으나, gBS내 확인되지 않는 물질들의 위험성을 감안했을 때 PVA가 보다 안전하고 효율적일 것으로 생각된다. This study examined the effects of fetal bovine serum (FBS), goat blood serum (gBS), and poly-vinyl alcohol (PVA) on the in vitro development and embryo quality of goats for an improvement of embryo production. For the experiment, an in vitro fertilized embryo culture medium was supplemented with 10% FBS, 10% gBS, and 10% PVA to determine their effects on the embryo development efficiency and blastocyst quality. The results showed that the non-serum supplementation group showed significantly lower cleavage rate and blastocyst formation. On the other hand, the gBS and PVA supplementation groups showed a significant increase in the cleavage rate and better blastocyst formation than the control and FBS supplementation group. Furthermore, a TUNEL assay performed to confirm the blastocyst quality showed the same pattern as the embryo development experiment. These results showed that the supplemented gBS or PVA was more efficient in enhancing the in vitro development efficiency of goats than the supplementation of FBS or non-serum. On the other hand, considering the risk of an unidentified factor in gBS, PVA appears to be safer and more efficient in the in vitro development of goat embryos.

보충사료 급여수준이 엘크 수사슴의 생산성 및 방목강도에 미치는 영향

이진욱,이상훈,이성수,전다연,김성우,윤영식,김상우,박형수,김관우,Lee, Jinwook,Lee, Sang Hoon,Lee, Sung Soo,Jeon, Dayeon,Kim, Sung Woo,Yun, Yeong Sik,Kim, Sang Woo,Park, Hyung Soo,Kim, Kwan Woo 한국초지조사료학회 2019 한국초지조사료학회지 Vol.39 No.2

본 연구는 엘크 수사슴의 방목 시 보충사료 급여수준에 따른 생산성 변화와 적정 방목강도 구명을 통하여 초지활용성을 향상시키고 사슴 방목에 대한 기초자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 공시가축은 평균체중 195kg의 2년생 엘크(Cervus canadensis) 수사슴 15두를 공시하였으며, 보충사료 급여수준에 따라 3개의 처리구(체중의 1.0%(T1), 체중의 1.5%(T2), 체중의 2.0%(T3))에 완전임의배치를 하였다. 실험기간동안 건물섭취량과 일당증체량은 보충사료 급여수준이 높을수록 유의적으로 높게 나타났다. 월별 건물섭취량과 증체량은 봄부터 여름까지 증가하다 가을로 들어서면서 감소하는 일반적인 사슴의 섭식패턴과 유사하게 나타났다. 그러나 뿔 성장기 보충사료 급여수준이 낮을 경우 녹용성장기에 성장지연의 문제가 발생하는 것으로 나타났다. 녹용생산성의 경우 영양수준과의 연관성이 낮은 것으로 나타났다. 방목초지의 사초생산성은 5월에 가장 높았고 8월 이후 급격히 감소하는 것으로 나타났으며, 산야초를 활용한 산지방목에 비해서 조단백질 함량이 높게 나타났다. 엘크 수사슴의 월별 적정 방목강도는 사초생산성이 높은 5~6월에 보충사료 급여수준에 따라 38~59 두/ha로 높게 나타났고, 7월 이후에는 13~32 두/ha로 낮게 나타났다. 또한, 보충사료 급여수준이 증가할수록 사초섭취량이 감소하여 방목강도가 높아지는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과로 엘크 수사슴의 방목 시 녹용성장기 성장지연을 예방하고 방목 시 안정적인 증체량을 유지하기 위해서는 보충사료를 체중의 1.5%이상 급여하는 것이 필요하다고 사료되며, 초지의 활용성을 향상시키기 위해서 사초 생산성을 고려하여 적정 방목강도의 조절이 필요한 것으로 판단된다. This study was conducted to investigate the effect of supplementary feeding levels on livestck and forage productivity and grazing intensity in Elk stags (Cervus canadensis). A fifteen 2-year-old Elk stags about 195 kg were randomly assigned to one of three dietary treatments (five animals per treatment). The dietary treatments consisted of a feeding concentrate of 1.0% of body weight (T1), 1.5% of body weight (T2) and 2.0% of body weight. Total dry matter intake (TDMI) was increased with increased with an increasing supplementary feeding levels. Average daily gain (ADG) were significantly increased with an increasing supplementary feeding levels (p<0.05) and reached a maximum on July and was lower in spring than autumn. The velvet antler production was no differences among treatment groups. Forage productivity of pasture and crude protein content were highest on May and decreased thereafter, however, crude fiber content was the reversed. The grazing intensity of Elk stags was increased in spring (38 to 59 head per ha) than summer and autumn (13 to 32 head per ha). The average grazing intensity of Elk stags ranged from 21 to 34 head per ha, which is affected by supplementary feeding levels. This result suggests that feeding supplementary diet at 1.5 % of body weight was needed to maintain the stable wight gain in antler growing periods and control the proper grazing intensity of Elk deer stags.

한국 재래흑염소의 계통별 인공수정과 임신진단 키트의 활용

김관우(Kwan-Woo Kim),이진욱(Jinwook Lee),전다연(Dayeon Jeon),이성수(Sung-Soo Lee),김승창(Seungchang Kim),이상훈(Sang-Hoon Lee) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.10

본 연구의 목적은 인공수정 기법을 이용한 한국 재래흑염소 계통별 인공수정 수태율을 알아보고자 정액의 성상, 수태율 및 분만율을 조사하고, 임신진단을 위한 소의 임신진단 키트의 활용 가능성을 알아보는 것이다. 재래흑염소에서 전기자극을 통해 정액을 채취하여 3계통(당진, 장수, 통영)별 정액분석과 발정동기화 된 암컷에 인공수정을 실시하여 계통별 번식능력을 조사하였다. 인공수정된 암컷에서는 소의 임신진단 키트(IDEXX Rapid Visual Pregnancy Test kit)와 초음파진단으로 임신을 확인하였다. 그 결과 개통별 정액채취량은 1∼1.5 ml 내외였으며, 정액농도는 18∼25 x 10<SUP>8</SUP>/ml, 정액 채취 직후 정자활력은 97% 이상 높게 나타났다. 그리고 임신진단의 결과에서 소의 임신진단 키트와 초음파진단 모두 동일한 결과를 보였으며, 계통별 인공수정 수태율의 효율은 20∼44%로, 통영계통이 44%로 가장 높게 나타났고 장수계통이 20%로 인공수정 수태율이 낮게 나타났다. 본 연구 결과를 통해 한국 재래흑염소의 계통별 인공수정 효율을 알 수 있었고, 조기 임신진단을 위한 소 임신진단 키트의 활용가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 재래흑염소 증식과 개량에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. This study investigated the application of artificial insemination and pregnancy diagnosis kit for Korean native black goats. Semen was collected by electrical ejaculation, followed by semen analysis and artificial insemination in three goat strains (Dangjin, Jangsu and Tongyoung). Pregnancy was confirmed using a cow pregnancy test kit (IDEXX Rapid Visual Pregnancy Test kit) and ultrasound diagnosis. Analysis revealed that semen collected from male Korean native black goats by electrical ejaculation was about 1~1.5 ml in volume, 18~25 x 108/ml concentration, and having > 97% motility. Furthermore, confirmation of pregnancy by pregnancy test kit and ultrasound diagnosis after artificial insemination were similar. In addition, the efficiency of pregnancy was 20~40% for all three strains: Tongyoung was the highest with 44%, followed by Dangjin (%), and Jangsu (20%). This study determines the artificial fertilization efficiency and the feasibility of using a cow pregnancy test kit for early pregnancy diagnosis in Korean native black goats. Although further research is required for validation, the results of the current study contribute to the breeding and improvement of Korean native black goat in research institutions as well as in general farms.

재래흑염소의 형태적 특징 및 생육특성

이상훈(Sang-Hoon Lee),이진욱(Jinwook Lee),전다연(Dayeon Jeon),김승창(Seungchang Kim),김관우(Kwan-Woo Kim) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.8

본 연구는 우리나라 고유 재래흑염소 유전자원인 당진계통, 장수계통 및 통영계통의 특성을 조사하였다. 재래흑염소 형태적 특징을 조사한 결과 장수계통과 통영계통의 모색은 전신 흑색을 나타내었으며 당진계통은 흑색 또는 흑갈색으로 긴 털의 특징이 뚜렷하게 나타났다. 일부 개체에서 이모색이 출현하였고 당진계통, 장수계통 및 통영계통 순으로 그 비율이 높게 조사되었다. 재래흑염소의 계통별 육염과 뿔의 유무를 조사한 결과 통영계통에서만 육염이 출현하지 않았으며 당진계통의 암염소와 숫염소에서 각각 1개체씩 무각의 특성을 보였다. 또한 귀의 길이와 꼬리의 길이는 암염소와 숫염소가 거의 비슷한 경향을 보였으나 뿔의 길이와 수염의 길이는 숫염소가 암염소에 비해 긴 것으로 조사되었다. 재래흑염소의 체중을 조사한 결과 생시체중은 평균 2 kg이며, 숫염소가 암염소 보다 조금 높은 경향을 보였으며 3개월령의 이유 시 체중은 모든 계통에서 숫염소가 암염소 보다 조금 높았으며 12개월령의 체중도 암염소가 계통별 16.5~19.3kg, 숫염소가 18.3~22.2 kg으로 높게 조사되었다. 재래흑염소의 체형을 조사한 결과 계통별 체장과 체고는 숫염소가 암염소보다 약간 컸으며, 흉폭과 흉위는 계통 및 성별간의 차이가 나타나지 않았다. 본 연구 결과는 재래종 염소와 교잡종 염소를 구분할 수 있는 기준 마련과 나아가 재래흑염소 개량을 위한 기초자료로 이용될 것이다. This study aims to provide basic data for investigating the phenotypic traits and growth characteristics of Korean native black goats. The Jangsu and Tongyoung strains were shown to have black hair, while the Dangjin strain was shown to have black or dark brown long hair. Only the Tongyeong strain was found to have no wattle and one goat each from the females and males of the Dangjin strain was found to have no horns. The lengths of the ears and tails were similar for the female and male goats, while the lengths of horns and beards were longer in the male goats. The birth weight was 2 kg on average, with that of male goats tending to be slightly heavier than that of the females. Weights at the weaning period were found to be slightly heavier for the males. Also, at 12 months, the weights of the male goats by strain were shown to be heavier than that of the females. The body length and depth by strain were found to be higher for the male goats, while no differences in the chest width and girth between the strains or gender were found. These findings are expected to be used as a basis for differentiating between native and crossbred Korean black goat strains and for improving Korean native black goats.