학술논문

단일염기다형성 마커를 이용한 칡소 품종의 식별
Identification of Chikso (Brindle Hanwoo) breed using single nucleotide polymorphism markers
Document Type
Article
Source
한국산학기술학회논문지, 23(2), pp.389-396 Feb, 2022
Subject
공학일반
Language
한국어
ISSN
2288-4688
1975-4701
Abstract
This study was conducted to identify Chikso and other breeds through the evaluation of molecular biological characteristics instead of the existing method of distinguishing the Chikso breed through difficult-to-define hair color. We developed single nucleotide polymorphism (SNP) markers that discriminate between Chikso and non-Chikso (Hanwoo, Holstein, Jeju Black, and White Hanwoo) using the Illumina BovineHD SNP 777K Bead chip and 5 other breeds of cattle. A total of 112 SNPs with a minor allele frequency (MAF) difference of 0.3 or more were obtained between Chikso and other breeds. A linear model incorporating genetic variation was created using stepwise regression. The 21 SNP markers for the Chikso discrimination were finally constructed by substituting them into the additive model. The genetic marker set developed showed 100% accuracy for 96 Chikso and 190 non-Chikso breeds. Using these markers, the Chikso breed can therefore be accurately identified through molecular biological methods. It will be possible to use these methods in various fields of agriculture and food production through the systematic and scientific establishment of livestock genetic resources. The results of this study constitute a unique biological resource in Korea based on genetic research on the Chikso breed and could be used as basic data to enhance its value as a breeder.
가축의 유전적 다양성을 확보하는 것은 축산업의 획일화된 육종 고도화로 발생할 수 있는 유전적 손실을 보완할 수 있는 유전자원으로서 중요한 가치를 지닌다. 또한 지속가능한 축산업 발전을 위한 경쟁력 확보를 위한 가장 빠른 방법으로 평가받고 있다. 따라서 칡소를 품종으로 확립하고 발전시키기 위해서는 표현형질에 대한 연구 및 게놈 간 비교분석 연구와 함께 분자생물학적 특성평가가 필요하다. 본 연구는 칡소를 구별하기 어려운 모색을 통해 식별하는 기존 방법 대신 분자생물학적 방법을 이용하여 칡소 및 기타 품종을 식별하고자 하였다. Illumina BovineHD SNP 777K Bead chip과 5품종의 소를 이용하여 칡소와 비칡소(한우, 홀스타인, 제주흑우, 백우)를 구별할 수 있는 SNP 마커를 개발했다. 칡소와 다른 품종 사이에서 MAF (Minor Allele Frequency) 차이가 0.3 이상인 SNP을 112개 얻었다. 단계적 회귀분석을 사용하여 유전적 변이를 통합하는 선형 모델을 만들었다. 이 가산식에 대입하여 최종적으로 칡소 판별을 위한 21개의 SNP 마커를 선발하였다. 개발된 유전자 마커 세트는 96두의 칡소 및 190두의 비칡소(한우 95두, 홀스타인 48두, 제주 흑우 24두, 백우 23두)에 대해 100% 정확도였다. 이러한 21개의 SNP 마커를 이용하여 분자생물학적 방법으로 칡소 품종을 정확하게 식별할 수 있으며, 가축유전자원의 체계적이고 과학적인 확립을 통해 농업 및 식량 생산의 다양한 분야에 활용이 가능할 것이다. 본 연구의 결과는 칡소 품종에 대한 유전자 연구를 통해 한국 고유의 생물자원으로 인정받을 수 있으며, 종축으로서 가치 제고를 위한 기초자료로 활용될 것이다.