In the present study, we evaluated the effect of pH modulation on concentrations of odorous compounds and pollutants in pit slurry from pig operation building. A slurry sample was taken from the pit of a pig operation building where 50 finishing pigs [(Landrase × Yorkshire) × Duroc] were kept. Three levels of pH (6, 8 and 10) were measured and adjusted daily during the incubation periods using chemical reagents of 1 N HCl or 3 N NaOH. Concentrations of odorous compounds and pollutants were analyzed from slurry incubated for 7 days. When these material concentrations were compared with the pH 8 slurry which was the pH of pit slurry, levels of short chain fatty acids, indoles and total organic carbon were reduced 7%, 68% and 2%, respectively, in the pH 6 treatment (P<0.05). Ammonium nitrogen, phenols and total nitrogen concentrations were lower by 31%, 18% and 17%, respectively, than with the pH 10 slurry (P<0.05). When the odor contribution in pH treatments was assessed according to the odor activity value, it was found to be 23% lower in the pH 6 treatment compared with pH 8. The pH modulation would affect odor emissions and microbial activity from pit slurry. Although not all odorous compounds showed the reduction effect with the same pH control, this study can be effectively used as base data when using additives for pH control.

4차산업혁명을 맞아 인공지능, 로봇, 자율주행 등의 key word 들이 떠오르오 있는 가운데 농업용 로봇 시장의 규모도 매우 빠른 성장세를 보이며, 13년 8 달억달러에서 2020년에는 163억달러를 웃돌것이 예상되고 있다. 축산업에서도 축사 통합관리체계구축, 생체정보 수집장치, 음성 및 영상정보 분석장치 등의 ICT 기술이 접목된 기자재개발이 활발하다. 가축의 활동량, 반추, 체온, 맥박 등을 측정할수 있는 수집전자장치를 이용하여 개체의 발정이나 건강상태를 확인할수 있고, 생체정보 수집장치를 위장속에 삽입하여 외부에 영향을 받지 않고 안정적으로 정보를 수집하기에 이르렀다. 이 밖에도 CCTV와 각종 로봇을 이용하여 정확하고 실용적인 데이터를 좀더 쉽게 획득할수 있다. 이러한 기술개발은 네덜란드, 이스라엘, 영국 등 유럽국가들과 더불어 전 세계적에서 이루어 지고 있으며, 향후 10~20년간 그 발전속도는 늦춰지지 않을 것으로 예상되고 있다. 이를 위해 현재 스마트팜의 동향과 실제 축사에서 활용되고 있는 내용들을 소개하고, 축산업종사자들이 얼마나 혜택을 받고 있는지 소개를 함으로써, 스마트팜의 중요성에 대해 한번더 생각해 볼수 있는 기회를 제공하고자 한다. 또한, 현재 진행중인 연구들을 중심으로 향후 스마트팜의 발전방향과 연구필요성도 모색해 보고자 한다.

For evaluating the boar semen quality, sperm motility is an important parameter because the movement of sperm indicates active metabolism, membrane integrity and fertilizing capacity. Phospholipase C zeta (PLCz) is important enzyme in spermatogenesis, but the effect has not been confirmed in pigs yet. Therefore, this study was aimed to analyze their association with sperm motility and kinematic characteristics. DNA samples from 124 Duroc pigs with records of sperm motility and kinematic characteristics [total motile spermatozoa (MOT), curvilinear velocity (VCL), straight-line velocity (VSL), the ratio between VSL and VCL (LIN), amplitude of lateral head displacement (ALH)] were subjected. A SNP in non-coding region of PLCz g.158 A > C was associated with MOT (p < 0.05), VCL (p < 0.01), LIN (p < 0.01) and ALH (p < 0.05) in Duroc population. Therefore, we suggest that the intron region of the porcine PLCz gene may be used as a molecular marker for Duroc boar semen quality, although its functional effect was not defined yet. Whether the association is due to the candidate gene or not require further verification. Thus, it will be of interest to continue association studies in the regions surrounding those genes.

For evaluating the boar semen quality, sperm motility (MOT) is an important parameter because the movement of spermatozoa indicates active metabolism, membrane integrity and fertilizing capacity. Estrogen receptors 2(ESR2) is involved in estrogen related apoptosis in cell cycle spermatogenesis, but their functions have not been confirmed in pig until now. Therefore, this study was conducted to analyze their association with sperm motility and kinematic characteristics. DNA samples from 105 Duroc pigs with records of semen motility and kinematic characteristics [Total motile spermatozoa (MOT), Curvilinear velocity(VCL), Straight-line velocity(VSL), the ratio between VSL and VCL(LIN), Amplitude of Lateral Head displacement(ALH)] were analyzed. A SNP in coding region of ESR2 g.35547A > G in exon 5 was associated with MOT (p < 0.05) in Duroc population. Therefore, we suggest that the porcine ESR2 gene may be used as a molecular marker for Duroc boar semen quality, although its functional effects were not defined yet. These results might shed new light on the roles of ESR2 in spermatogenesis as candidate gene for boar fertility, but still the lack of association across populations should be considered.

Cluster-of-differentiation antigen 9 (CD9) gene expressed in the male germ line stem cells is crucial for sperm–egg fusion, and was therefore selected as a candidate gene to investigate Duroc boar semen motility and kinematic characteristics. This study was performed to investigatetheir association with semen motility and kinematic characteristics. DNA samples from 96 Duroc pigs with records of sperm motility and kinematic characteristics [Total motile spermatozoa (MOT, 82.27±5.58), Curvilinear velocity(VCL, 68.37±14.58), Straight-line velocity(VSL, 29.06±6.58), the ratio between VSL and VCL(LIN, 47.36±8.42), Amplitude of Lateral Head displacement(ALH, 2.88±0.70)] were used in present study. A single nucleotide polymorphism (g.358A>T) in intron 6 was associated with MOT, VCL, VAP and ALH in Duroc population (p<0.05). Therefore, we suggest that the porcine CD9 may be used as a molecular marker for Duroc boar semen quality, although its functional effect was not clear yet. These results will improve the understanding of the functions of the CD9 in spermatogenesis within the reproductive tracts, and will shed light on CD9 as a candidate gene in the selection of good sperm quality boars.

Value of excellent breeding animals is important in livestock industry, but their economic life time is limited. And, many countries have been trying procuration of genetic resource in good animals. Therefore, this study was conducted to determine embryo production and to test efficiency of embryo transfer via non-surgical artificial insemination (AI) in different breed of superior sows. A total of 17 sows were used in this experiment (Duroc, n=10; Landrace, n=4; Yorkshire, n=3). The sows were artificially inseminated by semen of same breed boars. After 4 or 5 days following the AI, the embryos were obtained from the sows and then transferred to Landrace and Yorkshire recipients (n=3, respectively) by non-surgical method. The corpora lutea tended to be increased in Yorkshire and Landrace than Duroc(28 and 26 vs. 17, respectively). The recovery of embryo was 78.8% in Landrace, 65.4% in Duroc and 51.4% in Yorkshire. Duroc showed lower morulaes and early blastocyst embryos than 2, 4 ,8 and 16 cell. The morula in Yorkshire was higher (P<0.05) than that of Duroc (4.7 vs. 3.4). Similarly, the morulaes and early blastocyst embryos presented greater (P<0.05) in Landrace compared with other breed sows. The recipient sows were pregnant in a Landrace only. This reason may be due to little embryos inserted in the recipients. In addition, pregnancy results were limited because of the little sows. In conclusion, ovulated ovum in sows can be affected by different breed. Also, further study needed pregnant test by using the many embryo in each breed.

Odor in pig manure affects the distribution of the manure over grass and crop fields as fertilizer. The objective of this study was to investigate the effect of different types of microbes (Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis and Rodobacter capsulata) and incubation temperatures (20℃ and 35℃) on the levels of odorous compounds in pig manure. Pig manure was incubated with 0.03% microbes (v/v) at temperatures of 20℃ or 35℃. At incubation temperature of 20℃, the addition of Rodobacter capsulata significantly (p<0.05) decreased the levels of indoles and volatile fatty acid (VFA). At incubation temperature of 35℃, the addition of any microbes of the three used in this study did not significantly (p>0.05) affect the levels of odorous compounds. When incubation temperature was increased from 20℃ to 35℃, levels of odorous compounds were significantly (p<0.05) increased. Taken together, these results suggest that Rodobacter capsulata could be utilized to reduce odor from pig manure in the spring and fall when the average temperature is around 20℃. However, alternative odor-reducing technology is needed to be developed to apply onto pig manure during the hot summer season (35℃).

위축돈은 정상돈에 비해 생시체중이 낮고 생후 성장과 발달도 미숙하다. 근육의 성장에 있어 muscle satellite cells(SC)의 역할에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 근육 내에서 줄기세포를 하는 side population(SP) 세포군이 최근 밝혀졌는데, 이 세포군은 Hoechst dye를 이용한 fluorescence-activated cell sorting(FACS)에 의해 이용하여 분리되는데, 다양한 조직(특히 근육)으로 분화되는 것으로 밝혀졌다. 위축돈과 정상돈 근육 내 SC와 SP 세포군의 숫자 및 성상을 비교분석하기 위해 semitendinosus(ST) 근육을 적출하여 SC와 SP를 분리·배양 하였다. 위축돈의 ST는 정상돈에 비해 무게가 가볍고 근섬유의 숫자와 크기도 작았다(p<0.05). 하지만 정상돈과 위축돈의 ST 근육 내 단백질과 DNA 총량은 차이가 없었다. 총 RNA 양과 DNA 농도는 정상돈의 ST 근육에서 위축돈에 비해 높게(p<0.05) 나타났다. ST 근육에서 추출된 총 세포수(yield/g)에는 정상돈과 위축돈 간 차이가 없었다. 세포의 증식률을 0, 24, 48 시간동안 두 그룹 간 차이가 없었다. 세포 배양 72시간 후 정상돈 ST 근육에서 추출된 세포의 증식률이 위축돈의 그것에 비해 높게(p<0.05) 나타났다. 정상돈 ST 근육에서 위축돈 ST 근육에 비해 SP 세포가 더 많이(p<0.05) 추출되었다. 종합해 보면, 위축돈의 근육 크기와 근섬유의 숫자가 정상돈에 비해 작고, 근육내 줄기세포의 역할을 하는 SC와 SP 세포군 또한 낮게 나타난 것은 위축자돈이 임신 기간 동안 충분한 영양을 받지 못하여 근육 내 줄기세포의 증식이 낮아졌으며, 이는 근육 내 줄기세포가 자돈의 성장과 발달에 큰 영향을 미치는 결과로 해석할 수 있다.

송아지 조기 이유는 반추위 발달을 포함하여, 성장과 고기의 육질 형성에 밀접한 관련이 있다. 이유 전 올바른 영양 관리 및 사료 급여에 대한 기초 기반 연구를 위하여 한우 송아지 이유용 사료 급여에 따른 반추위 발달에 미치는 영향을 조사하였다. 한우 송아지 총 17두를 공시축으로 하여 사료급여 체계에 따라 4개의 그룹으로 나누었으며, 그룹 1은 분유, 농후사료를 급여하였고, 그룹 2는 분유, 농후사료, 조사료, 그룹 3은 분유, 농후사료, 전분, 그룹 4는 관행적인 대조구로 모유를 급여하였다. 그룹별 사료 섭취량은 그룹1, 2, 3 각각 0.9 kg/d, 0.88 kg/d, 0.87 kg/d였고, 그룹2에는 조사료 티모시 0.18kg/d를 추가적으로 급여하였다. 사료 에너지가는 그룹 1, 2, 3 공통적으로 DM 88%, CP 15%, TDN 68% 수준이고, 그룹 3은 전분 30%를 추가 공급하여 TDN 함량을 73%로 높였다. 어미젖을 포유한 후 2주령 후부터 10주령까지 8주간에 걸쳐 각 사료 체계에 따라 급여 후, 각 그룹으로부터 반추위를 적출하여 반추위의 유전자 발현을 분석 하였다. 상피 세포의 성장과 관련이 있는 KRT4 유전자는 그룹 3에서 높은 발현을 보였고, 각종 염증성 질환에 대한 면역 반응과 관련이 있는 BPIFA1 유전자는 그룹 1, 3에서 발현이 증가함을 확인할 수 있었으며, 반추위 발달에 중요한 역할을 하는 ACAT1 유전자는 조사료를 급여한 그룹 2에서 발현율이 높게 나타났다. 결과적으로 송아지 조기 이유 및 양질의 조사료 급여는 반추위 발달에 긍정적으로 작용하며, 이를 실험 결과를 통하여 유전자 발현 수준에서 확인 할 수 있었다.

비육돈사의 슬러리에 함유된 악취물질의 농도를 계절별로 비교하여 초지 및 농경지에 살포되는 분뇨의 악취강도를 예측하고자 수행되었다. 1.비육돈사의 슬러리에 함유된 휘발성유기물의 계절별 농도 비교페놀류 중 p-크레졸 농도는 봄, 여름 및 가을에 차이가 없었지만, 페놀, 인돌 및 스카톨 농도는 여름과 가을에 비해 봄에 높았다(p<0.05). 돼지 슬러리의 경우 p-크레졸과 스카톨이 악취강도에 큰 영향을 주기 때문에 계절에 따른 휘발성유기물의 악취강도 차이는 크지 않을 것으로 판단된다. 2.비육돈사의 슬러리에 함유된 휘발성지방산의 계절별 농도 비교휘발성지방산의 경우 악취강도가 높지 않은 단쇄지방산의 농도는 봄철이 여름과 가을보다 높았으나(p<0.05), 악취강도가 상대적으로 높은 이성체지방산의 농도는 계절별로 숫자적인 차이는 보였지만 통계적인 차이는 없었다(p> 0.05). 계절에 따라 휘발성지방산이 악취강도에 미치는 영향은 높지 않을 것으로 판단된다. 결과적으로 봄철에 악취물질의 농도가 더 높은 것은 온도, 환기 및 돈사내부로 유입되는 물의 양에 의한 것으로 추정되며, 여름철은 슬러리에서 생성되는 악취농도 보다 환기에 의해 휘산되는 양이 많아서 슬러리의 악취농도가 감소되거나 증가되지 않았을 가능성이 있는 것으로 판단된다. 이상의 연구결과를 종합하면 비육돈사의 슬러리를 초지 또는 농경지에 살포하였을 때 계절에 의한 악취강도의 차이는 크지 않을 것으로 기대된다.

초지 또는 농경지에 살포되는 퇴비와 액비에 의해 발생될 수 있는 악취민원에 대처하기 위하여, 돼지의 분과 뇨에 존재하는 악취물질 농도를 비교 분석하였다. 1.비육돈의 분과 뇨에 함유된 휘발성유기물의 농도 비교페놀, p-크레졸 및 페놀류 농도는 분 보다 뇨에서 높았으며(p<0.05), 분 보다 뇨에 축적된 비율이 페놀은 138배, p-크레졸은 545배 높았다. 인돌 농도는 분 보다 뇨에서 높았으며, 스카톨은 뇨 보다 분에서 높았다(p<0.05). 휘발성유기물은 대부분 뇨로 배설되었으며, 이 중 농도 및 악취강도가 가장 높은 물질인 p-크레졸이 뇨에 많이 함유되어 있다. 돼지 분뇨를 고액분리 하였을 때 퇴비로 이용되는 고체보다 액비로 이용되는 액상물질에서 악취가 훨씬 강할 것으로 예측된다. 2.비육돈의 분과 뇨에 함유된 휘발성지방산의 농도 비교아세트산과 단쇄지방산 농도는 분 보다 뇨에서 높았으며 (p<0.05), 부티르산과 프로피온산은 차이가 없었다(p> 0.05). 이성체지방산 중 I-부티르산의 농도는 뇨 보다 분에서 높았지만(p<0.05), I-발레르산과 이성체지방산은 차이가 없었다(p>0.05). 휘발성지방산 중에서 아세트산과 프로피온산은 분에서 각각 65와 20%, 뇨에서는 각각 93과 4%로 휘발성지방산의 대부분을 차지하였지만 아세트산과 프로피온산을 포함하는 단쇄지방산은 악취강도가 낮다. 반면에 악취강도가 상대적으로 높은 이성체지방산은 분과 뇨 간에 차이가 없기 때문에 휘발성지방산이 악취강도에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 판단된다. 이상의 연구결과를 종합하면, 돼지 분뇨의 악취물질 중 악취강도가 높은 p-크레졸은 뇨에 많이 함유되어 있기 때문에 퇴비와 액비 생산과정 중 액상처리 시 악취강도가 매우 높을 것으로 추정된다. 다만, 악취강도는 휘발성지방산의 농도 변화에 따라 차이가 있을 것으로 생각된다.

근육의 줄기세포라고 알려진 근육위성세포(satellite cells, SCs)는 근육의 성장과 발달 및 구조적, 대사적 형질 형성에 중요한 역할을 한다. 본 연구는 근육에서 추출한 SCs의 in vitro분화 성상과 형질을 분석함으로써 SCs가 근육의 성장 및 재생시 형질 형성에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행되었다. 6주령 자돈의 Semitendinosus(ST) 근육의 적색근(red semitendinosus; RST)과 백색근(whitesemitendinosus; WST)에서 SCs를 추출한 후 in vitro 상에서 배양하여 SCs의 증식율, 분화율, 근육 구조단백질인 myosin heavy chain (MyHC) isoforms의 발현 성상을 분석하였다. 추출된 SCs의 숫자는 WST(63 ± 2 × 103 cells/g)보다 RST(79 ± 2 × 103 cells/g)에서 높게 (P<0.01) 나타났다. Celldoubling time은 RST에서 추출된 SCs가 WST보다 낮았고, 분화도 빨라 WST보다 먼저 근섬유를 형성하였으나, 분화 24h 후에는 WST 유래 SCs의 분화율이 RST보다 높게 나타났다(P<0.05). 하지만, 분화48h 후 RST와 WST의 SCs간 분화율은 차이가 없는 것으로 나타났다. MyHC type I isoform의 발현은 RST 유래 SCs에서 WST에 비해 높았으나 (P<0.01), type II isoform은 WST 유래 SCs에서 높게 나타났다 (P<0.05). 이 결과는 in vitro에서 배양된 SCs 에서 분화한 근섬유의 성장패턴 및 형질이 유래 근육의 형질을 그대로 반영한다는 것을 보여주는데, 이는 근육 내에 존재하는 SCs는 유래 근육의 형질을 기억하고 있거나, 특정 형질로만 분화되도록 정해져 있다는 것을 의미한다.

양돈 사료에 발효탄수화물을 첨가하여 돼지의 슬러리에 서 악취물질의 농도를 평가하였다. VFA 분석결과, 분뇨의 SCFA 농도는 대조구, 땅콩껍질, 아몬드피 및 골든화이버 구에서 각각 1,893, 1,591, 1,433 및 1,319 ppm으로 대조구 에서 가장 높았고(p<0.05), 아몬드피와 골든파이버 구에서 가장 낮았다(p<0.05). VFA의 구성을 살펴보면 SCFA 중에 서 아세트산의 비율이 가장 높으며, 다음으로 프로피온산, 부티르산, BCFA 순으로 낮았다. BCFA의 농도는 대조구, 땅콩껍질, 아몬드피 및 골든화이버 구에서 각각 98, 92, 78 및 74 ppm으로 대조구에서 가장 높았고(p<0.05), 골든화이 버 구에서 가장 낮았다(p<0.05). VOC 분석결과, 분뇨의 페 놀류 농도는 대조구, 땅콩껍질, 아몬드피 및 골든화이버 구 에서 각각 97.3, 47.0, 54.3 및 33.3 ppm으로 골든화이버 구 에서 가장 낮았으며, 대조구에서 가장 높았다(p<0.05). 그 리고 p-크레졸 농도가 페놀류 농도의 93~96%를 차지하였 다. 인돌류 농도는 대조구, 땅콩껍질, 아몬드피 및 골든화 이버 구에서 각각 1.8, 1.3, 1.2 및 1.0 ppm으로 발효탄수화 물 처리구간에 차이가 없었으며(p>0.05), 대조구에서 가장 높았다(p<0.05). NH4 +-N의 농도는 대조구, 땅콩껍질, 아몬 드피 및 골든화이버 구에서 각각 1,395, 995, 995 및 836 ppm으로 대조구에서 가장 높았으며, 골든화이버 구에서 가 장 낮았다(p<0.05). 가축의 장내 또는 슬러리에서 발효과정 동안 미생물이 성장을 위해 필요로 하는 에너지가 제한요 소로 작용되면, 미생물은 단백질을 에너지원으로 이용하기 때문에 많은 아미노산이 분해되어 악취물질이 증가 될 수 있다. 따라서 다른 처리구에 비하여 골든화이버 구에서 VOC의 농도가 가장 낮은 것은 골든화이버의 높은 NDF 함량으로(Getachew et al., 2004) 단백질 발효보다 탄수화 물 발효가 활발하게 일어나 악취물질의 농도가 낮았다고 판단된다.

본 연구는 양돈 슬러리의 악취물질 감소에 효과가 있는 것으로 확인된 물질의 효능을 비교분석하기 위하여 수행되 었다. 페놀류 농도는 고추냉이와 아몬드피 구에서 낮았고, 인돌류 농도는 아몬드피 구에서 가장 낮았다(p<0.05). 따라 서 슬러리에 아몬드피를 첨가하면 VOC 농도가 감소되었 다. SCFA 농도는 팽이버섯폐배지와 아몬드피 구에서 높았 고, BCFA 농도는 대조구에 비해 다른 모든 처리구에서 낮 았다(p<0.05). 또한 슬러리의 pH는 팽이버섯폐배지와 아몬 드피 구에서 낮았다(p<0.05). 따라서 팽이버섯폐배지 또는 아몬드피를 슬러리에 첨가하면 SCFA 농도는 증가되고 BCFA 농도는 감소되는 것으로 나타났다.