본 연구는 한우산업에서 친자확인이 도축 성적에 미치는 영향을 분석하여 친자확인을 통한 효율적인 한우개량의 가능성을 보고자 실시하였다. 분석을 위해 경남 G지역에서 2016년부터 2019년까지 도축된 한우 거세우 9,592두의 도축 데이터를 이용하였고, 도체중, 배최장근단면적, 등지방두께 및 근내지방도에 영향을 미치는 도축년도, 도축월령 및 친자확인의 효과에 대한 분석을 실시하였다. 연구에 이용된 한우 도축데이터의 기초통계량은 도체중, 배최장근단면적, 등지방두께와 근내지방도의 평균은 각각 452.50㎏, 95.42㎠, 13.57㎜와 6.38로 나타났다. 도축년도와 도축 월령의 효과는 모든 형질에서 고도의 유의적인 차이(p>0.01)를 보였지만 도축 월령에서 30개월령 이상에서는 대부분의 형질들이 유의적인 차이를 보이고 있지 않았다. 친자확인의 효과는 도체중을 제외한 나머지 형질들은 유의적인 차이(p>0.05)를 보이고 있었지만 육량형질로 분류되는 배최장근단면적과 등지방두께는 친자일치그룹과 친자불일치그룹이 유의적인 차이가 나타나지 않는 것으로 확인되었다. 근내지방도는 친자일치그룹에서 유의적으로 우수하게 나타났는데, 이는 정확한 자료 관리 및 혈통관리만으로도 농가 소득증대에 기여할 수 있을 것으로 사료되며 향후 더 많은 자료를 축적하여 연구한다면 유의미한 차이를 확인할 수 있을 것으로 사료된다.

유전자 친자확인시험법은 동일 종 내에서도 개체를 식별 할 수 있는 강력한 분자진단체계이다. 반달가슴곰 우수리아 종(Ursus thibetanus ussuricus)은 한반도를 비롯한 중국, 러시아 등지에 분포하나, 우리나라에서는 지역적으로 절멸된 것으로 추정되고 있으며, 현재는 멸종위기야생생물Ⅰ급으 로 지정되어 있고, 북한, 러시아, 중국 등에서 재도입되어 종복원이 진행 중에 있다. 본 연구는 우리나라에 재도입된 반달가슴곰집단의 친자확인, 가계도 작성, 미확인개체 추적 등 방사개체의 관리에 요구되는 분자진단체계의 구축을 위하여 차세대염기서열분석법을 통해 결정한 반달가슴곰 전 장유전체 서열(whole genome sequence, WGS)에서 미세 부수체(microsatellite, MS) 마커 개발을 목적으로 하였다. 전장유전체 서열은 총 12개체의 혈액 DNA를 이용하여 결정하였고, 결정된 서열에서 총 1,730,507개의 단순반복서열(simple tandem repeat, STR)의 정보를 발굴하였다. 이 중 반복단위(repeat unit)의 길이가 2-6 nt로 구성된 STR은 총 5,954개였다. WGS 상에서 검출된 STR의 관찰이형접합율(observed heterozygosity, Ho)을 고려하여 총 97종을 1차 선정하였다. 부-모-자 유전자형의 멘델유전(mendelian inheritance)을 만족하는 48종의 마커를 반달가슴곰 전체 집단에 적용하여 시험하였고, 중합효소연쇄반응(polymerase chain reaction, PCR)을 통해 유전자형을 결정하였다. 유전 자형의 다양성지수와다형정보량(polymorphic information content, PIC), 동일개체출현율을 고려하여 최종 15종의 MS 마커 세트를 구성하였다. 분석결과, 전체 집단에서 출현한 평균 대립유전자의 수는 6.267개였으며, 기대이형접합율(expected heterozygosity)는 평균 0.7242을 나타내었다. 평균 PIC는 0.6718, 동일개체 출현율은 1.867×10-14 수준으로 높았으나, 부권부정율은 0.00337로 다소 낮은 수준을 보였다. 재도입된 1세대집단 전체에서는 평균 대립유전자 수 5.867개, 평균 기대이형접합율 0.7217, 평균 PIC 0.6573을 나타내었고, 후손 전체에서는 평균 대립유전자 수 5.933개, 평균 기대이형접합율 0.7140, 평균 PIC 0.6554를 나타내었다. 하지만, 후손집단을 2세대와 3세대로 구분했을 때, 2세대는 평균 대립유전자 수 5.867, 평균 기대이형접합율 0.722, 평균 PIC 0.657, 3세대는 평균 대립유전자 수 4.467, 평균 기대이형접합율 0.694, 평균 PIC 0.601을 나타내어 세대가 진행될수록 대립유전자의 수와 기대이형접합율, PIC 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 최종 선정된 15개의 MS 마커체계를 이용하여 반달가슴곰 집단에 대한 미확인 개체 추적, 친자확인 등을 시험하였다. 최근 포획된 개체들 중에서 개체명이 확인되지 않았던 4개체는 자연출생 2세대, 3세대, 전파발신기가 탈락된 방사 1세대로 확인 되었다. 또한 동일성검사 결과 올해 5월 교통사고를 당한 반달가슴곰은 KM-53이며, 올해 출생한 새끼 반달가슴곰들에 대한 검사를 통해 2개체가 인공수정에 의해 출생한 것으로 확인되었다. 이상의 결과들은 본 연구에서 확립한 MS 마커의 조합이 자연방사와 자연출생 개체들로 구성된 반달 가슴곰 집단의 개체관리를 위한 분자마커체계로 유용하게 이용될 수 있음을 보여주고 있다. 또한 본 연구를 통해서 확립된 MS 마커들은 현재 지리산과 수도산에 서식하고 있는 반달가슴곰 집단의 개체관리, 미확인 개체 추적, 친자확인 등 유전자분석에 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 아울러 향후 유전적 다양성 증진, 집단간 교류개체 선정 등에도 필요한 유전 정보를 제공할 수 있을 것이다. 결론적으로 반달가슴곰 전장유전체 서열을 토대로 마련된 분자진단체계는 향후 반달가슴곰의 보호와 생태복원을 위한 종복원에 기여할 것으로 기대된다.

This study was carried out to examine a molecular marker system for parentage test in Jeju Black cattle (JBC). Based on the preliminarily studies, we finally selected for construction of a novel genetic marker system for molecular traceability, identity test, breed certification, and parentage test in JBC and its related industrial populations. The genetic marker system had eight MS markers, five indel markers, and two single nucleotide polymorphisms (SNPs; g.G299T and g.del310G) within MC1R gene which is critical to verify the breed specific genotypes for coat color of JBC differing from those of exotic black cattle breeds such as Holstein and Angus. The results showed lower level of a combined non-exclusion probability for second parent (NE-P2) of 4.1202×10-4 than those previously recommended by International Society of Animal Genetics (ISAG) of 5.000×10-4 for parentage, and a combined non-exclusion probability for sib identity (NE-SI) of 2.679×10-5. Parentage analysis has been successfully identified the JBC offspring in the indigenous population and cattle farms used the certified AI semens for production using the JBC-derived offspring for commercial beef. This combined molecular marker system will be helpful to supply genetic information for parentage test and traceability and to develop the molecular breeding system for improvement of animal productivity in JBC population.

3종의 초위성체 마커를 이용해 분석한 대립유전자형을 F0, F1 그리고 F2로 세대 간 구분 하여 동일한 개체 출현확률 값을 추정한 결과 F2의 무작위교배집단으로 가정한 경우 13종의 초위성체 마커는 3.84 × 10-23의 추정치를 나타내 37개의 SNP 마커를 이용할 경우와 유사한 동일개체 출현확률 추정치를 유추할 수 있었다. 본 연구에 사용한 실험축군은 2품종 상호교배로 만들어졌다. 친자감정확률 추정치를 전체집단을 대상으로 13종의 초위성체 마커와 37개의 SNP 마커를 이용하여 분석한 결과 부모를 동시에 찾을 수 있는 추정치인 PEpu의 경우 초위성체 마커는 0.97897이고 SNP 마커는 0.99149였으며, 한쪽 부모를 찾을 수 있는 추정치인 PE의 경우 초위성체 마커는 0.99916이고 SNP 마커는 0.99949로 나타났다. 또한 가능한 후보 부모들로부터 가장 확률이 높은 부모를 찾을 추정치인 PNEpp의 경우는 초위성체 마커와 SNP 마커 둘 다 1.00000으로 추정 되었다. 한정된 부모집단 내 한정된 대립유전자형을 통해 대량의 비육돈이 생산되는 국내의 양돈산업의 경우 DNA 마커의 특성, 분석집단의 크기, 유전자형 분석의 정확도와 비용, 분석된 자료 관리의 용이성 및 기존 분석 시스템과의 호환성 등을 고려하여 효율성과 경제성이 높은 마커를 선정해 마커 조합을 만드는 것이 필요할 것으로 사료된다.

A total of 206 paddy rice varieties was developed from 1933 to 2000 in Korea. However, genetic diversity and relationships among the varieties were not well characterized. The objectives of this study were to quantify genetic diversity and genetic relatio