2022Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation SocietyOpen access

Identification of Chikso (Brindle Hanwoo) breed using single nucleotide polymorphism markers

Seungchang Kim, Kwan‐Woo Kim, Eun-Do Lee, Daehyeok Jin, Dong-Kyo Kim, Jinwook Lee, Bong-Hwan Choi, Jaehwan Kim

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Abstract

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.

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What this paper is about

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.

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Key contribution

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Method / approach

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Main findings

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Limitations

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Applications

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Available abstract

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.

Key concepts: SNP, Single-nucleotide polymorphism, Hanwoo, Minor allele frequency, Genetics, Biology, SNP genotyping, Tag SNP

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