Abstract
This study was undertaken to reveal the relationship between genetic variations and the basic coat color classification system in Jeju horses. Genetic variations of the melanocortinreceptor 1 (MC1R) and agouti signaling protein (ASIP) genes were investigated using pyrosequencing technique. A nucleotide substitution mutation for MC1R g.901C>T and an ASIP 11-bp deletion mutation were screened. Black horses had MC1R $E^+$/- ($E^+/E^+$ or $E^+/E^e$) and ASIP $A^a/A^a$ genotypes. In contrast, chestnut horse genotypes were MC1R $E^e/E^e$ and ASIP -/-. Thus, black and bay horses have at least one dominant MC1R allele, $E^+$, whereas chestnut horses have homozygous recessive alleles $E^e/E^e$. This suggests that the MC1R genotypes determine chestnut or black/bay coat color, regardless of the genotype distribution of ASIP. In addition, the horses with MC1R $E^+$/- and a dominant ASIP $A^A$/- allele showed bay coat color, but not black, suggesting that the ASIP $A^A$ allele represses black coat color development in the hairs of the body, but not in the mane and all four legs. Pedigree analysis showed a consistent relationship between the genotype distribution of the MC1R and ASIP genes and basic coat color patterns, even in the $F_1$ progeny. The results of this study revealed the relationship between the coat color phenotype and genetic background and suggested that useful information may be provided for molecular breeding of Jeju horses.
본 연구는 제주마의 기본모색 분류체계와 유전 변이간의 관계를 확인하기 위해 수행되었다. pyrosequencing 방법을 이용하여 melanocortin receptor 1 (MC1R)과 agouti signaling protein (ASIP) 유전자의 변이를 분석하였다. MC1R은 g.901C>T 염기치환을 분석하였고, ASIP는 11-bp 결실돌연변이를 분석하였다. 가라마필은 MC1R에서는 $E^+$/- ($E^+/E^+$ or $E^+/E^e$), ASIP에서는 $A^a/A^a$ 유전자형이 나타났다. 유마 마필에서는 MC1R은 $E^+$/- 그리고 ASIP는 $A^A$/- 유전자형이 나타났다. 반면에 적다 마필에서 MC1R은 $E^e/E^e$ 유전자형만이 나타났으며, ASIP에서는 모든 조합의 유전자형이 나타났다. 가라모색과 유마모색은 MC1R에서 적어도 1개의 $E^+$ 우성대립유전자를 갖고 있어야하며, 적다모색에서는 동형열성대립유전자인 $E^e/E^e$ 유전자형을 가져야 한다. 이는 ASIP 유전자형 분포와 관계없이 MC1R 유전자형에 의해 가라/유마모색과 적다모색을 결정하는 것이다. 또한 MC1R은 $E^+$/- 그리고 ASIP은 우성대립유전자인 $A^A$/-를 갖는 마필은 유마모색을 나타내는데 이는 ASIP은 우성대립유전자인 $A^A$에 의해 사지를 제외한 부분에서 흑모색발현을 억제하는 것으로 추정된다. 가계분석에서는 제주마와 더러브렛간에 교배로 생산된 $F_1$ 자마의 기본모색 양상과 MC1R 및 ASIP 유전자형 분포와의 관계에 대해 일정한 결과를 보여주고 있다. 본 결과는 모색에 대한 표현형과 유전양상 간의 관계를 보여주고 있으며, 제주마의 분자육종을 위한 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
