Establishment of the High-Throughput Hair Roots' DNA Isolation System and Verification of Its Appicability for Hanwoo Traceability Using the 11 Microsatellite Makes

We used a multiplex PCR primer set composed of 11 microsatellite (MS) markers and two sexing markers for gender detection. Genomic DNA extracted from hair roots of 3,510 Hanwoo were genotyped. Based on the 11MS markers, no animals had identical genotypes(TGLA227, BM2113, TGLA53, ETF10, SPS115, TGLA122, ETH3, ETH225, BM1824 and INRA23). The expected probability of identity among genotypes of random individuals (PI), the probability of identity among genotypes from random half-sibs ($PI_{half-sibs}$) and among genotypes of random individuals, and the probability of identity among genotypes from random sibs ($PI_{sibs}$) were estimated as $1.31{\times}10^{-23}$, $2.52{\times}10^{-16}$and $1.09{\times}10^{-6}$, respectively using the API-CALC program, version 1.0. We successfully completed the genotype analysis of 3,510 Hanwoo with a 3.93% genotyping failure rate. It was revealed that extracting DNA from the hair root was a time-efficient and cost-effective method to collect specimens for DNA isolation from live animals. This method also minimized stress for the animals during specimen collection. Among the hair roots from the back, belly, upper tail and lower tail, 5~13 hair roots of the lower tail led to the best genotype analysis results. Finally, we established a 96-well-format method of DNA preparation applicable for high- throughput genotype analysis.

대량 모근 시료 DNA 분리 체계 확립과 11 microsatellite maker를 사용하는 한우 생산이력제로의 적용가능성 검증

한우 이력추적제에 적용되는 11개의 MS marker (TGLA227, BM2113, TGLA53, ETH10, SPS115, TGLA126, TGLA122, ETH3, ETH225, BM1824 and INRA23)와 성감별을 위한 2개의 sexing primer로 조합된 하나의 Multiplex PCR set를 이용하여 모근에서 추출한 genomic DNA를 이용해 3510두의 대량 시료를 분석한 결과 3.93%의 genotyping 실패율로 성공적인 분석결과를 얻었다. 무작위교배집단으로 가정 시 동일개체출현확률 (PI)은 $1.31{\times}10^{-23}$, 반형매교배집단으로 가정 시 동일개체출현확률 ($PI_{half-sibs}$)은 $2.52{\times}10^{-16}$ 그리고 전형매교배집단으로 가정 시 동일개체출현확률 ($PI_{sibs}$)은 $1.09{\times}10^{-6}$으로 나타나 현재 사용 중인 11종의 MS marker는 범용적으로 사용하여도 무방할 것으로 재확인 되었다. 또한 생산 및 사육단계의 생우의 경우 모근을 이용하여 DNA를 추출하는 것은 시료 채취 시 소에게 주어지는 스트레스를 최소화 시킬 수 있을 뿐만 아니라 대립유전자형 분석에 있어서 시간적, 경제적인 효율성을 높일 수 있었다. 또한 모근 채취 부위 중 등, 배, 꼬리상부와 꼬리하부를 이용하여 검정한 결과 꼬리하부의 모근을 이용하여 5~13가닥을 사용했을 때 최적의 분석결과를 보였다. 최종적으로 한우의 사육단계 대량 유전자형 분석에 적용 가능한 96 well 단위를 기본으로 하는 모근 DNA분리 체계를 확립하였다.