돼지 2번 염색체의 육질 관련 양적 경제형질에 관한 연구보고가 몇몇 이루어 지고 있다. 양돈업계에서 DNA 기술을 이용한 염색체 정보를 활용하기 위해 본 연구에서는 13개의 후보 유전자에서 생성된 중합효소연쇄반응(PCR) 생성물을 비교 재서열 함으로써 단일염기변이(SNP) 표지들을 개발했다. 11개의 중합효소연쇄반응 생성물에서 296 bp마다 에서 평균 하나의 SNP, 총 34개의 SNP를 발견하였다. 또한 11개의 SNP에 대한 PCR 제한효소길이 절편길이 다형성(RFLP) 분석을 전개한 후, 이를 대한민국 상업돈 4품종 개체군의 유전자형을 분석하는데 활용하였다. 본 연구는 유용한 단일염기변이를 식별하고 돼지 개체군 내 경제적으로 중요한 특성들과 SNP의 연관성을 확인하는 데 그 목적이 있다.
돼지에게 있어서 지방 형질은 가장 중요한 경제형질 중 하나다. 돼지의 렙틴수용체 유전자(LEPR)는 염색체 상의 위치와 그 생리 활성 측면에서 돼지 6번 염색체 상의 지방형질 관련 양적형질좌위(QTL)에 대한 주요 후보유전자로 알려져 있다. 본 연구에서는 LEPR 유전자의 구조 변이와 돼지 경제형질과의 연관성을 분석하였다. 이를 위하여 돼지 LEPR 유전자를 포함하고 있는 박테리아 인공 염색체(BAC) 클론에 대한 샷건 염기서열 해독을 수행하여 114 kb 크기의 유전체 서열을 확보하였다. 그리고 전사개시 코돈으로부터 1.2 kb 상위 영역에서 여러 전사인자 결합부위를 발견하였다. 또한 LEPR 유전자 엑손 영역의 6개 SNP와 5’ 조절영역의 18개 SNP에 대해 550두의 두록 개체를 대상으로 연관성 분석을 수행하였다. 이들 SNP 중, −790C/G만이 등지방두께와 정육율 형질과 유의적으로 연관되어 있었으며, 2개의 미스센스 다형성 SNP를 포함하여 다른 SNP에서는 어떤 형질과도 연관성을 보이지 않았다. 결론적으로 −790C/G SNP는 두록 돼지에서 지방과 정육형질을 유전적으로 개량하는데 유용한 마커로 활용될 수 있을 것이다.
ssGBLUP을 이용한 전장 유전체 연관분석(ssGWAS)을 수행하기 위하여 이용한 표현형 자료는 2010년도부터 2015년까지 농협중앙회 한우개량사업소에서 후대 검정한 한우 거세우 총 1,829두의 부분육수율자료를 이용하였다. 유전체 자료는 Illumina Bovine 50K Beadchip을 활용하였으며 표현형 자료와 매칭이 되는 개체는 674두였다. 먼저 안심, 등심, 채끝 및 갈비수율의 유전체 육종가(GEBV)를 구하고 이를 통해 SNP 표지인자에 대한 효과와 SNP 표지인자의 분산을 계산하여 형질별 전체 유전분산 대비 SNP 표지인자의 효과를 추정한 후, QTL일 가능성이 있는 효과가 높은 SNP 좌위에 대한 결과를 주요하게 조사하였다. 안심수율의 경우, 상위 20개의 전체 유전분산 대비 SNP 표지인자의 효과에서 10번 염색체에서의 효과가 가장 높았는데 12,812,193 ~ 12,922,313bp 영역에서 전체 유전분산 대비 7.32 ~ 7.34%의 효과를 나타냈다. 채끝수율은 전체 유전분산에 대한 설명력이 가장 높은 SNP 표지인자를 포함하는 염색체는 24번 염색체로 38,158,543 ~ 38,347,278bp 영역이 약 8.36 ~ 8.56%의 전체 유전분산 대비 효과를 나타내었다. 등심수율은 다른 부분육 조사형질보다 낮은 SNP 표지인자의 효과를 나타내었다. 따라서 등심의 경우 보통 크기의 효과와 작은 효과를 갖는 많은 유전자들에 의해서 형질이 발현되는 것으로 사료된다.
Genome-wide association study was performed on data from 266 Hanwoo steers derived from 66 sire using bovine 10K mapping chip in Hanwoo (Korean Cattle). SNPs were excluded from the analysis if they failed in over 5% of the genotypes, had median GC scores below 0.6, had GC scores under 0.6 in less than 90% of the samples, deviated in heterozygosity more than 3 standard deviations from the other SNPs and were out of Hardy-Weinberg equilibrium for a cutoff p-value of $1^{-15}$. Unmapped and SNPs on sex chromosomes were also excluded. A total of 4,522 SNPs were included in the analysis. To test an association between SNP and QTL, GWAS for five genetic mode (additive, dominant, overdominant, recessive and codominant) was implemented in this study. Three SNPs (rs29018694, ss46526851 and rs29018222) at a threshold p< $1.11{\times}10^{-5}$ were detected on BTA12 and BTA21 for dressing percentages in codominant and recessive genetic mode. The G allele for rs29018694 has 4.9% higher dressing percentage than A allele, while the T allele for ss46526851 has 2.57 % higher dressing percentage than C allele. Therefore, rs29018694 SNP showed a bigger effect than the other two SNPs (ss46526851 and rs29018222) in this study. In conclusion, this study identifies three loci with moderate effects and many loci with infinitesimally small effect across genome in Hanwoo.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제21권3호
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pp.387-395
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2010
인간의 질병 및 가축의 특성치에 관한 유전자 규명은 매우 중요한 과제이다. 유전자원 보존과 유전능력향상을 위한 기술 개발 역시 매우 중요한 관심사로써 이와 관련된 많은 연구들을 진행해왔다. 통계모형의 상호작용 효과를 분석하기 위해 로지스틱 회귀분석과 같은 전통적인 방법과 비모수적인 방법들이 개발되었지만 이들은 상호작용에 영향을 준 양적형질위치들의 하위 집단의 유전자형에 대해서 고려하지 않은 문제점이 있다. 따라서 많은 양적형질위치들을 한 번에 비교하여 특성치에 영향을 주는 양적형질위치의 상호작용과 그 하위집단인 유전자형을 규명하는 방법으로 유전자형 행렬 맵핑이 개발되었다. 본 연구에서는 EST_based SNP 연관지도에 의해 선정된 17개의 후보 단일염기다형성을 대상으로 유전자 행렬 맵핑을 활용하여 한우의 주요 경제형질인 일당증체량, 도체중, 등심단면적, 근내지방도에 영향을 주는 우수 유전자형 조합을 선별한다. 그리고 선별된 조합에 대해 유전자 행렬 맵핑 방법에서 적용되지 않은 순열검정을 도입함으로써 우수유전자형 조합에 대한 통계적인 유의성을 확인한다.
돼지 6번 염색체에서 근내지방 함량과 등지방 두께와 관련된 QTL이 탐색되어진 영역(6q28-6q32)에서 미세지도 작성을 위한 유용한 marker를 개발하기 위하여 실시하였다. 대량 염기서열 분석자료를 근거로, 반복염기서열 분석을 수행한 결과 KP0290F2(TTCC), KP0248C11(AAAT), KP1231C91(TAG), KP1231C92(TTG) 그리고 KP1231C93(GA)의 5 부위에서 다형성을 나타내었다. 이 부위들에 대한 랜드레이스, 재래돼지, 듀록, 요크셔, 버크셔, 오지산돈, 향돈 그리고 민돈의 8품종에 대한 유전자형 분석 결과 평균 대립유전자의 수는 2.13, 4.63, 7.38, 2.75 그리고 6.25로 나타났다. 그리고 8품종에 대한 KP0290F2, KP0248C11, KP1231C91, KP1231C92 그리고 KP1231C93에 대한 평균 heterozygosity 값을 산출한 결과, 0.2110, 0.6865, 0.8304, 0.4057 그리고 0.7051로 나타났으며, 5markers에 대한 8 품종의 평균 heterozygosity 값은 0.6313, 0.5662, 0.5814, 0.6957, 0.4517, 0.4847, 0.5758 그리고 0.5559로 나타났다. KP0248C11, KP1231C91 그리고 KP1231C93은 적절한 대립유전자 수를 나타내었고, 또한 hetetozygosity 값이 높게 나타났을 뿐만 아니라, 표준편차도 적게 나타난 점으로 미루어 보아 앞으로 유용한 marker로서 이용이 가능할 것이라 사료된다. 본 연구의 결과 개발된 marker는 SW71(98.6cM)과 SW1881(121.1 cM) 영역내에 존재하는 유용한 유전자를 발굴하기 위한 미세지도 작성에 유용하게 활용될 수 있는 marker로 판단되며, positional cloning에도 이용 할 수 있을 것이라 사료된다. 또한 돼지 게놈 연구가 완성되어 염기배열이 밝혀지기 전에 이용 가능한 표지인자들을 다량으로 확보 수 있을 것이라 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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