• 제목/요약/키워드: marker assisted selection

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돼지 Melanocortin 4 Receptor (MC4R) 유전자의 육질연관성 분석 (Characterization and Evaluation of Melanocortin 4 Receptor (MC4R) Gene Effect on Pork Quality Traits in Pigs)

  • 노정건;김상욱;최정석;최양일;김종주;최봉환;김태헌;김관석
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제54권1호
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    • pp.1-8
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    • 2012
  • 본 연구는 한국재래돼지의 MC4R 유전자 내의 단일염기변이들을 규명하고 그 유전자형 효과가 유전자표지인자를 이용한 선발(Marker assisted selection, MAS)에 활용 가능한지를 검증하기 위해서 수행되었다. 한국재래돼지의 MC4R 유전자 총 염기서열을 분석하기 위해 6개의 Primer들을 이용하여 증폭산물을 생성하였으며, 염기서열분석을 통해 총 6개(c.-780C>G, c-135C>T, c.175C>T-Leu59Leu, c.707A>G-Arg236His, c.892A>G-Asp298Asn, c.*430A>T)의 단일염기변이를 발견하였다. 한국재래돼지 MC4R 유전자내의 총 6개의 단일염기변이들간의 연관불균형과 반수체 분석을 통해 단일염기변이들간의 연관성을 분석하였으며, c.-780C>G, c-135C>T, c.175C>T-Leu59Leu, c.707A>G-Arg236His와 c.*430A>T는 완전한 연관불균형을 이루고 있었고, c.892A>G(Asp298Asn) 단일염기변이만 $r^2$-value가 0.028, D'-value가 0.348로 연관불균형 정도가 매우 낮았다. c.707A>G (Arg236His)와 c.892A>G (Asp298Asn) 단일염기변이들을 선발하여 PCR-RFLP 유전자형 분석방법을 이용해 돼지 5품종간의 유전자형 빈도를 추정한 결과, c.707A>G (Arg236His) 단일염기변이는 요크셔 품종 집단에서 오직 A (His) 대립유전자를 관찰할 수 있었으며, 나머지 한국재래돼지, 랜드레이스, 버크셔와 듀록 품종에서는 G 대립유전자의 고정으로 나타났다. c.707A>G 단일염기변이와 육질형질을 484두에서 연관성 분석을 실시한 결과, 조지방, 등심 내의 수분, 육색, 적색도 그리고 황색도 등에서 유의적인 연관성을 관찰할 수 있었다. c.892A>G (Asp298Asn) 단일염기변이의 유전자형 빈도는 품종별로 차이가 났으며, A (Asn) 대립유전자의 빈도가 가장 높은 품종은 듀록으로 나타났고, G (Asp) 대립유전자의 빈도가 가장 높은 품종은 한국재래돼지로 조사되었다. c.892A>G (Asp 298Asn) 단일염기변이와 돼지 4 집단의 육질형질을 1,126두에서 분석한 결과, 등지방두께에 고도의 유의적인 효과를 관찰할 수 있었다(P<0.002). AA 유전자형을 가진 개체가 AG나 GG 유전자형을 가진 개체보다 등지방두께가 두꺼운 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 MC4R 유전자 내의 c.892A>G (Asp298Asn) 단일염기변이는 돼지의 선발개량에 유전자표지인자로서 충분한 효과가 있음을 검증하였다.

새누리 벼 품종 배경 lipoxygenase-3 결핍 자포니카 근동질계통 개발 (Development of Near-Isogenic Line of japonica Rice Cultivar Saenuri without Lipoxygenase-3)

  • 박현수;이건미;김기영;김정주;신운철;백만기;김춘송;박슬기;이창민;서정필;조영찬
    • 한국육종학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.190-200
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    • 2019
  • 벼의 Lipoxygenase-3 (LOX-3) 결핍은 벼의 저장 후 고미취 발생 저감에 효과가 있는 것으로 보고되었다. 우리나라 밥쌀용 품종의 저장 후 품질 향상을 위해 대면적 재배품종인 새누리 유전배경에 LOX-3가 결핍된 자포니카 근동질계통 개발을 위한 육종사업이 수행되었다. 1차 육종단계에서는 다우담을 LOX-3 결핍 수여친으로 활용하여 신동진과 1회 여교배 후 발색반응을 통해 LOX-3 결핍 계통을 선발하였고 약배양을 통해 조기에 고정계통 HR27873-AC12를 육성하였다. 2차 육종단계에서는 HR27873-AC12를 LOX-3 수여친으로 하고 새누리를 반복친으로 하여 1회 여교배 후 분자표지 선발과 농업형질에 대한 표현형 선발을 통해 HR28896-31-3-1-1 (이하 HR28896)를 선발하였다. 1, 2차 단계에서 육성된 HR27873-AC12와 HR28896 계통은 LOX-3가 결핍되어 있으나 재배품종으로 활용하기에는 열악형질이 수반되어 있었다. 3차 육종단계에서 HR28896계통과 새누리를 다시 교배하여 분자표지 선발과 표현형에 대한 강한 선발압을 적용하여 최종적으로 BC2F7세대 HR30960-186-2-1-2-1를 선발하여 전주624호로 계통명을 부여하였다. 분자표지 검정 결과 전주624호는 LOX-3가 결핍된 것으로 확인되었다. 전주624호는 중만생종으로 단간 내도복 직립초형에 벼흰잎마름병 및 줄무늬잎마름병에 저항성 계통으로 새누리와 농업형질 특성이 비슷하였다. 전주624호의 수량구성요소는 새누리와 대부분 같았으나 현미 천립중이 유의하게 감소하였고 수량성은 다소 낮았다. 전주624호의 외관품위는 새누리에 비해 좋았고 식미 특성은 비슷하였다. 406개 KASP 마커를 이용한 유전배경 분석 결과 전주624호는 새누리의 유전배경을 95.8% 회복하여 근동질계통으로 판단되었다. 전주624호는 새누리 품종 배경의 LOX-3가 결핍된 자포니카 근동질계통으로 최초 수여친인 다우담의 열약 형질 수반문제를 극복하였으며 새누리와 비슷한 농업형질 특성과 유전배경을 가지고 있어 저장 후 품질 향상을 위한 실용적인 재배품종, lox-3 도입을 위한 교배모본 및 유전자 효과 구명을 위한 유전재료로 활용될 것으로 기대된다.

한우 ADSF/resistin 유전자의 단일 염기 다형과 육질관련형질 상관 분석 (Analysis of the ADSF/resistin Gene Polymorphism Associated with Carcass Traits in Hanwoo)

  • 박지애;강혜경;채은진;서강석;김상훈;윤철희;문양수
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권5호
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    • pp.577-584
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    • 2007
  • 본 연구는 후대검정 한우 295두의 혈액으로부터 genomic DNA를 추출하여 PCR 방법에 의한 증폭과 염기서열 분석을 통하여 ADSF/resistin 유전자의 단일염기다형을 발굴하고 이들과 한우 육질관련형질과의 상관관계를 분석하기 위하여 실시하였다. 확보된 DNA로부터 염기서열을 결정한 결과 promoter와 4개의 exon영역에서는 SNP를 찾지 못하였으나 intron 영역에서 7개의 SNP를 발굴하였다. 발굴된 SNP의 출현 빈도는 0.027에서 0.16까지 그 차이가 많았다. 육질형질과의 상관분석에서 이들 SNP 중 intron 2에서 발굴된 764A ins 만이 근내지방도와 상관관계가 발견되었다(P<0.05). 근내지방도는 유전력이 매우 높기 때문에 이번에 발굴된 ADSF/resistin 유전자의 SNP 764A ins와 같이 유전표지인자를 이용하는 것이 근내 지방도의 개량을 위해 우수한 결과를 가지는 것으로 사료된다. 가축의 경제형질의 경우 다수의 유전자가 관여하기 때문에 한 개의 유전자를 이용한 가축의 선발 또는 개량에 이용한다는 것은 제한적일 수 있다. 따라서 다수의 관련 유전자를 이용한 다형현상과 경제형질과의 연관성 연구가 동반될 때 육질개선 및 가축개량에 실질적인 증대효과가 있을 것으로 사료된다.

Novel Nucleotide Variations, Haplotypes Structure and Associations with Growth Related Traits of Goat AT Motif-Binding Factor (ATBF1) Gene

  • Zhang, Xiaoyan;Wu, Xianfeng;Jia, Wenchao;Pan, Chuanying;Li, Xiangcheng;Lei, Chuzhao;Chen, Hong;Lan, Xianyong
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권10호
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    • pp.1394-1406
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    • 2015
  • The AT motif-binding factor (ATBF1) not only interacts with protein inhibitor of activated signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) (PIAS3) to suppress STAT3 signaling regulating embryo early development and cell differentiation, but is required for early activation of the pituitary specific transcription factor 1 (Pit1) gene (also known as POU1F1) critically affecting mammalian growth and development. The goal of this study was to detect novel nucleotide variations and haplotypes structure of the ATBF1 gene, as well as to test their associations with growth-related traits in goats. Herein, a total of seven novel single nucleotide polymorphisms (SNPs) (SNP 1-7) within this gene were found in two well-known Chinese native goat breeds. Haplotypes structure analysis demonstrated that there were four haplotypes in Hainan black goat while seventeen haplotypes in Xinong Saanen dairy goat, and both breeds only shared one haplotype (hap1). Association testing revealed that the SNP2, SNP5, SNP6, and SNP7 loci were also found to significantly associate with growth-related traits in goats, respectively. Moreover, one diplotype in Xinong Saanen dairy goats significantly linked to growth related traits. These preliminary findings not only would extend the spectrum of genetic variations of the goat ATBF1 gene, but also would contribute to implementing marker-assisted selection in genetics and breeding in goats.

A Whole Genome Association Study to Detect Single Nucleotide Polymorphisms for Carcass Traits in Hanwoo Populations

  • Lee, Y.-M.;Han, C.-M.;Li, Yi;Lee, J.-J.;Kim, L.H.;Kim, J.-H.;Kim, D.-I.;Lee, S.-S.;Park, B.-L.;Shin, H.-D.;Kim, K.-S.;Kim, N.-S.;Kim, Jong-Joo
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제23권4호
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    • pp.417-424
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    • 2010
  • The purpose of this study was to detect significant SNPs for carcass quality traits using DNA chips of high SNP density in Hanwoo populations. Carcass data of two hundred and eighty nine steers sired by 30 Korean proven sires were collected from two regions; the Hanwoo Improvement Center of National Agricultural Cooperative Federation in Seosan, Chungnam province and the commercial farms in Gyeongbuk province. The steers in Seosan were born between spring and fall of 2006 and those in Gyeonbuk between falls of 2004 and 2005. The former steers were slaughtered at approximately 24 months, while the latter steers were fed six months longer before slaughter. Among the 55,074 SNPs in the Illumina bovine 50K chip, a total of 32,756 available SNPs were selected for whole genome association study. After adjusting for the effects of sire, region and slaughter age, phenotypes were regressed on each SNP using a simple linear regression model. For the significance threshold, 0.1% point-wise p value from F distribution was used for each SNP test. Among the significant SNPs for a trait, the best set of SNP markers were selected using a stepwise regression procedure, and inclusion and exclusion of each SNP out of the model was determined at the p<0.001 level. A total of 118 SNPs were detected; 15, 20, 22, 28, 20, and 13 SNPs for final weight before slaughter, carcass weight, backfat thickness, weight index, longissimus dorsi muscle area, and marbling score, respectively. Among the significant SNPs, the best set of 44 SNPs was determined by stepwise regression procedures with 7, 9, 6, 9, 7, and 6 SNPs for the respective traits. Each set of SNPs per trait explained 20-40% of phenotypic variance. The number of detected SNPs per trait was not great in whole genome association tests, suggesting additional phenotype and genotype data are required to get more power to detect the trait-related SNPs with high accuracy for estimation of the SNP effect. These SNP markers could be applied to commercial Hanwoo populations via marker-assisted selection to verify the SNP effects and to improve genetic potentials in successive generations of the Hanwoo populations.

A whole genome sequence association study of muscle fiber traits in a White Duroc×Erhualian F2 resource population

  • Guo, Tianfu;Gao, Jun;Yang, Bin;Yan, Guorong;Xiao, Shijun;Zhang, Zhiyan;Huang, Lusheng
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제33권5호
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    • pp.704-711
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    • 2020
  • Objective: Muscle fiber types, numbers and area are crucial aspects associated with meat production and quality. However, there are few studies of pig muscle fibre traits in terms of the detection power, false discovery rate and confidence interval precision of whole-genome quantitative trait loci (QTL). We had previously performed genome scanning for muscle fibre traits using 183 microsatellites and detected 8 significant QTLs in a White Duroc×Erhualian F2 population. The confidence intervals of these QTLs ranged between 11 and 127 centimorgan (cM), which contained hundreds of genes and hampered the identification of QTLs. A whole-genome sequence imputation of the population was used for fine mapping in this study. Methods: A whole-genome sequences association study was performed in the F2 population. Genotyping was performed for 1,020 individuals (19 F0, 68 F1, and 933 F2). The whole-genome variants were imputed and 21,624,800 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified and examined for associations to 11 longissimus dorsi muscle fiber traits. Results: A total of 3,201 significant SNPs comprising 7 novel QTLs showing associations with the relative area of fiber type I (I_RA), the fiber number per square centimeter (FN) and the total fiber number (TFN). Moreover, one QTL on pig chromosome 14 was found to affect both FN and TFN. Furthermore, four plausible candidate genes associated with FN (kinase non-catalytic C-lobe domain containing [KNDC1]), TFN (KNDC1), and I_RA (solute carrier family 36 member 4, contactin associated protein like 5, and glutamate metabotropic receptor 8) were identified. Conclusion: An efficient and powerful imputation-based association approach was utilized to identify genes potentially associated with muscle fiber traits. These identified genes and SNPs could be explored to improve meat production and quality via marker-assisted selection in pigs.

감귤 유전체 연구 동향 및 전망 (Current status and prospects of citrus genomics)

  • 김호방;임상현;김재준;박영철;윤수현;송관정
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제42권4호
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    • pp.326-335
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    • 2015
  • 감귤은 전 세계적으로 가장 많이 생산되는 주요 과수작물이고 비타민 C와 구연산 및 감귤 고유의 플라보노이드를 비롯한 다양한 기능성 성분으로 인해 건강 기능성 식품 소재로도 각광받고 있다. 그러나 긴 유년기와 배우체 불임, 주심배 발생 및 고도의 유전적 잡종성 등 감귤 특유의 생식생물학적 특성으로 인해 교배를 통한 전통 육종의 품종개발에 있어서는 가장 어려운 작물에 속한다. 지구 온난화, 소비자 욕구 변화 등으로 인해 고품질 감귤의 안정적 생산과 품종 다양화를 위한 체계적 육종 프로그램의 도입이 시급한 실정이다. 감귤에서도 분자 육종 프로그램을 통한 품종 육성을 위해 세계적으로 가장 많이 재배되는 스위트 오렌지와 클레멘타인 만다린에 대한 고품질 표준 유전체 정보가 최근에 확보되었다. 표준유전체 서열을 기반으로 다양한 품종 및 교배집단들에 대한 유전체 해독, 비교유전체 분석, GBS 등을 통해 형질연관 마커 발굴, 유전자 기능 연구 등이 이루어질 것으로 전망된다. 아울러 다양한 전사체 분석이 이루어지고 있으며, 유전자 기능 및 유전자 co-expression 네트워크의 이해를 증진할 수 있을 것이다. 유전체 및 전사체 분석을 통해 확보한 대규모 SNP, InDel 및 SSR의 다형성 분자마커 big data를 이용한 고밀도 연관 및 물리 지도 작성이 이루어지고 있고, 궁극적으로 통합지도 작성이 이루어지게 될 것이다. 이를 통해 가까운 장래에 감귤 특이 주요 농업형질 연관 유전자의 정확도 높은 map-based 클로닝 및 빠르고 효율적인 분자표지 선발육종이 이루어질 것이다.

Single Nucleotide Polymorphism in the Coding Region of Bovine Chemerin Gene and Their Associations with Carcass Traits in Japanese Black Cattle

Genome-wide Association Study to Identify Quantitative Trait Loci for Meat and Carcass Quality Traits in Berkshire

  • Iqbal, Asif;Kim, You-Sam;Kang, Jun-Mo;Lee, Yun-Mi;Rai, Rajani;Jung, Jong-Hyun;Oh, Dong-Yup;Nam, Ki-Chang;Lee, Hak-Kyo;Kim, Jong-Joo
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권11호
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    • pp.1537-1544
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    • 2015
  • Meat and carcass quality attributes are of crucial importance influencing consumer preference and profitability in the pork industry. A set of 400 Berkshire pigs were collected from Dasan breeding farm, Namwon, Chonbuk province, Korea that were born between 2012 and 2013. To perform genome wide association studies (GWAS), eleven meat and carcass quality traits were considered, including carcass weight, backfat thickness, pH value after 24 hours (pH24), Commission Internationale de l'Eclairage lightness in meat color (CIE L), redness in meat color (CIE a), yellowness in meat color (CIE b), filtering, drip loss, heat loss, shear force and marbling score. All of the 400 animals were genotyped with the Porcine 62K SNP BeadChips (Illumina Inc., USA). A SAS general linear model procedure (SAS version 9.2) was used to pre-adjust the animal phenotypes before GWAS with sire and sex effects as fixed effects and slaughter age as a covariate. After fitting the fixed and covariate factors in the model, the residuals of the phenotype regressed on additive effects of each single nucleotide polymorphism (SNP) under a linear regression model (PLINK version 1.07). The significant SNPs after permutation testing at a chromosome-wise level were subjected to stepwise regression analysis to determine the best set of SNP markers. A total of 55 significant (p<0.05) SNPs or quantitative trait loci (QTL) were detected on various chromosomes. The QTLs explained from 5.06% to 8.28% of the total phenotypic variation of the traits. Some QTLs with pleiotropic effect were also identified. A pair of significant QTL for pH24 was also found to affect both CIE L and drip loss percentage. The significant QTL after characterization of the functional candidate genes on the QTL or around the QTL region may be effectively and efficiently used in marker assisted selection to achieve enhanced genetic improvement of the trait considered.

Association of Novel Polymorphisms in Lymphoid Enhancer Binding Factor 1 (LEF-1) Gene with Number of Teats in Different Breeds of Pig

  • Xu, Ru-Xiang;Wei, Ning;Wang, Yu;Wang, Guo-Qiang;Yang, Gong-She;Pang, Wei-Jun
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제27권9호
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    • pp.1254-1262
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    • 2014
  • Lymphoid enhancer binding factor 1 (LEF-1) is a member of the T-cell specific factor (TCF) family, which plays a key role in the development of breast endothelial cells. Moreover, LEF-1 gene has been identified as a candidate gene for teat number trait. In the present study, we detected two novel mutations (NC_010450.3:g. 99514A>G, 119846C>T) by DNA sequencing and polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism in exon 4 and intron 9 of LEF-1 in Guanzhong Black, Hanjiang Black, Bamei and Large White pigs. Furthermore, we analyzed the association between the genetic variations with teat number trait in these breeds. The 99514A>G mutation showed an extremely significant statistical relevance between different genotypes and teat number trait in Guanzhong (p<0.001) and Large White (p = 0.002), and significant relevance in Hanjiang (p = 0.017); the 119846C>T mutation suggested significant association in Guanzhong Black pigs (p = 0.042) and Large White pigs (p = 0.003). The individuals with "AG" or "GG" genotype displayed more teat numbers than those with "AA"; the individuals with "TC" or "CC" genotype showed more teat numbers than those with "TT". Our findings suggested that the 99514A>G and 119846C>T mutations of LEF-1 affected porcine teat number trait and could be used in breeding strategies to accelerate porcine teat number trait improvement of indigenous pigs breeds through molecular marker assisted selection.