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한우의 도체 성적은 근내지방도에 많은 영향을 받으며, 따라서 농가들은 근내 지방 축적을 위해 사육 기간을 점차 늘리고 있다. 하지만 이는 여러 경제적, 환경적 문제를 동반하므로, 사육 기간을 단축할 필요가 있다. 한우의 사육 기간을 단축하기 위해서는 조기에 빠르게 성장하는 유전적 특성이 요구되며, 더불어 그에 알맞은 사양이 이루어져야 한다.
본 연구는 총 1,615두 한우 거세우의 유전체 정보를 이용하여 기초통계량 분석 및 ...

한우의 도체 성적은 근내지방도에 많은 영향을 받으며, 따라서 농가들은 근내 지방 축적을 위해 사육 기간을 점차 늘리고 있다. 하지만 이는 여러 경제적, 환경적 문제를 동반하므로, 사육 기간을 단축할 필요가 있다. 한우의 사육 기간을 단축하기 위해서는 조기에 빠르게 성장하는 유전적 특성이 요구되며, 더불어 그에 알맞은 사양이 이루어져야 한다.
본 연구는 총 1,615두 한우 거세우의 유전체 정보를 이용하여 기초통계량 분석 및 GWAS (genome-wide association study) 분석을 수행하였다. 우수한 도체 성적을 나타낸 단기 비육 개체들(short-term fattening group)과 그 외 일반 개체들(general fattening group)로 집단을 분류하여 유전적 특성을 비교하였다. GWAS 분석의 결과로, 단기비육 우수개체들이 포함된 mixed fattening group에서만 발굴된 248개의 유의한 SNPs를 대상으로 후속 분석을 진행하였다(p-value<0.01). 형질별 유의한 SNP 개수는 도체중 57개, 등심단면적 87개, 등지방두께 73개, 근내지방도 31개였다. 발굴된 후보 유전자 388개에 대하여 GO (gene ontology) 분석을 바탕으로 한우 경제형질과 연관이 있다고 생각되는 biological process를 확인하였다.
도체중 형질에서 PARD3, PARD3B, TOM1L2, SPP1, ELN 등의 후보 유전자를 발굴하고 각각의 기능을 확인하였다. 등심단면적 형질에서는 PRKN, NEURL1, EXT2, NCALD, PDE1A, KMT2A, KMT2C, PRKAG2, ACACB등의 후보 유전자를 발굴하였다. 등지방두께 형질에서는 ADGRV1, ATP2B2, ARAP1, HS3STA1, 1HS3STB1 등의 후보 유전자를, 근내지방도 형질에서는 TRAPPC9, CUX1, CLSPN, TRAPPC11 등의 후보 유전자를 발굴하였다. 이들 대부분의 유전자들은 세포 신호 전달과 세포의 구조에 영향을 미쳐 한우 성장과 근육 발달에 전반적인 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 또한 STING 분석을 통해 유전자 간 상호작용 정도를 확인하였다. 모든 형질의 후보 유전자를 대상으로 한 ClueGO 분석 결과로는 단백질과 근성장에 관련한 GO term들이 서로 영향을 미치는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 단기비육 우수개체들이 조기에 빠르게 성장할 수 있었던 유전적 요인을 확인하였다. 이러한 유전적 특성을 지닌 한우를 지속적으로 개량해 나감으로써, 온실가스 배출을 저감하고 사료비와 경영비를 절감할 수 있을 것이다. 따라서 이는 한우 개량에 필요한 분자유전학적 마커를 개발하는 기초 자료가 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The carcass grade of Hanwoo is greatly influenced by the marbling score, farmers are gradually increasing the feeding period to accumulate intramuscular fat. However, this is accompanied by various economic and environmental problems, so it is necessary to shorten the feeding period. To shorten the ...

The carcass grade of Hanwoo is greatly influenced by the marbling score, farmers are gradually increasing the feeding period to accumulate intramuscular fat. However, this is accompanied by various economic and environmental problems, so it is necessary to shorten the feeding period. To shorten the breeding period of Hanwoo, the genetic characteristics of early and rapid growth are required, and appropriate feeding must be provided.
In this study, basic statistical analysis and genome-wide association study (GWAS) analysis were performed using genomic information of a total of 1,615 Hanwoo steers. The genetic characteristics were compared by dividing the group into short-term fattening individuals that showed excellent carcass grade (short-term fattening group) and other general individuals (general fattening group). As a result of the GWAS analysis, 248 significant SNPs found only in the mixed fattening group with short-term fattening individuals were subjected to follow-up analysis (p-value<0.01). The number of significant SNPs for each trait was 57 in carcass weight, 87 in eye muscle area, 73 in backfat thickness, and 31 in marbling score. For the 388 candidate genes, biological processes thought to be related to Hanwoo economic traits were confirmed based on gene ontology (GO) analysis.
As a result, candidate genes such as PARD3, PARD3B, TOM1L2, SPP1, and ELN were discovered from the carcass weight, and their functions were confirmed. Candidate genes such as PRKN, NEURL1, EXT2, NCALD, PDE1A, KMT2A, KMT2C, PRKAG2, and ACACB were discovered in the eye muscle area. Candidate genes such as ADGRV1, ATP2B2, ARAP1, HS3STA1, and HS3STB1 were discovered in the backfat thickness, and TRAPPC9, CUX1, CLSPN, and TRAPPC11 were discovered in the marbling score. Most of these genes were found to have an overall effect on Hanwoo growth and muscle development by affecting cell signaling and cell structure. Additionally, the degree of interaction between genes was confirmed by STING analysis. ClueGO analysis results for all traits showed that GO terms related to proteins and muscle growth influenced each other. In this study, the genetic factors that enabled excellent short-term fattening individuals to grow quickly at an early age were identified. By continuously improving Hanwoo with these genetic characteristics, it will be able to reduce greenhouse gas emissions and reduce feed and management costs. Therefore, it will be basic data for developing molecular genetic markers for the improvement of Hanwoo.

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