본 연구에서는 국내 고유 재래 가축들의 유전정보와 유전학적 개량의 기초자료 제공을 목적으로 고분염 분석(high-resolution banding) 방법에 의한 한국재래계의 염색체 분염 표지를 제시하였다. 본 연구에 공시된 한국재래계로서는 축산기술연구소에서 계통화 시킨 황갈색 및 적갈색 계통으로 이들이 생산한 수정란의 초기 배자를 이용하여 염색체 분석을 수행하였으며 닭의 초기배자에 EtBr 및 colchicine을 처리함으로써 보다 양호한 고정도 염색체를 획득하였다. 한국재래계의 GTG-banding 결과 모든 상동염색체간에 뚜렷하고 특징적인 band 양상을 얻을 수 있었으며, Leghorn 및 국제표준핵형(ISSAK)과 비교시 염색체의 형태적 양상에서는 거의 차이가 없는 것으로 분석되었고 대표적 landmark간에도 거의 일치되는 양상을 보였다 그러나 대부분의 한국재래계의 대형염색체에서 더 많은 G-band의 분리 양상을 보이고 특히 1번 및 Z 염색체에서 특징적 분리 양상의 차이를 보였다. 한국재래계의 C-banding 분석에서는 세포별 heterochromatin의 다형성을 보이기는 하나 대부분의 염색체의 동원체와 말단부위에서 C- band가 나타났으며, Z 염색체 장완 말단부와 W 염색체 전체에서는 거의 모든 세포에서 C-band가 출현하였다. 또한 3번 염색체 동원체와 Z 염색체 장완 말단부에서 특징적 다형성을 나타내어 이들 염색체들에서는 상동염색체간 heterochromatin의 이형적 양상(heteromorphic)이 존재함을 밝혔다.
본 연구에서는 국내 고유 재래 가축들의 유전정보와 유전학적 개량의 기초자료 제공을 목적으로 고분염 분석(high-resolution banding) 방법에 의한 한국재래계의 염색체 분염 표지를 제시하였다. 본 연구에 공시된 한국재래계로서는 축산기술연구소에서 계통화 시킨 황갈색 및 적갈색 계통으로 이들이 생산한 수정란의 초기 배자를 이용하여 염색체 분석을 수행하였으며 닭의 초기배자에 EtBr 및 colchicine을 처리함으로써 보다 양호한 고정도 염색체를 획득하였다. 한국재래계의 GTG-banding 결과 모든 상동염색체간에 뚜렷하고 특징적인 band 양상을 얻을 수 있었으며, Leghorn 및 국제표준핵형(ISSAK)과 비교시 염색체의 형태적 양상에서는 거의 차이가 없는 것으로 분석되었고 대표적 landmark간에도 거의 일치되는 양상을 보였다 그러나 대부분의 한국재래계의 대형염색체에서 더 많은 G-band의 분리 양상을 보이고 특히 1번 및 Z 염색체에서 특징적 분리 양상의 차이를 보였다. 한국재래계의 C-banding 분석에서는 세포별 heterochromatin의 다형성을 보이기는 하나 대부분의 염색체의 동원체와 말단부위에서 C- band가 나타났으며, Z 염색체 장완 말단부와 W 염색체 전체에서는 거의 모든 세포에서 C-band가 출현하였다. 또한 3번 염색체 동원체와 Z 염색체 장완 말단부에서 특징적 다형성을 나타내어 이들 염색체들에서는 상동염색체간 heterochromatin의 이형적 양상(heteromorphic)이 존재함을 밝혔다.
The present study was carried out to establish the standard karyotype of the Korean Native Chicken and to find their chromosomal band markers using high-resolution banding technique. Chromosome analysis was performed on early chick embryos following in vitro culture of fertilized eggs of the yellow-...
The present study was carried out to establish the standard karyotype of the Korean Native Chicken and to find their chromosomal band markers using high-resolution banding technique. Chromosome analysis was performed on early chick embryos following in vitro culture of fertilized eggs of the yellow-brown and the red-brown lines of the Korean Native Chicken which had been established at National Livestock Research Institute. The high-resolution banding of the chromosome was achieved by treating the embryos with ethidium bromide and colchicine during culture. On GTG-banding, the Korean Native Chicken exhibited a typical chick banding pattern in all the macrochromosomes. Overall chromosomal morphology and positions of typical landmarks of the Korean Native Chicken were virtually identical to those of White Leghorn and International System for Standardized Avian Karyotypes(ISSAK). However, the lengths and G-band numbers of the Korean Native Chicken macrochromosomes were greater than those of White Leghorn and ISSAK. Especially in chromosomes 1 and Z, the Korean Native Chicken exhibited more separated bands in compared with ISSAK. In C-banding patterns, although a lot of observed cells had C-band polymorphic patterns, almost the Korean Native Chicken macrochromosomes had heterochromatic C-band on centromeres and/or near terminal part. However, the heterochromatic C-band was constantly observed at the end of q-arm of Z chromosomes and on the whole W chromosome. In addition, the Korean Native Chicken exhibited distinctive heteromorphic patterns of C-bands on the centromere of chromosome 3 and at the end of q-arm of Z chromosome between homologous chromosomes.
The present study was carried out to establish the standard karyotype of the Korean Native Chicken and to find their chromosomal band markers using high-resolution banding technique. Chromosome analysis was performed on early chick embryos following in vitro culture of fertilized eggs of the yellow-brown and the red-brown lines of the Korean Native Chicken which had been established at National Livestock Research Institute. The high-resolution banding of the chromosome was achieved by treating the embryos with ethidium bromide and colchicine during culture. On GTG-banding, the Korean Native Chicken exhibited a typical chick banding pattern in all the macrochromosomes. Overall chromosomal morphology and positions of typical landmarks of the Korean Native Chicken were virtually identical to those of White Leghorn and International System for Standardized Avian Karyotypes(ISSAK). However, the lengths and G-band numbers of the Korean Native Chicken macrochromosomes were greater than those of White Leghorn and ISSAK. Especially in chromosomes 1 and Z, the Korean Native Chicken exhibited more separated bands in compared with ISSAK. In C-banding patterns, although a lot of observed cells had C-band polymorphic patterns, almost the Korean Native Chicken macrochromosomes had heterochromatic C-band on centromeres and/or near terminal part. However, the heterochromatic C-band was constantly observed at the end of q-arm of Z chromosomes and on the whole W chromosome. In addition, the Korean Native Chicken exhibited distinctive heteromorphic patterns of C-bands on the centromere of chromosome 3 and at the end of q-arm of Z chromosome between homologous chromosomes.
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문제 정의
따라서 본 연구는 국내 고유 재래 가축들의 유전정보와 유전학적 개량의 기초자료 제공을 목적으로 고분염 분석(high-resolution banding) 방법을 이용한 한국재래계 염색체의 G-분염표 지 및 C-분염표지를 분석 제시하고자 한다
본 연구에서는 국내 고유 재래 가축들의 유전정보와 유전학적 개량의 기초자료 제공을 목적으로 고분염 분석(high-resolution banding) 방법에 의한 한국재래계의 염색체 분염 표지를 제시하였다
제안 방법
C-bandinge Sumner(1972)가 제시한 방법을 다소 수정하여 실시한 것으로 먼저 슬라이드 가온판에서 3일간 건조시킨 표본을 실온의 0.2N HCl에 30∼50분간 담근 후 초순수로 철 저히 씻어내었다. 이후 42℃의 1% Ba(OH)2 (Sigma Chem.
G-bandinge 하루동안 건조시킨 표본을 Wang 과 Fedoroff(1972)가 제시한 방법을 다소 변형 하여 실시하였다. 건조된 표본을 0.
G-bandinge 하루동안 건조시킨 표본을 Wang 과 Fedoroff(1972)가 제시한 방법을 다소 변형 하여 실시하였다. 건조된 표본을 0.1% trypsin (Gibco, Invitrogen Corp. Grand Island, NY, USA)에 15~20초간 담근 후 차가운 D-PBS에 2회 헹구고 4% Giemsa 염색액에 5분 30초간 염색하였다. D-PBS(Gibco, Invitrogen Corp.
Louis, MO, USA) 용액을 첨가하고 37℃ 항온수조에 20분 간 두었다. 고정처리는 methanol과 acetic acid가 3:1로 혼합된 고정액을 이용하고 이를 3회 정도 반복 처리하였다. 표본의 제작은 냉장 보관 된 슬라이드를 이용하여 고정된 세포들을 슬라 이드의 가장자리에 3-4방울 떨어뜨려 퍼짐을 유도하고 제작한 슬라이드는 65℃ 슬라이드 가 온판에서 하루 동안 건조시켰다.
닭의 초기 배자를 이용한 고정도 염색체의 분리는 손 등(2000)이 제시한 방법을 다소 수 정하여 실시하였고, 이를 간단히 요약하면 먼저 공시된 수정란을 37.5℃의 배양기에서 24~48시간 배양하고 배양 종료 3시간 전 기공 내에 ethidium bromide(1㎎/㎖) (Sigma Chem., St. Louis, MO, USA) 0.1㎖을 주입하였고, 배양종 료 1시간 전 다시 0.1% colchicine (Sigma Chem., St. Louis, MO, USA) 0.1㎖을 추가 처 리하였다. 배양 종료 후 수정란의 배자를 가위 와 핀셋을 이용하여 떼어내고 이를 D-PBS 용 액으로 세척한 다음 RPMI 1640 배양액 (Gibco, Invitrogen Corp.
본 연구에 이용된 재래계는 축산기술연구소 가금과에서 지난 10여년간 선발 육종되어 온 적갈색, 황갈색, 흑색, 백색, 회갈색 계통 중 황갈색 및 적갈색 계통으로 이들 종계들로부터 생산된 수정란을 분양 받아 본 대학에서 부화 하여 1999년부터 진주산업대학교 부속동물사육 장에서 방사 사육중인 개체들로 계통별 각 100 수씩을 공시하였고, 대조구로서는 서울대학교 부속동물사육장에서 사육중인 White Leghorn 순종을 이용하였다. 염색체 분리는 이들이 생 산한 수정란의 초기배자를 분리하여 이용하였다.
한국재래계는 축산기술연구소에서 국내에 산 재된 재래계를 1992~1994년에 수집하여 기초 집단으로 조성하고 외모와 능력에 따른 선발을 실시하여 현재 5계통으로 개량 조성 중이다. 재래계의 능력선발은 산란, 산육성 형질에 대하여 개체별로 조사한 검정성적을 기준으로, 외모 선발은 계종 별 외모특징에 의하여 선발 하였다. 외모특성에 따른 계통별 정립은 전체 적인 깃털 색깔이 진한 갈색을 갖는 것은 적갈 색종, 연한 갈색을 갖는 것은 황갈색종, 흑색을 띠는 것은 흑색종, 순백색인 것을 백색종, 회색 과 갈색이 섞여 있는 것은 회갈색종으로 구분 하고 있다(김 등, 1998).
재래계의 초기 배자로부터 고정도 염색체를 분리하여 이의 형태적 특징을 살펴보았다. 고 정도 염색체 유도에 이용된 ethidium bromide (2,7-Diamino-10-ethyl-9-phenylphenanthridinium bromide; EtBr)는 생체 내 DNA 합성을 억제하는 화학적 제재로서 DNA 뿐만 아니라 RNA의 합성도 저해하는 작용을 가진다.
대상 데이터
Grand Island, NY, USA)에 15~20초간 담근 후 차가운 D-PBS에 2회 헹구고 4% Giemsa 염색액에 5분 30초간 염색하였다. D-PBS(Gibco, Invitrogen Corp. Grand Island, NY, USA)는 Ca이온과 Mg이온이 없는 것을 이용하였으며, 4% Giemsa 염색액은 Giemsa stain solution(BDH Lab. Poole, UK) 4㎖ 에 Gurr's buffer (Gibco, Invitrogen Corp. Grand Island, NY, USA) 8㎖, 초순수 88㎖을 혼합하여 제조하였다.
본 연구에 공시된 한국재래계로서는 축산기 술연구소에서 계통화 시킨 황갈색 및 적갈색 계통으로 이들이 생산한 수정란의 초기 배자를 이용하여 염색체 분석을 수행하였으며 닭의 초 기배자에 EtBr 및 colchicine을 처리함으로써 보다 양호한 고정도 염색체를 획득하였다. 한국 재래계의 GTG-banding 결과 모든 상동염색체 간에 뚜렷하고 특징적인 band 양상을 얻을 수 있었으며, Leghorn 및 국제표준핵형(ISSAK)과 비교시 염색체의 형태적 양상에서는 거의 차이가 없는 것으로 분석되었고 대표적 landmark간 에도 거의 일치되는 양상을 보였다 그러나 대부분의 한국재래계의 대형염색체에서 더 많은 G-band의 분리 양상을 보이고 특히 1번 및 Z 염색체에서 특징적 분리 양상의 차이를 보였다.
본 연구에 이용된 재래계는 축산기술연구소 가금과에서 지난 10여년간 선발 육종되어 온 적갈색, 황갈색, 흑색, 백색, 회갈색 계통 중 황갈색 및 적갈색 계통으로 이들 종계들로부터 생산된 수정란을 분양 받아 본 대학에서 부화 하여 1999년부터 진주산업대학교 부속동물사육 장에서 방사 사육중인 개체들로 계통별 각 100 수씩을 공시하였고, 대조구로서는 서울대학교 부속동물사육장에서 사육중인 White Leghorn 순종을 이용하였다. 염색체 분리는 이들이 생 산한 수정란의 초기배자를 분리하여 이용하였다.
이론/모형
한국재래계의 염색체는 총 78개로서 8쌍의 대형염색체와 30쌍의 소형염색체로 구성되어 있고, 성 염색체는 수컷이 ZZ, 암컷이 ZW로암컷 hetero형을 나타내고 있다. 한국재래계의 8쌍의 대형염색체 및 성 염색체 Z, W에 대한 형태적 특징을 동원체의 위치와 상대적 길이 비로 나타내기 위해 Levan 등(1964)이 제시한 명명법에 따라 세포분열단계별로 동원체지수와 상대적길이를 측정하여 Table 1에 제시하였다.
성능/효과
7에 나타내었고 더불어 White Leghorn의 heterochromatin 출현양상과 비교 제시하였다. Fig. 7 에 제시된 바와 같이 한국재래계와 White Leghorn의 C-band 출현빈도의 비교 분석에서 1 번과 2번 염색체의 말단부위 및 동원체 부위에서 한국재래계가 White Leghorn에 비해 2∼3배 정도 출현 빈도가 높았으며, 3번∼6번 염색체 의 동원체에서도 한국재래계가 White Leghorn 보다 월등히 높은 출현양상을 나타내었다. Z 염색체 말단부에서도 한국재래계가 White Leghorn보다 다소 높은 출현을 나타내었으나 W 염색체에서는 한국재래계와 White Leghorn이 거의 비슷한 출현빈도를 보였다.
5로 분리양상을 보이고, W 염색체는 국제 표준핵형이나 White Leghorn과 거의 동일한 band 양상을 나타내었다. 따라서 재래계와 국제표준핵형 및 White Leghorn간 각 염색체에 따라 band의 수나 위치에 다소의 차이가 있는 것으로 나타났는데, 특히 1번 장완과 Z 염색체 단완에서 많은 수적 차이를 보였다. 이러한 차이가 종간 고유한 band의 차이로 볼 수도 있겠 으나 이 보다는 유도된 염색체의 길이에 따른 차이로 사료되는 바 재래계의 분석 염색체 길 이가 더욱 길었기 때문인 것으로 생각된다.
한국재래계의 C-banding 분석에서는 세포별 heterochromatin의 다형성을 보이기는 하나 대부분의 염색체의 동원체와 말단부위에서 Cband가 나타났으며, Z 염색체 장완 말단부와 W 염색체 전체에서는 거의 모든 세포에서 C-band가 출현하였다. 또한 3번 염색체 동원체 와 Z 염색체 장완 말단부에서 특징적 다형성을 나타내어 이들 염색체들에서는 상동염색체간 heterochromatin의 이형적 양상(heteromorphic)이 존재함을 밝혔다
78%로 매우 높은 출현빈도를 나타내었다. 또한 3번, 4번, 5번, 7번 염색체의 동원체 부위에서도 58.23∼76.46%로 다소 높은 출현빈 도를 나타내었으며, W 염색체와 Z 염색체 장 완 말단부를 제외한 대부분의 대형염색체 말 단부위에서는 7.81∼20.63%으로 낮은 출현빈도 를 나타내었다. 이상 한국재래계 염색체의 heterochromatin 출현빈도의 모식도를 Fig.
7%로 나타났다. 또한 한국재래계 수컷의 Z 염색체의 장 완 말단에서 heterochromatin의 분포 양상은 -/- 가 7.5%, +/-가 23.8%이며, +/+형이 68.8%로 분석되어 Z 염색체에서는 상동염색체 모두에 다량의 heterochromatin이 존재하는 +/+형이 가장 많은 것으로 분석되었다. 닭에 있어 상동염 색체간의 heterochromatin의 양적 다형 현상은 Pollock과 Fechheimer(1981), Stock과 Bunch (1982), 오와 오(1989) 및 오 등(1990)도 보고한 바 있다.
6에 제시 하였다. 이들의 양적 분포양상에 따라 +/+, +/- 및 -/-형으로 구분하여 분석한 결과 3번 염색 체 동원체에 있어 상동염색체 모두에서 C-band 분포가 미흡한 양상(-/-)이 55.2%로 높게 나타 났고, 상동염색체 모두에 명확한 C-band가 나타나는 양상(+/+)과 상동염색체중 1개만이 나타나는 양상(+/-)이 각각 17.1%와 24.7%로 나타났다. 또한 한국재래계 수컷의 Z 염색체의 장 완 말단에서 heterochromatin의 분포 양상은 -/- 가 7.
또한 손과 이(1998)가 보고한 바와 같이 상대적 길이가 전기상태에서는 길이가 긴 염색체가 이의 비율이 높았고, 전중기를 거치며 중기상태로 갈수록 길이가 짧 은 염색체에서 상대적 길이의 비율이 점차적으 로 높게 나타났다. 이러한 결과는 염색체의 응 축정도에 따라 나타나는 것으로 길이가 긴 염 색체가 세포분열과정이 진행됨에 따라 염색체 의 응축이 심하고, 반면에 길이가 짧은 염색체는 응축이 적다는 것을 알 수 있었다.
본 연구에 공시된 한국재래계로서는 축산기 술연구소에서 계통화 시킨 황갈색 및 적갈색 계통으로 이들이 생산한 수정란의 초기 배자를 이용하여 염색체 분석을 수행하였으며 닭의 초 기배자에 EtBr 및 colchicine을 처리함으로써 보다 양호한 고정도 염색체를 획득하였다. 한국 재래계의 GTG-banding 결과 모든 상동염색체 간에 뚜렷하고 특징적인 band 양상을 얻을 수 있었으며, Leghorn 및 국제표준핵형(ISSAK)과 비교시 염색체의 형태적 양상에서는 거의 차이가 없는 것으로 분석되었고 대표적 landmark간 에도 거의 일치되는 양상을 보였다 그러나 대부분의 한국재래계의 대형염색체에서 더 많은 G-band의 분리 양상을 보이고 특히 1번 및 Z 염색체에서 특징적 분리 양상의 차이를 보였다. 한국재래계의 C-banding 분석에서는 세포별 heterochromatin의 다형성을 보이기는 하나 대부분의 염색체의 동원체와 말단부위에서 Cband가 나타났으며, Z 염색체 장완 말단부와 W 염색체 전체에서는 거의 모든 세포에서 C-band가 출현하였다.
한국재래계에서 각 대형염색체 상의 C-band 출현빈도를 분석한 바 W 염색체에서는 99.56% 로 거의 모든 W 염색체상에 heterochromatin이 존재하는 것으로 나타났고, Z 염색체 말단부에 서도 95.78%로 매우 높은 출현빈도를 나타내었다. 또한 3번, 4번, 5번, 7번 염색체의 동원체 부위에서도 58.
후속연구
Z 염색체 말단부에서도 한국재래계가 White Leghorn보다 다소 높은 출현을 나타내었으나 W 염색체에서는 한국재래계와 White Leghorn이 거의 비슷한 출현빈도를 보였다. 전체적으로 한국재래계 염색체의 heterochromatin 분포율이 White Leghorn에 비해 높게 나타났는데 이러한 차이는 품종간 유전적 조성의 차이로 생각되나 명확한 품종간 차이의 규명을 위하여서는 보다 여러 순종들에 대한 C-banding 양상을 비교 분 석하여야 할 것으로 사료된다.
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