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문제 정의
- 따라서 본 연구는 유전적 다양성이 높아 집단 또는 개체 간의 유전적 유연관계 및 다양성을 분석하는데 널리 활용되고 있는 Microsatellite(MS) marker를 활용하여(Barker et al., 1997; Peelman et al., 1998; Martin et al., 1999; Li et al., 2000; Bjornstad et al., 2003; Kong et al., 2006) 두 브랜드 집단 간의 유전적 특성을 구명하기 위하여 실시하였다. 차별화된 두 브랜드(우리맛닭과 한협3호)간의 경쟁을 통한 성장은 토종닭 산업의 발전에 크게 기여할 것으로 사료되며, 두 집단 간의 유전적 특성의 분석은 차별화 전략을 구체화 하는데 있어 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.
- 본 연구는 국내에 보급되고 있는 대표적인 토종닭 브랜드인 한협3호와 농촌진흥청에서 개발된 브랜드인 우리맛닭, 두 브랜드 집단 간의 유전적 특성을 분석하여 향후 브랜드 간의 차별화 전략을 구체화 하는데 있어 기초 자료로 활용하고자 실시하였다. 토종닭 실용계인 우리맛닭(W) 152수와 한협3호(H) 150수, 총 302수를 선발하여 공시재료로 활용하였으며, 다형성이 확인된 10종의 MS marker를 선발하여 활용하였다.
제안 방법
- Genemapper version 4.0 (Applied Biosystems, USA)에 의해 결정되어진 MS marker별 대립 유전자들은 microsatellite Tool-kit software(Park, 2000, in personnel)를 이용하여 분석 집단별 및 개체별로 정리한 후 관측 이형 접합도(observed hetero- zygosity), 대립유전자 빈도(allele frequency), 각 locus별 대립 유전자의 수 및 집단별 대립유전자 수를 산출하였다. 각각의 분석 MS marker 좌위별 동형접합도(homozygosity; Ho), 이형 접합도(heterzygosity; hi)는 다음과 같이 표시된다.
- PCR product 1 μL를 적정 희석 배율에 따라 ddH2O로 희석하고, 다시 Formamide와 GenescanTM-500 LIZTM Size Standard를 잘 혼합하여 희석된 PCR product와 1:9의 비율로 혼합하였다.
- PCR 반응액은 Template DNA 50～100 ng, 10 X PCR Buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.3, 50 mM KCl, 1.5 mM MgCl2), 10 pmole of each primer, dNTPs(2.5 mM) and 0.5 unit Taq DNA poly-merase(Takara, Japan) 및 ddH2O를 첨가하여 총량을 10 μL로 맞춰 사용하였다.
- 5 unit Taq DNA poly-merase(Takara, Japan) 및 ddH2O를 첨가하여 총량을 10 μL로 맞춰 사용하였다. PCR 반응은 GeneAmp 9700(Applied Bio-systems, Foster City, CA, USA)을 사용하여 94℃에서 5분간 열변성 후 94℃에서 40초, marker 별로 적정한 annealing 온도(50～60℃)에서 1분, 72℃에서 1분간 35회 반응시킨 후 신장 반응은 72℃에서 10분간 수행하여 증폭된 PCR-Products는 ethidium Bromide(EtBr)를 첨가한 2% agarose gel에서 전기영동 하여 확인하였다.
- PCR 반응은 MS marker를 증폭하기 위한 primer에 형광 염색된 Dye 색상과 대립 유전자의 크기 별 분포 등을 고려하여 2～3 marker 씩 multiplex PCR을 수행하였다. PCR 반응액은 Template DNA 50～100 ng, 10 X PCR Buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.
- 우리맛닭이 보유한 대립유전자의 수가 한협3호에 비해 많지만 이형접합도가 낮게 나타난다는 것은 우리맛닭의 동형접합된 유전자형의 비율이 높게 나타나고 있다는 것을 시사하고 있음을 알 수 있겠다. Table 2는 두 브랜드 집단을 대상으로 각각의 MS marker의 유전자형을 분석하여 브랜드별 기대되는 이형접합도(expected heterozygosity: Ex H)와 관측된 이형접합도(observed heterozygosity: Ob H) 및 PIC (polymorphism information content)값을 계산하여 제시하였다. 우리맛닭과 합협3호 간 가장 큰 차이가 나타난 값은 MCW0083의 관측된 이형접합도로 0.
- 본 연구는 토종닭 실용계(CC) 브랜드인 우리맛닭(W) 152수와 한협3호(H) 150수를 대상으로 10종의 MS marker을 활용하여 집단 간의 유전적 다양성을 분석하였다. 공시재료를 대상으로 각 브랜드에 대한 10종의 MS marker의 유전자형을 분석하여 보유한 평균대립유전자수와 관측된 이형접합도(Ob H) 및 기대되는 이형접합도(Ex H)의 평균값을 계산하여 Table 2에 제시하였다. 분석 결과, 두 브랜드의 평균 대립유전자의 수는 9.
- 우리맛닭이 보유한 대립유전자의 수가 한협3호에 비해 많지만 이형접합도가 낮게 나타난다는 것은 우리맛닭의 동형접합된 유전자형의 비율이 높게 나타나고 있다는 것을 시사하고 있음을 알 수 있겠다. Table 2는 두 브랜드 집단을 대상으로 각각의 MS marker의 유전자형을 분석하여 브랜드별 기대되는 이형접합도(expected heterozygosity: Ex H)와 관측된 이형접합도(observed heterozygosity: Ob H) 및 PIC (polymorphism information content)값을 계산하여 제시하였다. 우리맛닭과 합협3호 간 가장 큰 차이가 나타난 값은 MCW0083의 관측된 이형접합도로 0.
- 또한, simple allele-sharing 측정 수준을 통하여 개체별 대립유전자의 빈도를 근거로 집단 유전학적 분석 프로그램인 Phylip v.3.65를 이용하여 전체 집단의 개체별 유전적 거리의 추정치를 근거로 하여 모든 개체 간의 neighbor-joining phylogenetic dendrogram를 작성하였다.
- 본 연구는 토종닭 실용계(CC) 브랜드인 우리맛닭(W) 152수와 한협3호(H) 150수를 대상으로 10종의 MS marker을 활용하여 집단 간의 유전적 다양성을 분석하였다. 공시재료를 대상으로 각 브랜드에 대한 10종의 MS marker의 유전자형을 분석하여 보유한 평균대립유전자수와 관측된 이형접합도(Ob H) 및 기대되는 이형접합도(Ex H)의 평균값을 계산하여 Table 2에 제시하였다.
- Size Standard를 잘 혼합하여 희석된 PCR product와 1:9의 비율로 혼합하였다. 이 혼합물을 capillary arrary가 장착된 ABI 3130 Auto Seqeuncer(Appiled Biosystems, USA)을 이용하여 유전자형 분석을 실시하였다. 분석된 유전자형은 GeneMapper version 4.
- 0을 이용하여 개체별 분지도 작성을 위한 tree file을 작성하였다. 작성된 tree file은 TreeView 프로그램을 이용하여 개체별 Neighbor- Joining phylogenetic dendrogram을 작성하여 Fig. 1에 제시하였다. 제시한 결과에 따르면 두 집단에 속한 개체들은 크게 두 개의 그룹으로 나뉘어 분포하고 있음을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서는 토종닭 실용계인 우리맛닭(W) 152수와 한 협3호(H) 150수, 총 302수의 혈액을 3 mL 이상 채혈하여 공시재료로 이용하였다. 혈액으로부터 Genomic DNA를 분리할 수 있도록 제작된 chemagic DNA Blood100 Kit(Chemagen, Germany)를 이용하여 제조사가 권장하는 방법에 준하여 Genomic DNA의 분리를 수행하였다. 다형성이 확인된 10종의 MS marker를 선발하여 활용하였다.
대상 데이터
- 혈액으로부터 Genomic DNA를 분리할 수 있도록 제작된 chemagic DNA Blood100 Kit(Chemagen, Germany)를 이용하여 제조사가 권장하는 방법에 준하여 Genomic DNA의 분리를 수행하였다. 다형성이 확인된 10종의 MS marker를 선발하여 활용하였다. 선발된 10종의 MS marker는 닭의 염색체상에 존재하고 있으며, Table 1에 제시하였다.
- 본 연구에서는 토종닭 실용계인 우리맛닭(W) 152수와 한 협3호(H) 150수, 총 302수의 혈액을 3 mL 이상 채혈하여 공시재료로 이용하였다. 혈액으로부터 Genomic DNA를 분리할 수 있도록 제작된 chemagic DNA Blood100 Kit(Chemagen, Germany)를 이용하여 제조사가 권장하는 방법에 준하여 Genomic DNA의 분리를 수행하였다.
- 본 연구는 국내에 보급되고 있는 대표적인 토종닭 브랜드인 한협3호와 농촌진흥청에서 개발된 브랜드인 우리맛닭, 두 브랜드 집단 간의 유전적 특성을 분석하여 향후 브랜드 간의 차별화 전략을 구체화 하는데 있어 기초 자료로 활용하고자 실시하였다. 토종닭 실용계인 우리맛닭(W) 152수와 한협3호(H) 150수, 총 302수를 선발하여 공시재료로 활용하였으며, 다형성이 확인된 10종의 MS marker를 선발하여 활용하였다. 분석 결과, 두 브랜드의 평균 대립유전자의 수는 9.
데이터처리
- 두 브랜드 집단 간의 유전적 구조에 따라 각 개체들이 어떻게 분포되어 있는가를 확인하기 위하여 simple allele-sharing 측정 수준을 통하여 개체별 대립유전자의 빈도를 근거로 각 개체들 간의 유전적 거리에 대한 추정값을 계산하였으며, 이를 바탕으로 유전분석 프로그램 중 하나인 Phylip v.3.0을 이용하여 개체별 분지도 작성을 위한 tree file을 작성하였다. 작성된 tree file은 TreeView 프로그램을 이용하여 개체별 Neighbor- Joining phylogenetic dendrogram을 작성하여 Fig.
- 이 혼합물을 capillary arrary가 장착된 ABI 3130 Auto Seqeuncer(Appiled Biosystems, USA)을 이용하여 유전자형 분석을 실시하였다. 분석된 유전자형은 GeneMapper version 4.0(Applied Biosystems, USA) 프로그램을 이용하여 MS marker별 대립유전자들의 정확한 크기를 결정하였다.
이론/모형
- 집단 간 유연관계 분석을 위해 sample number의 보정을 통한 Nei et al.(1983)의 방법을 이용한 DISPAN program(Ota, 1993)을 사용하였으며, neighbor-joining(NJ) method(Saitou and Nei, 1987)를 이용하여 genetic distances를 추정하여 이를 근거로 한 phylogenetic tree를 작성하였다.
성능/효과
- 199로 확인되었다. 두 브랜드 집단 간의 유전적 구조에 따라 각 개체들이 어떻게 분포되어 있는가를 확인한 결과, 두 집단에 속한 개체들은 크게 두 개의 그룹으로 나뉘어 분포하고 있음을 확인할 수 있었다. 두 집단 간의 유전적 거리는 비교적 가깝지만 각 개체들간의 유전적 구조를 분석한 결과, 확연히 구분되는 유전적 특성을 지니고 있음을 확인하였다.
- 두 브랜드 집단을 대상으로 각각의 MS marker의 유전자형을 분석하여 브랜드별 기대되는 이형접합도(expected heterozygosity: Ex H)와 관측된 이형 접합도(observed heterozygosity: Ob H) 및 PIC(polymorphism information content)값을 계산하였다. 두 브랜드 집단 간의 유전적 유연관계를 분석 결과, DA distance는 0.132, 그리고 standard genetic distance는 0.199로 확인되었다. 두 브랜드 집단 간의 유전적 구조에 따라 각 개체들이 어떻게 분포되어 있는가를 확인한 결과, 두 집단에 속한 개체들은 크게 두 개의 그룹으로 나뉘어 분포하고 있음을 확인할 수 있었다.
- 제시한 결과에 따르면 두 집단에 속한 개체들은 크게 두 개의 그룹으로 나뉘어 분포하고 있음을 확인할 수 있었다. 두 집단 간의 유전적 거리는 비교적 가깝지만 각 개체들간의 유전적 구조를 분석한 결과, 확연히 구분되는 유전적 특성을 지니고 있음을 확인하였다. 토종닭 실용계의 경우, 토종닭 고기맛을 살리면서 육용계로서의 생산성을 높이기 위해 교잡을 통한 생산이 이루어진다.
- , 2010). 따라서 본 연구를 통해 확인된 두 브랜드 집단 간의 유전적 거리(DA distance)는 0.132로 비교적 가까운 것으로 확인되었는데, 이는 우리맛닭과 한협 3호에 사용된 원종의 유전적 조성이 상당 부분 같을 것으로 추정된다.
- 2개로 우리맛닭이 보유한 대립유전자의 수가 많은 것으로 확인되었다. 반면, 기대되는 이형접합도(Ex H)와 관측된 이형접합도(Ob H)는 한협3호가 우리맛닭에 비해 높은 것으로 확인되었다. 우리맛닭이 보유한 대립유전자의 수가 한협3호에 비해 많지만 이형접합도가 낮게 나타난다는 것은 우리맛닭의 동형접합된 유전자형의 비율이 높게 나타나고 있다는 것을 시사하고 있음을 알 수 있겠다.
- 이러한 연구 결과들을 토대로 토종닭의 우수성을 알리고, 시장에서의 경쟁력을 확보해 나가면서 토종닭 시장은 점차 확대되고 있지만, 아직까지 체계화 되지 못한 부분이 많아 어려움이 있는 것이 사실이다. 본 연구를 통해 분석된 두 브랜드 집단은 유전적으로 차별화 되어 있음이 확인되었다. 이러한 연구 결과는 각 브랜드 별 차별화 전략을 세우는데 있어 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 차후 육계산업의 이력제 및 DNA 동일성 검사에 대한 논의가 진행될 경우 매우 유용한 기초 자료가 될 것으로 사료된다.
- 공시재료를 대상으로 각 브랜드에 대한 10종의 MS marker의 유전자형을 분석하여 보유한 평균대립유전자수와 관측된 이형접합도(Ob H) 및 기대되는 이형접합도(Ex H)의 평균값을 계산하여 Table 2에 제시하였다. 분석 결과, 두 브랜드의 평균 대립유전자의 수는 9.3으로 확인되었으며, 우리맛닭의 평균대립유전자의 수는 8.4개, 한협3호는 7.2개로 우리맛닭이 보유한 대립유전자의 수가 많은 것으로 확인되었다. 반면, 기대되는 이형접합도(Ex H)와 관측된 이형접합도(Ob H)는 한협3호가 우리맛닭에 비해 높은 것으로 확인되었다.
- 공시재료를 대상으로 각 브랜드에 대한 10종의 MS marker의 유전자형을 분석하여 보유한 평균대립유전자수와 관측된 이형접합도(Ob H) 및 기대되는 이형접합도(Ex H)의 평균값을 계산하여 Table 2에 제시하였다. 분석 결과, 두 브랜드의 평균 대립유전자의 수는 9.3으로 확인되었으며, 우리맛닭의 평균대립유전자의 수는 8.4개, 한협3호는 7.2개로 우리맛닭이 보유한 대립유전자의 수가 많은 것으로 확인되었다. 반면, 기대되는 이형접합도(Ex H)와 관측된 이형접합도(Ob H)는 한협3호가 우리맛닭에 비해 높은 것으로 확인되었다.
- (1983)의 방법을 이용하는 DISPAN program을 활용하여 유전적 거리에 대한 추정하여 Table 4에 제시하였다. 분석 결과에 따르면 DA distance는 0.132 그리고 standard genetic distance는 0.199로 확인되었다. 오재돈 등(2008)의 보고에 따르면 7개의 MS marker들을 이용하여 한국재래닭 집단을 분석한 결과, 한국재래닭 3계통(적갈, 황갈 그리고 흑색 계통) 간의 standard genetic distance의 평균이 0.
- 1에 제시하였다. 제시한 결과에 따르면 두 집단에 속한 개체들은 크게 두 개의 그룹으로 나뉘어 분포하고 있음을 확인할 수 있었다. 두 집단 간의 유전적 거리는 비교적 가깝지만 각 개체들간의 유전적 구조를 분석한 결과, 확연히 구분되는 유전적 특성을 지니고 있음을 확인하였다.
후속연구
- 이러한 연구 결과는 각 브랜드 별 차별화 전략을 세우는데 있어 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 차후 육계산업의 이력제 및 DNA 동일성 검사에 대한 논의가 진행될 경우 매우 유용한 기초 자료가 될 것으로 사료된다. 또한 토종닭에 대한 지속적인 관심과 연구를 통해 토종닭 산업 발전을 위한 노력과 방안이 모색될 것으로 기대된다.
- 본 연구를 통해 분석된 두 브랜드 집단은 유전적으로 차별화 되어 있음이 확인되었다. 이러한 연구 결과는 각 브랜드 별 차별화 전략을 세우는데 있어 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대되며, 차후 육계산업의 이력제 및 DNA 동일성 검사에 대한 논의가 진행될 경우 매우 유용한 기초 자료가 될 것으로 사료된다. 또한 토종닭에 대한 지속적인 관심과 연구를 통해 토종닭 산업 발전을 위한 노력과 방안이 모색될 것으로 기대된다.
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