본 연구는 제주마 월라(Wolla) 모색의 백반형태 (Tobiano, frame Overo, sabino)에 대해 유전학적 특성을 구명하고자 수행하였다. 제주마 376두 (월라 142두, 비월라 234두)에 대해 Tobiano 모색 확인을 위해 ECA3-inversion을 분석하였으며, frame Overo 모색은 EDNRB 2-bp 염기치환 상태를 확인하였고, sabino 모색인자형 확인은 KIT intron 16 SNP를 분석하였다. 제주마 월라 모색 개체에서 ECA3-inversion 유전자형이 +/To 이형접합 형태가 140두 (0.986), To/To 동형접합 형태 2두 (0.013)가 나타나 제주마 월라 모두에서 ECA3-inversion이 확인되었다. 반면에 EDNRB와 KIT intron 16 SNP에서는 frame Overo나 sabino 인자는 나타나지 않았다. 제주마 비월라에서는 ECA3-inversion, EDNRB 그리고 KIT intron 16 SNP에서 백반형태와 관련된 인자는 나타나지 않았다. 따라서, 본 연구 결과 제주마 월라(Wolla) 모색은 모색 유전학적 분류에서 Tobiano 모색 유형에 속하는 것으로 사료된다.
본 연구는 제주마 월라(Wolla) 모색의 백반형태 (Tobiano, frame Overo, sabino)에 대해 유전학적 특성을 구명하고자 수행하였다. 제주마 376두 (월라 142두, 비월라 234두)에 대해 Tobiano 모색 확인을 위해 ECA3-inversion을 분석하였으며, frame Overo 모색은 EDNRB 2-bp 염기치환 상태를 확인하였고, sabino 모색인자형 확인은 KIT intron 16 SNP를 분석하였다. 제주마 월라 모색 개체에서 ECA3-inversion 유전자형이 +/To 이형접합 형태가 140두 (0.986), To/To 동형접합 형태 2두 (0.013)가 나타나 제주마 월라 모두에서 ECA3-inversion이 확인되었다. 반면에 EDNRB와 KIT intron 16 SNP에서는 frame Overo나 sabino 인자는 나타나지 않았다. 제주마 비월라에서는 ECA3-inversion, EDNRB 그리고 KIT intron 16 SNP에서 백반형태와 관련된 인자는 나타나지 않았다. 따라서, 본 연구 결과 제주마 월라(Wolla) 모색은 모색 유전학적 분류에서 Tobiano 모색 유형에 속하는 것으로 사료된다.
This study was carried out to define the "Wolla" coat color using 376 Jeju registered horses (white patched 142, solid coat color 234). Three major factors related to the white patches i.e ECA3-inversion for Tobiano, EDNRB 2 bp nucleotide substitution for frame Overo, and the KIT intron 16 single nu...
This study was carried out to define the "Wolla" coat color using 376 Jeju registered horses (white patched 142, solid coat color 234). Three major factors related to the white patches i.e ECA3-inversion for Tobiano, EDNRB 2 bp nucleotide substitution for frame Overo, and the KIT intron 16 single nucleotide polymorphism (SNP) for Sabino types of coat color were analyzed. It was found that out of 142 Jeju horses with white patches that have the genotype for ECA3-inversion (To) 140 horses were +/To heterozygous and 2 horses were To/To homozygous all Jeju horses with white patches had ECA3-inversion allele. However, there was no frame Overo or Sabino allele type in EDNRB and KIT intron 16 SNP in Jeju horses with white patches. As for 234 Jeju horses with a solid coat color, there was no ECA3-inversion allele related to the white patches. Thus, it could be considered that Wolla coat color with white patches in Jeju horses might have come from the Tobiano line in the genetic classification by coat color.
This study was carried out to define the "Wolla" coat color using 376 Jeju registered horses (white patched 142, solid coat color 234). Three major factors related to the white patches i.e ECA3-inversion for Tobiano, EDNRB 2 bp nucleotide substitution for frame Overo, and the KIT intron 16 single nucleotide polymorphism (SNP) for Sabino types of coat color were analyzed. It was found that out of 142 Jeju horses with white patches that have the genotype for ECA3-inversion (To) 140 horses were +/To heterozygous and 2 horses were To/To homozygous all Jeju horses with white patches had ECA3-inversion allele. However, there was no frame Overo or Sabino allele type in EDNRB and KIT intron 16 SNP in Jeju horses with white patches. As for 234 Jeju horses with a solid coat color, there was no ECA3-inversion allele related to the white patches. Thus, it could be considered that Wolla coat color with white patches in Jeju horses might have come from the Tobiano line in the genetic classification by coat color.
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문제 정의
제주마의 다양한 모색 중 기본모색 (Kim 등, 2011)과 총마 (Gray) (Han 등, 2009)에 대한 연구 보고는 있었으나 월라 모색에 대한 분자수준의 연구는 보고된 바 없다. 본 연구는 말의 모색유전 학적 분류를 통해 제주마의 월라 모색 백반형태 (Tobiano, frame Overo, sabino)에 대해 정의하고자 수행하였다.
본 연구는 제주마 월라 (Wolla) 모색의 백반형태 (Tobiano, frame Overo, sabino)에 대해 유전학적 특성을 구명하고자 수행하였다. 제주마 376두 (월라 142두, 비월라 234두)에 대해 Tobiano 모색 확인을 위해 ECA3-inversion을 분석하였으며, frame Overo 모색은 EDNRB 2-bp 염기치환 상태를 확인하였고, sabino 모색 인자형 확인은 KIT intron 16 SNP를 분석하였다.
제안 방법
DNA 용액은 NanoDrop ND-1000 spectrophotometer (NanoDrop Technologies, USA)로 흡광도를 측정한 후 100 ng/μl로 희석하여 PCR 증폭을 위한 주형으로 이용하였다.
ECA3-inversion 분석을 위해 Brooks 등 (2007)이 보고한 방법을 변형하여 분석하였다. 말의 3번 chromosome의 inversion을 확 인하기 위해 Table 1의 3종의 primer를 혼합하여 분석하였다.
EDNRB 유전자 exon 1의 2bp 염기치환 (TC/AG)을 분석하기 위해 Metallinos 등 (1998)이 보고한 방법을 변형하여 이용하였다. KIT intron 16의 1037bp 위치의 T/A SNP 분석은 Brooks와 Bailey (2007)의 방법을 변형하여 분석하였다.
KIT intron 16의 1037bp 위치의 T/A SNP 분석은 Brooks와 Bailey (2007)의 방법을 변형하여 분석하였다. EDNRB와 KIT 유전자의 증폭을 위해 PyroMark Assay Design 2.0 (Qiagen, Germany) 프로그램을 이용하여 PCR용 primer와 sequencing용 primer들을 고안하였다 (Table 1). 유전자 절편의 증폭을 위한 PCR 반응은 1×reaction buffer, 20 mM dNTP, 각각 15 pmol primer (Table 1), 1 units i-Taq DNA polymerase (iNtRON, Korea)와 25 ng genomic DNA를 혼합하여 25 ㎕ volume으로 혼합하였다.
EDNRB 유전자 exon 1의 2bp 염기치환 (TC/AG)을 분석하기 위해 Metallinos 등 (1998)이 보고한 방법을 변형하여 이용하였다. KIT intron 16의 1037bp 위치의 T/A SNP 분석은 Brooks와 Bailey (2007)의 방법을 변형하여 분석하였다. EDNRB와 KIT 유전자의 증폭을 위해 PyroMark Assay Design 2.
유전자 절편의 증폭을 위한 PCR 반응은 1×reaction buffer, 20 mM dNTP, 각각 15 pmol primer (Table 1), 1 units i-Taq DNA polymerase (iNtRON, Korea)와 25 ng genomic DNA를 혼합하여 25 ㎕ volume으로 혼합하였다. PCR 반응조건은 DNA Engine Tetrad 2 (Bio-Rad, USA)를 이용하여 94℃ 5분 초기변성 후, 94℃ 30초, annealing 30초 (EDNRB와 KIT intron 16 각각 56℃), 72℃ 30초로 구성된 연쇄반응을 34회 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장하였다.PCR 증폭 산물은 agarose gel 상에서 전기영동법으로 확인하였으며, EDNRB와 KIT 유전자의 유전자형 결정은 PyroMark Q96 ID (Qiagen, Germany)를 이용하였다.
5 units i-Taq DNA polymerase (iNtRON, Korea)와 25 ng genomic DNA를 혼합하여 15 ㎕ volume으로 혼합하 였다. PCR 반응조건은 DNA Engine Tetrad 2(Bio-Rad, USA) 를 이용하여 95℃ 3분 초기변성 후, 94℃ 45초, annealing 68℃ 45초, 72℃ 45초로 구성된 연쇄반응을 30회 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장하였다. PCR 증폭 산물은 QIAxcel Advanced 자동전기영동 장치 (Qiagen, Germany)를 이용하여 유전자형을 확인하였다.
PCR 반응조건은 DNA Engine Tetrad 2(Bio-Rad, USA) 를 이용하여 95℃ 3분 초기변성 후, 94℃ 45초, annealing 68℃ 45초, 72℃ 45초로 구성된 연쇄반응을 30회 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장하였다. PCR 증폭 산물은 QIAxcel Advanced 자동전기영동 장치 (Qiagen, Germany)를 이용하여 유전자형을 확인하였다.
PCR 반응조건은 DNA Engine Tetrad 2 (Bio-Rad, USA)를 이용하여 94℃ 5분 초기변성 후, 94℃ 30초, annealing 30초 (EDNRB와 KIT intron 16 각각 56℃), 72℃ 30초로 구성된 연쇄반응을 34회 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장하였다.PCR 증폭 산물은 agarose gel 상에서 전기영동법으로 확인하였으며, EDNRB와 KIT 유전자의 유전자형 결정은 PyroMark Q96 ID (Qiagen, Germany)를 이용하였다.
이 중 월라 (Wolla) 모색은 박모 (駁毛, 얼룩말)로써 원래 모색이 있음에도 불구하고 백박 (白駁, 흰 얼룩말 무늬)이있는 것으로 서양의 Piebald (흑색과 백색이 혼재된 얼루기)와 Skewbald (흑색 이외의 다른 색에 백색이 혼재된 얼루기)에 일치 한다고 보고하였다. 또한 월라를 가라월라, 유마월라, 적다월라 3가지로 분류하였다.
분석에 이용된 제주마 집단의 ECA3-inversion에 대해 정상 (+) 과 inversion (To)으로 구분하여 유전자형의 분포 및 모색 연관을 조사하였다. 제주마 월라 142두 중 140두에서는 +/ To 이형접합으로 나타났고, 2두는 To/To 동형접합으로 나타나 제주마 월라 모두 에서 ECA3-inversion을 확인할 수 있었다.
유전자 절편의 증폭을 위한 PCR 반응은 1×reaction buffer, 20 mM dNTP, 각각 15 pmol primer (Table 1), 1 units i-Taq DNA polymerase (iNtRON, Korea)와 25 ng genomic DNA를 혼합하여 25 ㎕ volume으로 혼합하였다.
본 연구는 제주마 월라 (Wolla) 모색의 백반형태 (Tobiano, frame Overo, sabino)에 대해 유전학적 특성을 구명하고자 수행하였다. 제주마 376두 (월라 142두, 비월라 234두)에 대해 Tobiano 모색 확인을 위해 ECA3-inversion을 분석하였으며, frame Overo 모색은 EDNRB 2-bp 염기치환 상태를 확인하였고, sabino 모색 인자형 확인은 KIT intron 16 SNP를 분석하였다. 제주마 월라 모색 개체에서 ECA3-inversion 유전자형이 +/To 이형접합 형태가 140두 (0.
대상 데이터
연구시료는 제주마등록관리규정에 의해 등록 관리되고 있는 제주마 1,465두에 대한 DNA 시료를 제주특별자치도 축산진흥원으로 부터 분양 받아 이용하였다. 월라 모색 (몸통과 사지에 백반)은 제주마 1,465두 중 월라 모색이 확인된 142두 (0.
연구시료는 제주마등록관리규정에 의해 등록 관리되고 있는 제주마 1,465두에 대한 DNA 시료를 제주특별자치도 축산진흥원으로 부터 분양 받아 이용하였다. 월라 모색 (몸통과 사지에 백반)은 제주마 1,465두 중 월라 모색이 확인된 142두 (0.096)를 이용하였으며, 비월라 (solid) 모색은 234두를 분석에 이용하였다. DNA 용액은 NanoDrop ND-1000 spectrophotometer (NanoDrop Technologies, USA)로 흡광도를 측정한 후 100 ng/μl로 희석하여 PCR 증폭을 위한 주형으로 이용하였다.
이론/모형
말에서 3번 염색체의 inversion을 확인하기 위해 Brooks 등 (2007)이 보고한 방법을 이용하여 유전자형을 결정하였다. Brooks등 (2007)은 Tobiano 마필 13품종 121두를 분석한 결과 모든 개체에서 ECA3-inversion이 나타나는 것을 확인하였고, Hasse 등 (2008)은 Tobiano 204두와 solid 24두를 분석한 결과 Tobiano에서는 2두를 제외한 202두에서 ECA3-inversion이 나타났으며, solid 24두는 모두 ECA3-inversion이 없었다.
성능/효과
ECA3-inversion이 멘델의 유전양상에 의해 후대에 전달되는지를 확인하기 위해 ECA3-inversion +/To 유전자형을 갖는 수말 (월라) 1두와 +/+ 유전자형을 갖는 암말 (비월라) 3두를 교배하여 생산된 자마 6두에 대해 분석한 결과, ECA3-inversion (To) 인자를 전달받은 자마 4두에서 월라 (+/To) 모색이 나타나 멘델의 유전양 상을 따르는 것으로 확인되었다 (data not shown).
분석에 이용된 frame Overo 개체들은 모두 +/O 이형접합 형태로 나타났다. EDNRB 유전자 내 2bp 염기치환 분석에 이용된 제주마 월라 142두에서 +/+ 유전자형만이 나타났다. 비월라 (solid) 모색 234두에서도 모두 정상인 +/+ 동형접합으로 나타났다 (Table 2).
Brooks와 Bailey (2005)는 KIT 유전자 intron 16번 내의 T/A 염기치환이 exon 17번의 skipping과 관련이 있으며, T/A 염기치환을 갖는 말은 sabino 표현형이 나타나는 것으로 보고하였다. KIT intron 16번 내의 T/A SNP 분석에 이용된 제주마 월라 142두에서 T/T 동형접합만 나타났으며, 비월라 234두에서도 모두 T/T 동형접합만이 확인되었다.
본 연구결과 제주마 월라모색은 ECA3-inversion (To/－)을 확인할 수 있었으며, EDNRB 및 KIT intron 16 SNP는 모두 wild type 형태로 확인할 수 있었다. 따라서 제주마 월라모색은 모색유 전학적 분류에서 Tobiano 형태에 속하는 것으로 사료된다
제주마 비월라에서는 ECA3-inversion, EDNRB 그리고 KIT intron 16 SNP에서 백반형태와 관련된 인자는 나타나지 않았다. 따라서, 본 연구 결과 제주마 월라 (Wolla) 모색은 모색 유전학적 분류에서 Tobiano 모색 유형에 속하는 것으로 사료된다.
본 연구결과 제주마 월라모색은 ECA3-inversion (To/－)을 확인할 수 있었으며, EDNRB 및 KIT intron 16 SNP는 모두 wild type 형태로 확인할 수 있었다. 따라서 제주마 월라모색은 모색유 전학적 분류에서 Tobiano 형태에 속하는 것으로 사료된다
1 D). 본 연구에서 조사된 142 두의 제주마 월라 모색의 형태는 표현형적으로는 일반적인 Tobiano 모색 형태와 유사한 것으로 확인 되었다.
EDNRB 유전자 내 2bp 염기치환 분석에 이용된 제주마 월라 142두에서 +/+ 유전자형만이 나타났다. 비월라 (solid) 모색 234두에서도 모두 정상인 +/+ 동형접합으로 나타났다 (Table 2).
분석에 이용된 제주마 집단의 ECA3-inversion에 대해 정상 (+) 과 inversion (To)으로 구분하여 유전자형의 분포 및 모색 연관을 조사하였다. 제주마 월라 142두 중 140두에서는 +/ To 이형접합으로 나타났고, 2두는 To/To 동형접합으로 나타나 제주마 월라 모두 에서 ECA3-inversion을 확인할 수 있었다. 그러나 비월라 (solid) 모색인 234두에서는 모두 +/+ 동형접합으로 나타났다 (Table 2).
제주마 376두 (월라 142두, 비월라 234두)에 대해 Tobiano 모색 확인을 위해 ECA3-inversion을 분석하였으며, frame Overo 모색은 EDNRB 2-bp 염기치환 상태를 확인하였고, sabino 모색 인자형 확인은 KIT intron 16 SNP를 분석하였다. 제주마 월라 모색 개체에서 ECA3-inversion 유전자형이 +/To 이형접합 형태가 140두 (0.986), To/To 동형접합 형태 2두 (0.013)가 나타나 제주마 월라 모두에서 ECA3-inversion이 확인되었다. 반면에 EDNRB와 KIT intron 16 SNP에서는 frame Overo나 sabino 인자는 나타나지 않았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
제주마의 특징은?
제주마는 국내 유일의 재래마필자원으로 순수혈통 보존 및 멸종 방지를 위해 1986년부터 천연기념물 제 347호로 지정되어 보존되고 있다. 또한 2000년부터는 제주마의 혈통관리를 위해 등록사업이 진행되고 있다.
제주마 월라(Wolla) 모색의 백반형태에 대한 유전학적 특성을 구명한 결과는?
제주마 비월라에서는 ECA3-inversion, EDNRB 그리고 KIT intron 16 SNP에서 백반형태와 관련된 인자는 나타나지 않았다. 따라서, 본 연구 결과 제주마 월라(Wolla) 모색은 모색 유전학적 분류에서 Tobiano 모색 유형에 속하는 것으로 사료된다.
제주마의 모색 중 월라란?
Lee (1971)는 제주마의 모색 명칭을 12개 대분류와 39개 세분류로 정의 하였다. 이 중 월라 (Wolla) 모색은 박모 (駁毛, 얼룩말)로써 원래 모색이 있음에도 불구하고 백박 (白駁, 흰 얼룩말 무늬)이있는 것으로 서양의 Piebald (흑색과 백색이 혼재된 얼루기)와 Skewbald (흑색 이외의 다른 색에 백색이 혼재된 얼루기)에 일치 한다고 보고하였다. 또한 월라를 가라월라, 유마월라, 적다월라 3가지로 분류하였다.
참고문헌 (12)
Bowling, A. T. 1987. Equine linkage group II : phase conservation of To with AlB and GcS. J. Hered. 78:248-250.
Brooks, S. A., Lear, T. L., Adelson, D. L. and Bailey, E. 2007. A chromosome inversion near the KIT gene and the Tobiano spotting pattern in horses. Cytogenet. Genome Res. 119:225-30.
Han, S. H., Lee, C. E., Kim, N. Y., Ko, M. S., Jeong, H. Y. and Lee, S. S. 2009. Genetic polymorphisms of candidate loci and inheritance patterns of gray coat color in Jeju Horses. J. Life Sci. 19:793-798.
Haase, B., Jude, R., Brooks, S. A. and Leeb, T. 2008. An equine chromosome 3 inversion is associated with the Tobiano spotting pattern in German horse breeds. Anim. Genet. 39:306-309.
Hasse, B., Brooks, S. A., Schlumbaum, A.., Azor, P. J., Bailey, E., Alaeddine, F., Mevissen, M., Burger, D., Poncet, P, A., Rieder, S. and Leeb, T. 2007. Allelic Heterogeneity at the Equine KIT Locus in Dominant White (W) Horses. PLoS Genet. 3:2101-2108.
Holl, H., Brooks, S. and Bailey, E. 2010. De novo mutation of KIT discovered as a result of a non-hereditary white coat colour pattern. Anim. Genet. 41:196-198.
Kim, N. Y., Han, S. H., Lee, S. S., Lee, C. E., Park, N. G., Ko, M. S. and Yang, Y. H. 2011. Relationship between MC1R and ASIP genotypes and basic coat colors in Jeju Horses. Korean. J. Anim. Sci. & Technol. (Kor.) 53:107-111.
Lee, K. M. 1971. Studies on the old name and distribution of coat color in the Cheju Horse. KONKUK Univ. 12:893-909.
Metallinos, D, L., Bowling, A. T. and Rine, J. 1998. A missense mutation in the endothelin-B receptor gene is associated with Lethal White Foal Syndrome: an equine version of Hirschsprung Disease. Mamm. Genome 9:426-431.
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