[논문]우리나라 Holstein 젖소의 유효집단크기 조사 연구

원정일; 김시동; 조광현; 민홍립; 구양모; 윤호백

doi:10.5187/jast.2013.55.5.367

우리나라 Holstein 젖소의 유효집단크기 조사 연구
Study on Effective Population Size of Holstein Population in Korea 원문보기

한국동물자원과학회지 = Journal of animal science and technology, v.55 no.5, 2013년, pp.367 - 371

원정일 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 김시동 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 조광현 (농촌진흥청 국립축산과학원) , 민홍립 (농협중앙회 젖소개량사업소) , 구양모 (한국종축개량협회) , 윤호백 (농촌진흥청 국립축산과학원)

초록
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본 연구는 우리나라 Holstein 젖소의 혈통정보를 이용하여 근교계수 및 유효집단크기를 추정하여, 우리나라 Holstein 집단의 문제점을 진단하고, 대처방안을 모색하고자 실시하였다. 분석에 사용된 자료는 (사)한국종축개량협회에 등록된 젖소 중 기초등록을 제외한 635,268두의 자료를 이용하였다. 평균 근교계수는 0.11에서 1.07%의 범위를 나타내었는데, 13세대까지는 비슷한 수준을 유지하다가 14세대 (0.43%)부터 증가하기 시작하여, 19세대에는 0.92%, 22세대에는 1.07%로 증가되었다. 근교계수가 0%, 0~6.25%, 6.25~12.5%, 12.50~25.% 및 25.% 이상인 개체의 비율은 각각 50.5%, 48.3%, 0.8%, 0.1% 및 0.3%로 나타났다. 유효집단 크기는 8세대부터 22세대까지 및 19세대부터 22세대까지에서 각각 619두 및 922두로 추정되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to estimate the average inbreeding coefficients and effective population size (EPS) and to seek alternatives on the problems of Holstein cattle in Korea. The data used in this study was obtained from the Korean Animal Improvement Association (KAIA) and 635,268 heads of Holstein records out of 1,872,195 Holstein registration data were used for the analysis. The average inbreeding coefficients were estimated at a range of 0.11 to 1.07%. The average inbreeding coefficients at the $14^{th}$, $19^{th}$ and $22^{nd}$ generation were estimated at 0.43%, 0.92% and 1.07%, respectively. The estimated inbreeding coefficients within the range of 0%, 0 to 6.25%, 6.25 to 12.5%, 12.5 to 25%, and >25% were observed in 50.5%, 48.3%, 0.8%, 0.1%, and 0.3% of the animals, respectively. The estimated effective population size (EPS) was 619 heads from the $8^{th}$ to $22^{nd}$ generation, and 922 heads from the $19^{th}$ to $22^{nd}$ generation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

특히 집단의 크기가 작을 경우에는 임의부동과 같은 현상으로 인해 동형접합체 비율이 증가하는 속도가 더 빨라질 우려가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 우리나라 Holstein 젖소의 혈통정보를 이용하여 근교계수 및 유효집단크기를 추정함으로써 집단의 문제점을 진단하고, 개량의 기초자료를 제공하고자 함에 있다.
본 연구는 우리나라 Holstein 젖소의 혈통정보를 이용하여 근교계수 및 유효집단크기를 추정하여, 우리나라 Holstein 집단의 문제점을 진단하고, 대처방안을 모색하고자 실시하였다. 분석에 사용된 자료는 (사)한국종축개량협회에 등록된 젖소 중 기초등록을 제외한 635,268두의 자료를 이용하였다.

제안 방법

유효집단크기는 아래와 같은 공식을 이용하여 계산하였으며, 평균 근교비율이 나타난 8세대부터 22세대까지의 각 세대별 유효집단크기와 8~22세대 및 19~22세대의 평균 유효집단크기를 각각 추정하였다.

대상 데이터

본 연구는 우리나라 Holstein 젖소의 혈통정보를 이용하여 근교계수 및 유효집단크기를 추정하여, 우리나라 Holstein 집단의 문제점을 진단하고, 대처방안을 모색하고자 실시하였다. 분석에 사용된 자료는 (사)한국종축개량협회에 등록된 젖소 중 기초등록을 제외한 635,268두의 자료를 이용하였다. 평균 근교계수는 0.
우리나라 젖소 혈통을 분석하기 위하여 (사)한국종축개량협회에 등록된 Holstein 젖소자료 1,341,288두의 기록을 수집하였다. 한편 근교계수를 정확하게 계산하기 위하여 부모를 모르는 기초등록 자료를 제외하는 것이 필요하였다.
한편 근교계수를 정확하게 계산하기 위하여 부모를 모르는 기초등록 자료를 제외하는 것이 필요하였다. 이를 위해 아비가 확인되지 않은 개체를 제거한 635,268두의 혈통기록을 최종적으로 이용하였으며, 혈통을 세대순으로 정렬하였을 때, 세대별 개체분포는 Table 1과 같다.

이론/모형

평균 근교계수는 Meuwissen & Luo (1992)의 알고리듬을 이용하여 계산하였다. 개체별 근교계수 계산을 위하여 Kim 등(2010)에서 이용된 포트란 코드를 사용하였으며, 0세대부터 22세대까지의 개체에 대한 평균 근교계수를 추정하였다. 분석에는 Windows 7 운영체제가 설치된 PC를 이용하였고, 프로그램은 GNU Fortran Compiler로 컴파일하였다.
평균 근교계수는 Meuwissen & Luo (1992)의 알고리듬을 이용하여 계산하였다.

성능/효과

유효집단크기를 Table 4에 표시하였다. 8세대부터 각 세대별 평균 근교계수를 이용하여 최소자승법에 의해 직선에 근접시킨 선형추세를 추정하였으며, 8세대에서 22세대 및 19세대에서 22세대의 평균 근교비율은 각각 0.0800% 및 0.0538%로 나타났다. 8세대부터 22세대까지 및 19세대부터 22세대까지의 유효집단크기는 각각 619두 및 929두로 추정되었다.
50/500의 집단에서 강한 유전적부동이 일어난다면 결국 유전변이의 손실을 초래 할 수 있다고 설명하였다. 본 연구의 8세대부터 22세대까지의 평균 유효집단크기는 619두로서 50/500규칙의 범주에는 들지 않으나, 연도별 근교계수와 세대간격을 고려하여 분석할 경우 그 결과는 다른 논문의 결과와 비슷할 것으로 보인다. 따라서, 국내 젖소 집단의 안정적 유지를 위해 향후 근교계수 증가를 방지하고, 세대간격의 단축을 통한 유효집단크기를 높일 수 있도록 노력해야 할 것이다.

후속연구

본 연구의 8세대부터 22세대까지의 평균 유효집단크기는 619두로서 50/500규칙의 범주에는 들지 않으나, 연도별 근교계수와 세대간격을 고려하여 분석할 경우 그 결과는 다른 논문의 결과와 비슷할 것으로 보인다. 따라서, 국내 젖소 집단의 안정적 유지를 위해 향후 근교계수 증가를 방지하고, 세대간격의 단축을 통한 유효집단크기를 높일 수 있도록 노력해야 할 것이다. 또한, 연도에 따른 근교계수를 구하고, 각 개체의 성별 및 생년을 기준으로 한 세대간격을 포함한 분석을 통해 정확한 국내 젖소 집단의 특성을 파악하는 것이 중요할 것으로 생각된다.
따라서, 국내 젖소 집단의 안정적 유지를 위해 향후 근교계수 증가를 방지하고, 세대간격의 단축을 통한 유효집단크기를 높일 수 있도록 노력해야 할 것이다. 또한, 연도에 따른 근교계수를 구하고, 각 개체의 성별 및 생년을 기준으로 한 세대간격을 포함한 분석을 통해 정확한 국내 젖소 집단의 특성을 파악하는 것이 중요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	근교계수의 증가는 어떤 결과를 초래하는가?	, 2003). 근교계수의 증가는 유효집단크기를 감소시키며, 이는 유전적 다양성의 감소를 초래한다(FAO, 2004). 특히 집단의 크기가 작을 경우에는 임의부동과 같은 현상으로 인해 동형접합체 비율이 증가하는 속도가 더 빨라질 우려가 있다.
	우리나라의 낙농산업은 어떻게 시작되었는가?	1902년 선교사에 의해 우리나라에 처음 도입된 Holstein으로 시작된 우리나라의 낙농산업은 1960년대 이후 급속히 발달하였다. 1979년 9월 젖소산유능력검정이 시작된 이래, 이를 바탕으로 젖소개량사업에 착수하여 1995년 첫 젖소보증씨수소를 선발하였다.
	불량유전자의 동형접합체 발현으로 발생하는 근교퇴화는 어떤 문제를 일으키는가?	이에 따른 불량유전자의 동형접합체 발현은 근교퇴화를 가속화 시킬 수 있다. 이러한 가축의 근교퇴화는 번식능력(Wall et al., 2005)과 강건성(Miglior et al., 1995)의 저하를 불러 일으키며, 또한 성장, 산유 및 생존성을 악화 시켜(Weigel, 2001) 농장의 수익을 감소시킨다(Welgel and Lin, 2002). 미국 Limousin 집단에서 근교계수가 1% 증가 시 이유 후 증체는 240 g 감소하며(Gengler et al.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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