[국내논문]홀스타인 젖소의 케톤증과 관련된 원유속 아세톤과 β-히드록시부틸산 함량에 대한 (공)유전력 (Co)heritability of acetone and β-hydroxybutyrate concentrations in raw milk related to ketosis in Holsteins원문보기
본 연구는 젖소 35,645두의 검정기록, 총 294,834를 이용하여 1회 착유량과 아세톤 및 ${\beta}$-히드록시부틸산 (BHBA) 함량의 (공)유전력을 추정하기 위하여 수행되었다. 아세톤과 BHBA의 평균 함량은 원유 1리터당 각각 $135.54{\pm}96.29{\mu}mol$과 $61.08{\pm}66.76{\mu}mol$였으며, 상위군과 하위군간 아세톤과 BHBA 함량의 차이는 각각 $6.12{\mu}mol/L$과 $4.35{\mu}mol/L$로서 모두 유의적인 차이(p<0.01)를 나타내었다. 1회 착유량의 유전력은 0.18~0.21, 아세톤 함량은 0.11~0.13과 BHBA 함량은 0.01~0.02의 범위에서 추정되었다. 아세톤과 BHBA의 표현형상관과 유전상관은 각각 0.44와 0.48로 추정되었으며, BHBA 함량이 $500{\mu}mol/L$ 이상부터는 아세톤과의 상관관계가 현저히 낮아지는 현상을 나타내었다. 하위군에서 1회 착유량에 대한 아세톤과 $Log_e$아세톤의 공유전력은 각각 0.02와 0.16으로 추정된 반면, BHBA와 $Log_eBHBA$의 공유전력은 각각 0.26과 0.32로 아세톤의 추정치보다 높게 나타났으며, 이러한 결과는 전체자료로 추정된 결과와도 일치하였다. 따라서 아세톤 함량보다는 1회 착유량과 공유전력이 높은 BHBA 함량이 1회 착유량에 대한 선발을 통하여 간접선발 반응을 유도하는데 더 효과적이며, 지시형질로서 바람직하였다.
본 연구는 젖소 35,645두의 검정기록, 총 294,834를 이용하여 1회 착유량과 아세톤 및 ${\beta}$-히드록시부틸산 (BHBA) 함량의 (공)유전력을 추정하기 위하여 수행되었다. 아세톤과 BHBA의 평균 함량은 원유 1리터당 각각 $135.54{\pm}96.29{\mu}mol$과 $61.08{\pm}66.76{\mu}mol$였으며, 상위군과 하위군간 아세톤과 BHBA 함량의 차이는 각각 $6.12{\mu}mol/L$과 $4.35{\mu}mol/L$로서 모두 유의적인 차이(p<0.01)를 나타내었다. 1회 착유량의 유전력은 0.18~0.21, 아세톤 함량은 0.11~0.13과 BHBA 함량은 0.01~0.02의 범위에서 추정되었다. 아세톤과 BHBA의 표현형상관과 유전상관은 각각 0.44와 0.48로 추정되었으며, BHBA 함량이 $500{\mu}mol/L$ 이상부터는 아세톤과의 상관관계가 현저히 낮아지는 현상을 나타내었다. 하위군에서 1회 착유량에 대한 아세톤과 $Log_e$아세톤의 공유전력은 각각 0.02와 0.16으로 추정된 반면, BHBA와 $Log_eBHBA$의 공유전력은 각각 0.26과 0.32로 아세톤의 추정치보다 높게 나타났으며, 이러한 결과는 전체자료로 추정된 결과와도 일치하였다. 따라서 아세톤 함량보다는 1회 착유량과 공유전력이 높은 BHBA 함량이 1회 착유량에 대한 선발을 통하여 간접선발 반응을 유도하는데 더 효과적이며, 지시형질로서 바람직하였다.
This experiment was conducted to estimate the heritability and coheritablity of daily milk yield, acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate (BHBA) concentrations in raw milk. The average concentrations of acetone and BHBA were $135.54{\pm}96.29{\mu}mol$ and $61.08{\pm}66.76{\m...
This experiment was conducted to estimate the heritability and coheritablity of daily milk yield, acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate (BHBA) concentrations in raw milk. The average concentrations of acetone and BHBA were $135.54{\pm}96.29{\mu}mol$ and $61.08{\pm}66.76{\mu}mol$, respectively, and the differences between high group and low group cows were highly significant (p <0.01). The estimates of heritability of daily milk yield, acetone and BHBA concentrations were in the range of 0.18~0.21, 0.11~0.13 and 0.01~0.02, respectively. The estimate of heritability of $Log_e$acetone did not change much, while that of $Log_eBHBA$ increased to 0.03~0.04. The estimates of phenotypic and genetic correlation coefficients between acetone and BHBA were 0.44 and 0.48, respectively. In low milk yield group, the coheritability estimates of BHBA and $Log_eBHBA$ when selection was for daily milk yield were 0.26 and 0.32, respectively. These were higher than the coheritability estimate of acetone when selection was for daily milk yield. The same trend was noted in the coherihability estimates from the whole records using both high and low milk yield groups together. BHBA concentration seemed to be more effectively responding than acetone concentration when selection was for daily milk yield.
This experiment was conducted to estimate the heritability and coheritablity of daily milk yield, acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate (BHBA) concentrations in raw milk. The average concentrations of acetone and BHBA were $135.54{\pm}96.29{\mu}mol$ and $61.08{\pm}66.76{\mu}mol$, respectively, and the differences between high group and low group cows were highly significant (p <0.01). The estimates of heritability of daily milk yield, acetone and BHBA concentrations were in the range of 0.18~0.21, 0.11~0.13 and 0.01~0.02, respectively. The estimate of heritability of $Log_e$acetone did not change much, while that of $Log_eBHBA$ increased to 0.03~0.04. The estimates of phenotypic and genetic correlation coefficients between acetone and BHBA were 0.44 and 0.48, respectively. In low milk yield group, the coheritability estimates of BHBA and $Log_eBHBA$ when selection was for daily milk yield were 0.26 and 0.32, respectively. These were higher than the coheritability estimate of acetone when selection was for daily milk yield. The same trend was noted in the coherihability estimates from the whole records using both high and low milk yield groups together. BHBA concentration seemed to be more effectively responding than acetone concentration when selection was for daily milk yield.
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문제 정의
젖소의 혈액에서 이러한 형질들을 측정하기는 매우 번거롭고 경제적 비용이 많이 발생하기 때문에 원유속 아세톤과 BHBA은 케토시스의 조기진단방법에 활용할 수 있는 지시형질로 적합하다. 따라서 본 연구의 목적은 젖소군의 유량생산 수준에 따라 원유속 아세톤과 BHBA의 함량을 조사하고 유전력, 반복력 및 공유전력을 추정하여 지시형질로서 가장 적합한 형질을 선정함으로써 케토시스 조기진단 분석알고리즘 개발을 위한 기초자료를 제공하는데 있다.
제안 방법
원유속 아세톤과 BHBA 함량은 MilkoScan FT+500 (Foss, Denmark) 장비를 이용하여 측정되었으며, 기본단위 (mM/L)의 수치가 매우 작아 103을 곱하여 수치변환 (μmol/L) 후 분석에 이용하였다.
원유속 아세톤과 BHBA 함량은 MilkoScan FT+500 (Foss, Denmark) 장비를 이용하여 측정되었으며, 기본단위 (mM/L)의 수치가 매우 작아 103을 곱하여 수치변환 (μmol/L) 후 분석에 이용하였다. 유량생산 수준별 아세톤과 BHBA 함량의 변화를 분석하기 위하여 전체 평균을 기준으로 젖소군의 평균유량이 16.57kg 미만인 경우 하위군 (low), 16.57kg 이상인 경우 상위군 (high)으로 분류하였다. 젖소군의 수는 총 692개였으며, 하위군과 상위군의 수는 각각 387개와 305개였고 전체자료에서 아세톤과 BHBA의 평균 함량은 원유 1리터당 각각 135.
한편 국내에서는 케토시스에 관한 연구가 미흡하여 케토시스 발생에 대한 표현형 자료가 구축되어 있지 않은 실정이다. 따라서 원유내 아세톤과 BHBA의 함량을 이용하여 이들의 유전력과 유전상관을 추정하였다. 아세톤 함량의 유전력은 0.
공유전력이란 형질들간의 공동유전 비율이며 (Shobha와 Sumalini, 2013), 선발반응은 공유전력에 의해서 좌우되기 때문에 어느 특정 형질과 관련된 다른 형질들의 선발반응을 추정하는데 이용되나 본 연구에서는 1회 착유량에 대하여 아세톤과 BHBA 함량 중 어느 것이 더 밀접한 관계를 지니고 있는지 구명하기 위하여 공유전력을 활용하였다. 1회 착유량에 대하여 아세톤과 BHBA 함량은 모두 부(–)의 표형형 상관계수를 나타낸다 (Table 3.
대상 데이터
홀스타인 젖소 39,557두의 검정일 유량기록, 총 457,349개를 한국종축개량협회 중앙유성분석소로부터 수집한 후, 7산차 이상 및 착유일수 365일 이상의 기록과 그래프 분석 등을 통하여 표본오류로 여겨지는 자료들은 분석에서 제외하였으며, 최종적으로 이용된 자료는 35,645두의 검정기록, 총 294,834개였다. 원유속 아세톤과 BHBA 함량은 MilkoScan FT+500 (Foss, Denmark) 장비를 이용하여 측정되었으며, 기본단위 (mM/L)의 수치가 매우 작아 103을 곱하여 수치변환 (μmol/L) 후 분석에 이용하였다.
데이터처리
= 형질 x와 y의 표현형 공분산이다. 전체자료를 이용한 경우 군의효과는 모형에서 제외하였으며, 모든 통계처리는 SAS 버전 9.3 (SAS Institute Inc., 2012)을 이용하였고 분산-공분산성분은 VCE 6.0 program (Groeneveld, 2008)으로 추정하였다.
성능/효과
이러한 결과에 대하여 정확한 이유는 밝힐 수 없으나 아세톤 자료의 불안정으로 야기된 결과라 판단된다. 하위군에서 1회 착유량에 대한 아세톤과 Loge아세톤의 공유전력은 각각 0.02와 0.16으로 추정된 반면, BHBA와 LogeBHBA의 공유전력은 각각 0.26과 0.32로 아세톤의 추정치보다 높게 나타났으며, 이러한 결과는 전체자료로 추정된 결과와도 일치하였다. 따라서 아세톤 함량보다는 1회 착유량과 공유전력이 높은 BHBA 함량이 1회 착유량에 대한 선발을 통하여 간접선발 반응을 유도하는데 더 효과적이며, 지시형질로서 바람직하다.
젖소군의 수는 총 692개였으며, 하위군과 상위군의 수는 각각 387개와 305개였고 전체자료에서 아세톤과 BHBA의 평균 함량은 원유 1리터당 각각 135.54±96.29 μmol과 61.08±66.76 μmol으로 추정되었다(Table 2.1).
아세톤과 BHBA의 표현형상관은 0.44로 추정되었으며, BHBA 함량이 500 μmol/L 이전에서는 아세톤과 일정한 관계를 보이는 듯하나 BHBA 함량이 1,000 μmol/L 이상부터는 두 형질간의 상관관계가 상당히 낮아지는 현상을 보였다 (Figure 3.2).
1). 결과적으로 상위군의 아세톤과 BHBA 함량이 하위군에 비하여 각각 4.25%와 6.80%로 낮게 나타남으로써 아세톤과 BHBA의 함량이 유량에 대하여 어느 정도 영향을 미친다고 할 수 있다. 그러나 Loge아세톤과 LogeBHBA에서 상위군과 하위군간의 차이는 0.
32로 아세톤의 추정치보다 높게 나타났으며, 이러한 결과는 전체자료로 추정된 결과와도 일치하였다. 따라서 아세톤 함량보다는 1회 착유량과 공유전력이 높은 BHBA 함량이 1회 착유량에 대한 선발을 통하여 간접선발 반응을 유도하는데 더 효과적이며, 지시형질로서 바람직하다.
젖소 사육농가의 규모화, 전업화로 인한 대사성질병의 발생률이 꾸준히 증가하고 있는 가운데 준임상형 케토시스는 가장 중요하면서도 일반적인 질병으로 간주된다. 원유내 아세톤과 BHBA의 함량은 케톤증 발생과 관련된 지시형질로 이용되나 아세톤함량보다는 BHBA 함량이 더 효율적인 지시형질로 판단되었다. BHBA는 에너지균형을 판단하는데 중요한 기준으로 질 나쁜 사료를 섭취할 경우 증가할 수 있다.
후속연구
따라서 적절한 사료급여를 통한 영양분요구량을 가급적 충분하게 해준다면 준임상형 케토시스의 예방에 효과가 있다. 또한 낙농가를 위한 케토시스 질병관리 온라인 컨설팅 서비스 및 케토시스 발생 진단·예측 프로그램을 개발하기 위해서 국내 실정에 맞는 임상형 또는 준임상형 케토시스 진단의 최적 기준점 발굴 연구 및 이에 대한 검증이 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
케토시스가 농가에 막대한 경제적 손실을 가져오는 원인은 무엇인가요?
1990년대 말부터 케토시스는 젖소 군에서 가장 중요한 대사질병으로 알려지기 시작하였으며, 발생요인에 관한 수많은 연구가 이루어져 왔다 (Nielsen 등, 2005; McArt 등, 2012; Zhang 등, 2012; Koeck 등, 2013; Suthar 등, 2013). 케토시스란 주로 젖소에서 발생하는 대사질병으로 여러 가지 원인, 특히 당질 및 지질대사의 이상으로 체내에 케톤체 (아세톤, 아세토아세트산, β-히드록시부틸산)가 증가하여 저혈당, 소화기 장애 또는 신경증상 등이 나타나는 질병을 말하며 (De Roos 등, 2007; Zhang 등, 2012), 생산 저하 및 치료비 증가 등 농가에게 막대한 경제적 손실을 주고 있다. 최근 국내 젖소집단에서 준임상형 케토시스가 만연함에 따라 한국종축개량협회 중앙유성분석소에서는 젖소의 원유로부터 아세톤과 β-히드록시부틸산 (BHBA) 의 함량을 측정하여 케토시스의 발생을 어느 정도 사전에 예방할 수 있는 알고리즘 개발을 위한 자료를 축적 중에 있다.
케토시스란 무엇인가?
1990년대 말부터 케토시스는 젖소 군에서 가장 중요한 대사질병으로 알려지기 시작하였으며, 발생요인에 관한 수많은 연구가 이루어져 왔다 (Nielsen 등, 2005; McArt 등, 2012; Zhang 등, 2012; Koeck 등, 2013; Suthar 등, 2013). 케토시스란 주로 젖소에서 발생하는 대사질병으로 여러 가지 원인, 특히 당질 및 지질대사의 이상으로 체내에 케톤체 (아세톤, 아세토아세트산, β-히드록시부틸산)가 증가하여 저혈당, 소화기 장애 또는 신경증상 등이 나타나는 질병을 말하며 (De Roos 등, 2007; Zhang 등, 2012), 생산 저하 및 치료비 증가 등 농가에게 막대한 경제적 손실을 주고 있다. 최근 국내 젖소집단에서 준임상형 케토시스가 만연함에 따라 한국종축개량협회 중앙유성분석소에서는 젖소의 원유로부터 아세톤과 β-히드록시부틸산 (BHBA) 의 함량을 측정하여 케토시스의 발생을 어느 정도 사전에 예방할 수 있는 알고리즘 개발을 위한 자료를 축적 중에 있다.
1회 착유량에 대하여 아세톤과 BHBA 함량 중 어느 것이 더 밀접한 관계를 갖는지 파악하고자 선발반응을 이용하여 구명했을 때 어떠한 결과가 나타났나요?
공유전력이란 형질들간의 공동유전 비율이며 (Shobha와 Sumalini, 2013), 선발반응은 공유전력에 의해서 좌우되기 때문에 어느 특정 형질과 관련된 다른 형질들의 선발반응을 추정하는데 이용되나 본 연구에서는 1회 착유량에 대하여 아세톤과 BHBA 함량 중 어느 것이 더 밀접한 관계를 지니고 있는지 구명하기 위하여 공유전력을 활용하였다. 1회 착유량에 대하여 아세톤과 BHBA 함량은 모두 부(–)의 표형형 상관계수를 나타낸다 (Table 3.3). 즉 아세톤과 BHBA 함량이 증가하면 1회 착유량은 감소한다. 그러나 전체자료에서 1회 착유량과 아세톤의 유전상관은 0.
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