초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활요에 대한 건의
보통의 분자생물학 실험실에서 손쉽게 개에서의 혈통관리를 위한 유전자감식법을 확립하기 위하여 수동식 젤 전기영동에 의한 DNA typing 시스템을 개발하였다. Stutter band 현상을 극복하기 위하여, 기발표된 tetranuleotide repeat microsatellite 유전좌 (Francisco 등, 1996) 만을 유전자 감식을 위한 마커로서 고려하였다. 가장 polymorphic information content (PIC) 가 높은 22개의 예비 microsatelli

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활요에 대한 건의
보통의 분자생물학 실험실에서 손쉽게 개에서의 혈통관리를 위한 유전자감식법을 확립하기 위하여 수동식 젤 전기영동에 의한 DNA typing 시스템을 개발하였다. Stutter band 현상을 극복하기 위하여, 기발표된 tetranuleotide repeat microsatellite 유전좌 (Francisco 등, 1996) 만을 유전자 감식을 위한 마커로서 고려하였다. 가장 polymorphic information content (PIC) 가 높은 22개의 예비 microsatellite marker 를 선정하여 primer 쌍을 합성한 후 진돗개와 풍산견 약간씩의 샘플을 대상으로 안정적인 증폭 여부와 대립유전자 크기의 분포에 의한 젤에서의 분석 용이성을 조사한 결과 11개의 표준 마커를 선정하였다. 진돗개, 풍산개, 비글견 세품종에서 각각 40-50 마리의 샘플로 이들 유전좌의 genotyping 을 실시하여 대립유전자 빈도분포를 얻었다. 이 데이터를 이용하여 heterozygosity, PIC value, Mean exclusion power 를 계산하여 표준마커들의 개체식별 및 친자감별에서의 유용성 여부를 검정하였다.
11 개 마커를 통틀어 풍산개와 진돗개는 평균 PIC 값이 0.85에서 0.87의 비슷 한 값을 갖고 있어 세퍼드의 평균 PIC 값 0.718 보다 높았다. 풍산개와 진돗개에서 PIC 값이 0.9를 넘는 유전좌도 네 개가 있었다. 세퍼드에서 PIC 값이 0.9가 넘는 유전좌는 하나도 없었으나 0.7이 넘는 것은 5개가 있었다. Exclusion Power 1 (EP1) 값은 알려진 친부나 친모의 유전자형을 모르는 상태에서 추정부 (또는 추정모) 와 자식의 유전자형을 비교하여 친생자 검사를 할 때, 친부가 아닌 임의의 추정부를 얼마나 배제할 수 있는지를 나타내는 확률을 의미한다.
Exclusion Power 2 (EP2) 값은 알려진 친부나 친모 둘 중 하나의 유전자형을 아는 상태에서 추정부 (또는 추정모) 와 자식의 유전자형을 비교하여 친생자 검사를 할때, 친부가 아닌 임의의 추정부를 얼마나 배제할 수 있는지를 나타내는 확률을 의미한다. 대략 EP2 값이 0.5 이상인 것을 식별력이 좋은 마커로 간주할 때, 진돗개와 풍산개에서는 모든 마커의 EP2 값이 0.5를 넘었고 세퍼드에서는 여섯 개의 마커가 0.5이상의 값을 보였다.
견종 별로 11개 또는 12개의 마커를 사용하였을 때 누적된 EP2 값은 진돗개와 풍산개에서 각각 0.999999 와 0.9999999 였고 세퍼드에서 0.9998 이었다. 이것은 대략 풍산개 1000만 마리의 집단에서 한 마리의 친부(또는 친모) 를 찾아 낼 수 있는 정도의 배제력을 지니고 있다는 말이며, 진돗개에서는 100만 마리에서, 그리고 세퍼드에서는 5000마리에서 1마리를 찾을 수 있는 배제력을 지닌 것으로 생각 할 수 있다. 이것은 대립유전자의 수, heterozygosity, PIC 값의 비교에서 보는 것처럼 세퍼드보다 진돗개나 풍산개가 조사된 마커에서의 변이도가 훨씬 큰 것이 그 이유이다.
수동식 젤을 이용한 DNA typing 시스템은 보통의 분자생물학 장비를 갖춘 실험실에서 간편하게 응용할 수 있는 이점이 있으나 대량의 샘플을 처리해야 하는 자동화에는 적합하지 않다. 따라서 자동식 시퀀서를 이용한 DNA typing 시스템을 개발하였다. 자동식 시퀀서 분석에 적합한 마커 14개가 다시 선정되었고 이들 마커의 primer 를 형광표지하였다. 총 5품종, 297마리의 개에서 구강상 피세포 또는 혈액을 채취하여 유전자형을 조사하였다. 샘플링된 개는 풍산개가 96마리, 진돗개 56마리, 세퍼트 54마리, 비글 50마리, 그레이 하운드 41마리로, 전국의 농장에서 가까운 근친관계가 아닌 것으로 생각되는 개체들로부터 샘플을 채취하여 실험에 이용하였다. 실험을 통해 정립된 친자감별 체계를 이용하여 친자감별에의 응용성을 확인하기 위하여 풍산개 4가계 (父, 母, 子가 1가계를 구성하는 trio case), 진돗개 3가계, 세퍼트, 비글, 그레이 하운드에서 각각 1가계씩, 그리고 모견이 없이 부견과 자견으로 구성된 가계 (motherless case) 를 각 견종에서 하나씩 선정하여 이들의 구강상피세포를 추가로 채취하였다.
각 견종에서 평균대립유전자의 수는 풍산개가 15.4로서 가장 높았으며, 진돗개, 13.8; 9.72; 그레이하운드, 8.55; 세퍼드, 7.7의 순이었다. 전 견종에 걸쳐서 가장 대립유전자가 수가 많은 마커는 풍산개에서 DVS-3 마커로서 27이었다. DVS-3 는 진돗개에서도 대립유전자가 수가 가장 높은 마커로서 26을 기록하였다. 비글에서는 DVS-3과 CVS-10이 둘다 14개로서 가장 높은 대립유전자수를 나타내었고, 그레이 하운드에서도 DVS-3가 가장 대립유전자 수가 많아서 13개를 기록하였다. 전 견종에 걸쳐 가장 대립유전자 수가 낮은 마커는 세퍼드에서 DVS-7으로서 4개의 대립유전자 만을 가지고 있었다. 비글에서도 가장 대립유전자 수가 낮은 마커는 6개의 DVS-7이었다. 풍산개에서는 DVS-1과 DVS-7이 둘다 8개의 대립유전자를 가져 가장 낮은 수를 보였으며. 진돗개에서는 DVS-1이 가장 낮은 7개의 대립유전자 수를 보였다. 그레이하운드에서도 DVS-1이 6개로서 가장 낮은 대립유전자 수를 기록하였다.
Hard-Weinberg 평혀에 의하여 기대되는 이형접합률은 풍산개와 진돗개에서 공히 0.84로서 가장 높은 수준을 보였으며, 다음으로 비글이 0.78 그레이하운드가 0.76, 세퍼드가 0.7의 순으로, 평균대립유전자 수의 경우와 비슷한 경향을 보였다. 전 견종에 걸쳐 가장 이형접합률이 높은 마커는 진돗개의 DVS-3로서 0.945였고, 풍산개에서도 DVS-3는 0.939로서 가장 이형접합률이 높았다. 비글, 그레이하운드, 세퍼드에서는 각각 0.881, 0.877, 0.888의 값을 보인 DVS-4가 가장 이형접합률이 높은 마커였다. 각 견조에서 가장 이형접합률이 낮은 마커는 풍산개와 진돗개에서 DVS-6(각각 0.74 및 0.753), 비글에서 DVS-2(0.657), 그레이하운드에서 DVS-13(0.534), 그리고 세퍼드에서 DVS-7(0.545)이었다. Guo 와 Thompson (1992)의 정확검정( Exact probability test)에 의하여 Hardy-Weinberg 평형에의 위배정도를 시험해 본 결과, 풍산개에서는 DVS-7을 제외한 나머지 9개 유전좌 모두에서 이형접합률의 관측치가 기대치보다 작은 것으로 나타났다. 진돗개에서는 5개 유전좌에서 관측치와 기대치가 Hardy-Weinberg 평형에 일치하는 것으로 그리고 나머지 5개에서는 관측치가 기대치보다 작은 것으로 나타났다. 세퍼드에서는 7개 유전좌에서 평형을 이루었고 나머지 3개에서는 관측치가 기대치보다 작았다. 비글에서는 8개 유전좌에서 평형을 이루었고 나머지 2개 유전좌에서만 평형에 위배되었다. 그레이하운드에서는 5개 유전좌에서 평형을 이루었고 나머지 4개에서 관측치가 기대치보다 작았다.
평균 PIC(Polymorphism Intormation Content) 값은 진돗개에서 0.82로 가장 높았으며, 다음 풍산개에서 0.81 비글에서 0.74, 그레이하운드에서 0.72, 세퍼드에서 0.66의 순이었다. 전 견종에 걸쳐 가장 PIC 값이 높은 마커는 진돗개에서 DVS-3으로서 0.933이었고, 이 마커는 풍산개에서도 PIC 값이 0.930으로서 가장 높았다. 비글과 그레이하운드, 세퍼드에서는 DVS-4의 PIC 값이 각각 0.859, 0.853, 0.866으로서 세 견종에서 모두 가장 높은 값을 보였다. 한편, 전 견종에 걸쳐 가장 낮은 PIC 값을 보인 마커는 세퍼드에서 DVS-7으로 0.437이었고, 그레이하운드에서는 DVS-13의 0.493, 비글에서는 DVS-2의 0.599였다. 풍산개와 진돗개에서는 각각 0.694와 0.708를 기록한 DVS-6가 가장 낮은 PIC 값을 가진 마커이었다.
진돗개와 풍산개에서는 모든 마커의 EP2 값이 0.5를 넘었고, 비글에서는 11개 중 8개가, 그레이하운드에서는 9개 중 5개가, 세퍼드에서는 10개 중 6개의 마커가 0.5 이상의 값을 보였다. 견종 별로 9개에서 11개의 마커를 사용하였을 때 누적된 EP2 값은 진돗개에서 0.999998, 풍산개에서 0.9999997, 비글에서 0.9999971, 그레이하운드에서 0.999651, 세퍼드에서 0.999473이었다. 그러므로 대략 풍산개나 진돗개에서는 30만 마리의 집단에서 한 마리의 친부(또는 친모)를 찾아 낼수 있는 정도의 배제력을 지니고 있으며, 비글에서는 30,000 그리고 그레이하운드와 세퍼드에서는 3000마리 정도에서 1마리를 찾을 수 있는 배제력을 지닌 것으로 생각 할 수 있다. 이것은 대립유전자의 수, heterozygosity, PIC 값의 비교에서 보는 것처럼 세퍼드, 그레이하운드나 비글보다 진돗개나 풍산개가 조사된 마커에서의 변이도가 훨씬 큰 것이 그 이유이다.
전국적으로 현재 사육되고 있는 진돗개의 숫자가 정확히 파악되지 않고 있으나 30만 마리에는 미치지 못하는 것으로 추정되고 있으며, 풍산개의 수는 이보다 훨씬 적다. 그러므로 본 연구에서 사용된 표준마커는 국내 토종견의 친자감별에 의한 혈통등록에 충분히 이용할 수 있을 정도의 EP 값을 지닌 것으로 생각된다. 비글에 있어서도 국내 실험견으로 사육되는 비글견의 수가 30,000에 이르지 못하므로 실험견의 혈통관리에 있어 표준마커로 사용될 수 있다. 다만 그레이하운드와 세퍼드와 같이 고도의 근친교배와 선택에 의한 육종으로 발달된 견종의 경우 현재의 표준마커로는 충분한 배제력을 지니지 못한 것으로 보여 부가적인 마커의 선택이 바람직한 것으로 생각된다.
본 연구에서 확립된 이들 표준마커를 이용하여 총 5품종 10개의 가계에서 14개 케이스를 대상으로 실제적인 천자감별 유전자감식에 응용실험을 하였다. 그 결과, 삼자검사(trio case) 에 있어서 친자관계를 배제할 수 없는 경우 중 가장 낮은 평가값은 세퍼드의 케이스 5로서 누적부권지수 30,000 부권확률 99.996%으로 친자관계를 인정 할 수 있었다. 가장 높은 평가값은 풍산개의 Case 1의 1세대와 2세대간 검사로서 누적부권지수가 3.97×10⁷을 , 부권확률은 99.999997% 를 기록하였다.
결모검사(motherless case)에 있어서 가장 낮은 평가값은 풍산개 Case 2에서 풍산개 6과 8 사이의 검사로서 누적부권지수 3018과 부권확률 99.96%를 기록하였다. 결모검사에 있어서는 친모(또는 친부)의 유전자형을 알 수 없는 상태에서 추정부(또는 추정모)와 자식의 유전자형의 비교로만 친자관계를 평가하여야 하기 때문에 당연히 삼자검사보다 부권지수와 부권확률이 낮아지게 된다. 그러나 가장 낮은 경우에도 99.9%이상의 부권확률을 얻었기 때문에 본 연구에서 선정된 표준마커를 이용하여서 토종견이 아닌 외래 순종견의 친자감별의 삼자검사는 물론, 결모검사까지 가능함을 보여 주었다.
14개의 친자감별 케이스 중 풍산개에서 1건, 진돗개에서 1건, 도합 2건의 삼자검사 경우에 친자관계를 배제 할 수 있는 유전자형 불일치가 나타났다. 이것은 본 응용시험에서 14.3%의 경우에 농장주의 가계기록에 오류가 있다는 것을 의미한다. 비록 더 많은 케이스를 대상으로 조사를 하여야 일반적인 경향을 알 수 있겠지만, 이 결과 만으로도 농장주의 기억에 의존하는 가계정보와 혈통등록에 심각한 오류가 있을 수 있다는 결론을 쉽게 내릴 수 있다. 그러므로 국내 통종견 및 순종견의 혈통등록에 있어 유전자검사에 의한 친자확인 기법의 도입이 시급함을 확인 할 수 있었다.
일반적인 유전자감식에 의한 친자감별에 있어 부권지수와 부권확률을 계산 할 때 친부와 추정부와는 유전적으로 전혀 관련이 없는 개체임을 가정한다. 그러나 실제로는 친부와 추정부가 가까운 친척관계일 가능성이 잇을 수 있는 경우가 있으며, 이 때는 공통조상으로부터 물려받은 유전자형을 공유하게 되고, 이것은 부권지수의 계산에 커다란 영향을 주게 된다. 이때에는 추정부와 친부와의 친척관계의 지수, 즉 근친계수(inbreeding cofficient θ)를 고려하여 계산을 하여야 한다. 그러나 추정부와 친부와의 친척관계가 얼마나 가까운 지는 알 수 없는 경우가 대부분이기 때문에 가장 가까운 친척관계, 즉 부모-자식 간 또는 친형제 간의 관계(θ=0.25) 로 가정하고 위 풍산개 응용 케이스 중 4 경우에서 부권지수와 부권확률을 다시 계산하여 본 결과, 부권지수와 부권확률이 급격히 감소함을 확인 할 수 있다. 그러나 현실적으로 친척관계를 가정하고 적절한 부권지수를 얻기 위하여는 너무 많은 마커에 대한 typing 이 필요하게 될 것이기 때문에 일반적으로는 친척관계를 무시하고 부권지수와 부권확률을 계산하는 것이 불가피하다. 그러나 케이스에 따라 추정부와 친부 간의 친척관계의 가능성을 의심하여야 할 경우에는 추가적인 마커에 대한 typing 이 피룡하게 될 것이다.
다섯 견종에서 공통적으로 조사된 5개 marker (CVS-1,2,3,4,5)의 분석 결과를 이용하여 견종간의 유전적 거리를 나타내는 Nei' s distance 와 이에 근거한 UPGMA dendrogram 을 작성하였다, 그리고 견종간의 유전적 거리를 다른 방법으로 제시하는 F-statistics 중 Fst 값을 계산하였다. 풍산개와 진돗개 사이의 Nei's distance 가 0.300, Fst 값이 0.029로 각 견종들 간의 비교에서 그 값이 가장 작았기 때문에, 예상대로 한국 토종견들 간의 유전적 거리를 외국견종에 비해 가깝다는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 풍산개와 진돗개 사이의 유전적 거리가 생각보다는 상당한 값을 보여 주고 있는 점은 흥미있는 사실이다. 세가지 외래견종 중 토종견들과 유전적 거리가 가장 먼 것은 세퍼드였다.
90여 두의 풍산개에서의 체형검사 평균값과 김 등(1989)이 진도견 249두에서 실시한 성장에 따른 체형에 관한 연구 중 12개월령의 성견 체형과 비교하여 보았다. 풍산개의 체고는 55.65±3.23cm 로 진도견의 53.55±2.42cm 에 비하여 2.1cm 가량 더 높았다. 체장은 60.44±3.81cm 로 진도견의 55.33±2.66cm 보다 2.1cm 더 길었고 흉위도 67.81±6.30cm로 진도견에서의 60.25±2.27 보다 7.6cm 가량 더 크게 나타났다. 풍산개의 수컷 체고가 57.30±2.72, 암컷이 54.09±2.91으로서 수컷이 3.2cm 가량 더 컸다. 이것은 진도견의 암수 차이와 비슷한 수준이다. 그러나 진도견에서의 이간, 이폭, 이고에 대한 측정치는 보고 되어있지 않아 비교할 수 없었다. 이 결과들로 볼 때 동년배 1년령 이상에서의 풍산개가 진도견에 비해 전체적인 체격이 더 크다고 볼 수 있다.
혈액학적인 검사와 혈청학적 검사에서는 전체적으로 일반적인 개에 있어서의 정상 범위 안에 위치하였으나, ALP 와 gamma-GT 가 정상 범위를 상회하는 수준에 있었다. 이러한 개체들은 사육환경, 식이 또는 1년령 정도의 나이가 영향을 미쳤을 가능성이 있다, 그러나 몇몇 정상치를 크게 상회하는 개체들은 제외시킨 평균치는 일반적인 개의 정상범위 내에 있었다.
대부분 풍산견 농장들의 규모가 영세함으로 인하여 사양관리 및 사육시설이 체계적이지 못하였다. 그 결과 질환상태의 동물을 인지하거나 일부 진환에 이환된 동물을 격리함에 있어서 어려움이 많았으며, 전염성 질환의 경우 동시 방목되는 개체들에게 쉽게 전파, 전염이 될 수 있다는 단점을 나타내었다. 또한, 예방의학에 있어서 대부분 농장 모두 종합백신은 접종하고 있으나, 광견병 백신을 접종하고 있지않아 야생동물에 의한 전파에 노출되어 있는 것으로 나타났다.
즈로 농장들의 주위 환경은 충분히 야생동물이 존재 할 수 있는 상태이며, 이러한 야생동물에 의한 위험성에 대하여 인지하지 못하고 있거나, 이에 대한 방재가 되어 있지 않은 상황이었다. 다른 구충이나 투약에 있어서도, 전문인력의 조언 없이 농장주가 직접 약물을 구입하여 자체적으로 예방 및 구충을 하고 있는 실태였다. 심지어는, 일부 농장에서는 건사료를 사용하지 않고, 손수 제작한 사료를 급여하고 있어, 사료의 위생관리에 허점을 보였다. 또한 농장주들이 인지하고 잇는 발정주기들이 질 도말 검사에서 세포학적으로 검사한 결과와 세부적인 차이를 나타내고 있는 것을 확인하였다, 그러므로 프로케스테론 수치의 측정이나 시판화 된 키트를 사용하여 발정주기와 배란시기에 대한 정확한 평가를 일반화시키는 것이 번식능력의 극대화에 도움이 될 것이다.
연구개발 결과의 활용에 대한 건의 : 본 연구에 의하여 개발된 토종견 및 실험견의 혈통관리를 위한 친자감별 시스템의 가장 효과적인 응용 분야는 토종견의 혈통등록의 검정업무일 것이다. 본 유전자감식 시스템에 의한 친자확인 방법에 의하여 혈통등록 업무의 신뢰도를 획기적으로 높을 수 있다. 그러나 아직 개 사육이 축산업의 하나로서 공식 인정을 받지 못하고 있는 우리나라 실정에서 이러한 혈통등록 업무는 국가기관이 아닌 민간기업이나 애견협회 또는 지방 자치단체의 주도하에 진행되어야 할 것으로 보인다. 현재 진도군에서는 독자적인 유전자검사법을 개발하여 혈통관리에 이용하여 연구를 진행 중인 것으로 알려져 있다. 그러므로 본 연구결과는 진도군에서의 형통관리체계와 통합하거나 또는 별도로 내륙의 진돗개, 풍산개 또는 다른 순종견의 혈통등록의 검정에 사용할 수 있다. 본 연구의 수동식 젤을 이용한 DNA typing 방법은 소규모의 실험실에서 개 친자감별을 위한 유전자검사에 유용하게 사용될 수 있다. 반면에 , 자동식 sequencer 를 이용한 DNA typing 은 상업적 응용이 가능하며 참여기업의 데이터 우선사용권을 보장하기 위하여 특허 출원이 완료될 때까지 마커들의 문헌 상 명칭을 표시하지 않았다.
친자감별 및 개체확인 서비스의 상업화가 과학적인 근거를 갖도록 하기 위하여 본 연구결과의 데이터를 이용하여 부권지수와 부권확률을 간편히 계산하여 주는 컴퓨터용 통계적 분석 프로그램을 개발할 것을 권고한다. 이 프로그램은 추정부와 친부와의 친척관계를 무시하는 일반적인 삼자검사 뿐 아니라 결모검사, 그리고 추정부와 친부의 가장 가까운 친척관계까지 고려하여 부권지수와 부권확률을 계산하여 유전적 검증의 객관적 근거를 명확히 제시 할 수 있어야 한다.
앞으로 남북교류가 확대되어 북한산 풍산개 종견 혈통이 검증된 개체들을 확보 할 수 있게 되면, 본 연구결과를 활용하여 엄격한 혈통관리를 하는 풍산개단지를 육성 할 수 있을 것이다. 본 연구에 사용된 풍산개는 청와대와 서울대공원의 개체를 제외하고는 국내에 반압된 경로가 명확하지 않은 점이 있다. 그러므로 앞으로 검증된 북한산 풍산개의 샘플 채취가 가능하게 되면 이들의 대립유전가 빈도분포를 비교하는 작업이 팔요할 것이다.
본 연구에서 나타난 토종견 및 실험견 농장에서의 번식 및 질병 관리상 문제점들을 해결하기 위하여는 집단사육관리에 경험이 있는 전문수의사에 의한 토종견이나 순종견의 사육시설, 사양번식관리, 위생관리 등에 대한 지도, 조언이 필요할 것으로 보인다. 그러나 현재 개의 경우 가축으로 분류되어 있지 않아 제도적, 정책적인 지원이 어려운 상태이라 민간차원에서의 해결책을 강구하여야 할 것이며, 본 연구결과를 일부 활용하여 유전적 혈통관리, 경영, 위생, 사양관리를 업무영역으로 하는 전문적인 애견농장 consultant 기업의 출현을 기대한다. 정책으로도 토종견이나 애완견 사업을 새로운 형태의 축산으로 생각하는 발상의 전환이 필요할 것으로 보인다.

Abstract ▼

Ⅵ. Research Results and Suggestions for the Application of the Results.
A genotyping system was developed to carry out parentage testing analysis for dogs using ordinary molecular biology laboratory instruments.
To overcome the stutter band problem, only tetranucleotide repeat microsatellite l

Ⅵ. Research Results and Suggestions for the Application of the Results.
A genotyping system was developed to carry out parentage testing analysis for dogs using ordinary molecular biology laboratory instruments.
To overcome the stutter band problem, only tetranucleotide repeat microsatellite loci (Francisco et at., 1996) were considered as the standard markers for genetic analysis. Twenty-two preliminary markers with the most high levels of polymorphic information content (PIC) were selected and the primer pairs for the markers were synthesized. They were tested for the stability of amplificaton reactions and easiness of gel electrophoresis/ allele size estimation using a few samples from Poongsan and Jindo. Eleven standard markers were finally chosen and genotyping experiments were carried out for each markers using 40 to 50 DNA samples from Poongsan, Jindo, and Shepherd. Allele frequency data was constructed from the typing results and heterozygosity, PIC value, mean exclusion power was calculated to examine the effectiveness of the standard markers in parentage testing and individual indentification.
Across 11 markers together, mean PIC value was 0.85 and 0.87 for Poongsan and Jindo respectively and these values were higher than 0.718 for Shepherd. Exclusion power 1 (EP1) represents the probabilistic ability of a genetic marker to exclude an unrelated man from paternity when the genotype of the biological father or mother is not known, Exclusion power 2 (EP) represents the probabilistic ability of a genetic marker to exclude an unrelated man from paternity when the genotype of the biological father or mother is known, The overall EP2 values across 11 or 12 standard markers were 0.999999 for Jindo, 0.999999 for Poongsan, and 0.9998 for Shepherd.
This may be interpreted as that using these markers, we may correctly identify the biological father (or mother) in 10 million individuals of Poongsan population, in one million individuals of Jindo population, and in 500 individuals of Shepherd population. The difference stems from the fact that Jindo or Poongsan has much higher level of genetic variation in these markers as shown in PIC values.
A DNA typing system with manual gel electrophoresis may be easily applied in a ordinary molecular laboratory, but is not suitable for automatic system to analyze large number of samples together. Thus we have developed a genotyping system using automaic sequencer. Fourteen standard markers suitable for automatic sequencer was selected and the primers for the markers were labeled with fluorescent dyes. DNA samples from 96 individuals of Poongsan, 56 of Jindo, 54 of Shepherd, 50 of Beagle and 41 of Greyhound were typed for these markers. The samples were collected from farms all over the country with considerations not to include close relatives.
Mean PIC value was highest in Jindo (0.82) and Poongsan (0.81), then in the order of Beagle (0.74), Greyhound (0.72), and Shepherd (0.66). Using 9 to 11 of these standard markers, accumulated EP2 values were 0.999998 for Jindo, 0.999997 for Jindo, 0.9999971 for Beagle, 0.999651 for Greyhound, and 0.999473 for Shepherd. Thus we may correctly identify the biological father (or mother) in 300,000 individuals of Poongsan or Jindo population, in 30,000 individuals of Beagle population. and 3000 of Greyhound or Shepherd population. Since the sizes of Jindo, Poongsan, or Beagle population in Korea wuld not exceed these numbers, the markers in this study may comprise an effective parentage testing system in Korea. However, this standard markers seems not have enough exclusion power for breeds like Greyhound or Shepherd, which is developed by high level of inbreeding and selection.
Thus selection of additional markers for these breeds will be desirable to complete the general parentage testing system for all breeds in Korea.
To confirm the usefulness of the system developed, actual parentage testing experiments were conducted for 14 cases from 10 families of the 5 breeds. The highest level of accumulated paternity index (PI) in trio case was obtained in a case of Poongsan with the PI value of 2.97×10⁷ and paternity probability (PP) of 99.999997%. The lowest level of accumulated PI was in a case of Shepherd with the PI value of 30,000 and PP OF 99.996%.
The lowest level of accumulated paternity index (PI) in motherless case was in a case of Poongsan with the PI value 3018 and paternity probability (PP) of 99.96%. Since the paternity testing in motherless case is evaluated only on the genotype comparison of alleged father and child, the PI and PP values are much lover than in trio cases.
Of the 14 cases of paternity testing, 2 cases (14.3%. one in Poongsan and the other in Jindo) showed genotypes not in agreement with the biological paternity relationship. The result indicate that the current pedigree information and registration system depending on the breeder's memory may have serious faults, substantiating the necessity of introduction of pedigree checking system by DNA analysis.
When PI and PP values calculated in general paternity testing case by DNA analysis, it is assumed that the biological father and the alleged father is genetically unrelated. However, in real situation, there may be a case in which the real father and the alleged father could be close relatives, The two individuals in the case will have common alleles descended from common ancestors and this will substantially affect the calculation of the PI value: inbreeding coefficient θshould be incorporated. Four application cases of Poongsan and Jindo showed great reduction of PI values if we assume the closest relationship (θ=0.25) between the biological father and the alleged father. However, it would be not practical to routinely type many more markers just for in case of relatives. It is recommended that PI and PP are calculated without considering genetic relationship, but typing of additional markers will be needed whenever there is evidence to supect a relation.
Nei's genetic distances among 5 breeds were calculated using the allele frequency data of 5 markers commonly analyzed in 5 breeds. An UPGMA dendrogram was constructed based on the Nei's distance and it shows that Jindo and Poongsan are most closely related as expected. Shepherd was the most distant breed from the native Korean breeds.
The mean height and length of body measurements was little higher in Poongsan than in Jindo. All the values of blood and serological chemistry test fall into normal dog values. Even thouth the general status of health management was not satisfactory, ther seems no major proglems in general health and breeding practices in Poongsan farms. This might reflect the high level of genetic diversity and strong physical constitution of the breed.
The most obvious application of the result in this study is verificaton system of registry of Korean native breeds. Parentage testing system using DNA analysis may greatly improve the integrity and reliability of the registration system.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 13
• CONTENTS ... 19
• 목차 ... 20
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 21
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 21
• 1. 기술적 측면 ... 21
• 2. 경제.산업적 측면 ... 23
• 3. 사회.문화적 측면 ... 24
• 제 2 절 연구개발의 목표와 범위 ... 25
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 28
• 제 1 절: 혈통확인을 위한 개체식별 및 친자감별 기술개발 ... 28
• 1. 추진전략 ... 28
• 2. 추진방법 및 결과 ... 29
• 가. 수동식 아크릴어마이드 젤 전기영동을 이용한 DNA typing 시스템 ... 29
• 나. 자동화 시퀀서를 이용한 DNA typing 시스템 ... 43
• 다. 친자감별 시스템의 응용 ... 62
• 라. 견종 간의 유전적 거리와 FStatistics ... 80
• 제 2 절: 집단번식에 있어 생산능력 최적모델 개발 및 생리.형태 특성 연구 ... 82
• 1. 추진방법 ... 82
• 2. 결과 ... 83
• 3. 종합적 소견 ... 104
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 110
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획 ... 113
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 116
• 제 7 장 참고문헌 ... 118
• 끝페이지 ... 122