보고서 정보
주관연구기관 |
국립축산과학원 National Institute of Animal Science |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-03 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201500010382 |
과제고유번호 |
1395035657 |
사업명 |
축산시험연구(R&D,책임운영) |
DB 구축일자 |
2015-07-11
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010382 |
초록
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Ⅳ. 연구개발결과
1. 제1세부 연구과제 : 희소가축 생식세포의 보존이용 기술 개발
국립축산과학원 가축유전자원센터에서 희소한우의 번식생리학적 특성을 밝혔으며 희소 가축 동결정자의 유전자원 보존을 실시하였다. 백한우, 칡소, 흑우를 중심으로 특이개체인 미니(왜소)한우에 관한 정자의 특징을 관찰하였으며 개체수가 매우 적은 백한우의 증식을 위한 암소 확보를 위하여 원정액을 채취하여 후보축을 백우 헤테로형태의 개체를 확보하였으며 성판별 정액의 특징을 구명하였다. 본세부연구과제를 통하여 엘크의 유전자원을 확보하였으며 현장에서 최적
Ⅳ. 연구개발결과
1. 제1세부 연구과제 : 희소가축 생식세포의 보존이용 기술 개발
국립축산과학원 가축유전자원센터에서 희소한우의 번식생리학적 특성을 밝혔으며 희소 가축 동결정자의 유전자원 보존을 실시하였다. 백한우, 칡소, 흑우를 중심으로 특이개체인 미니(왜소)한우에 관한 정자의 특징을 관찰하였으며 개체수가 매우 적은 백한우의 증식을 위한 암소 확보를 위하여 원정액을 채취하여 후보축을 백우 헤테로형태의 개체를 확보하였으며 성판별 정액의 특징을 구명하였다. 본세부연구과제를 통하여 엘크의 유전자원을 확보하였으며 현장에서 최적화된 동결방법을 찾아내는데 성공하였으며 이는 기타가축유전자원의 활용에 이바지할 것으로 판단된다. 소에 있어서 희소정자증의 원인을 밝히는 기초연구를 실시하였으며 이 자료는 앞으로 정자의 운동성을 추정하는 원인 단백질과 생리적 특성을 설명해주는 자료로 활용될 것으로 추정된다.
2. 제2세부 연구과제 : OPU기술을 이용한 희소가축의 조기증식기술 개발
본 연구에서는 OPU전용 초음파 장비와 소에 적합한 하우징을 부착한 프로브를 이용하여 채란 기술 확립하고자 실시하였다. 채란기간에 따른 난포 생성수, 난자 회수율, 난자등급을 분석하였고, 분할율과 배반포 발달율 조사를 통하여 안정적인채란기술 확립과 배반포 생산하였다. 또한 OPU(난자생검채취)방법으로 채란 된 미성숙난자는 체외성숙, 체외수정, 체외배양 이 필요하므로 OPU와 함께 도축장 유래 난소에서 난자를 채란하여 안정적이고 효율적인 체외성숙, 체외수정, 체외배양 시스템 구축을 하였다. 그리고 일반한우에서 기 구축 된 과배란처리에 의한한우 체내수정란 2배 생산기술을 희소한우 조기증식에 활용하고자 공란우 과배란처리시 한우와 칡소의 과배란 반응율, 황체수에 따른 체내 수정란의 채란성적, 신선 수정란과 동결 수정란이식 수태율을 비교하고자 수행하였다. 이식가능수정란비율은 일반한우가 65.38%로 희소한우의 68.79%에 비하여 낮았다. 총 회수 수정란수와 이식가능수정란수는 각각 일반한우가 780개, 510개 희소한우 173개, 119개로 일반한우 보다 적었다. 두당 평균 회수 수정란수와 이식가능수정란수는 일반한우가 12.90±1.07개, 8.43±0.98개, 희소한우 10.18±0.96개, 7.00±0.81개로 일반한우 보다 적었다(P〈0.05). 이식가능수정란의 비율 또한 일반한우의 65.38%에 비하여 높은 68.79%였다..수정란이식 수태율은 신선수정란의 경우 한우 40%, 칡소 55.6% 동결수정란 수태율은 한우 38%, 칡소 31.3%로 나타났다. 또한 BCS에 따른 수정란이식시 수란우의 수태율에 미치는 영향에 대해 비교 검토하였다. 시험축은 공란우로 우수한 형질의 한우 69두, 수란우로 직장검사를 실시하여 건강한 생식기를 갖고 있고, 황체 발달이 좋은 개체 102두를 공시하였다. 수정란 회수 및 수정란이식 직전 BCS를 측정하여 BCS 2.0 이하, BCS 2.5~3.0, BCS 3.5 이상 그룹으로 구분하였다. 공란우에서 회수된 수정란의 수는 각각 BCS 2.0이하 그룹에서 5.20±0.86개, BCS 2.5~3.0 그룹에서 11.56±1.04개, BCS 3.5 이상 그룹에서 8.44±1.46개였고, 이식가능한 수정란의 개수는 각각 2.60±0.87개, 7.94±0.89개, 4.75±1.32개로 BCS 2.5~3.0 그룹에서 유의적으로 높게 나타났다. 과배란 반응율은 BCS 2.0 이하의 그룹에서 83.33%, BCS 2.5~3.0 그룹에서 82.76%, 그리고 BCS 3.5 이상 그룹에서 78.95%로 BCS2.0 이하 그룹에서 가장 높게 나타났다. 채란 후 발정재귀일은BCS 2.5~3.0 그룹은 25.20±2.68일, 그리고 BCS 3.5 이상 그룹에서는 3.70±7.00일로 유의적 차이는 없었다. 수란우의 수정란 이식 수태율은 BCS 2.0 이하 그룹에서는 11.76%, BCS2.5~3.0 그룹은 40.79%, BCS 3.5 이상 그룹에서는 11.11%로BCS 2.5~3.0 그룹에서 가장 높게 나타났다.
3. 제3세부 연구과제 : 번식능력 관련 유용마커 발굴 연구
본 연구는 번식능력에 영향을 미치는 것으로 알려진 많은 SNP 중 암소에서 번식과 관련하여 중요한 역할을 맡고 있는 estrogen receptor-α 유전자의 5'-UTR 영역을 대상으로 SNP의 존재여부와 번식능력인 분만간격과 수태 당 인공수정 횟수, 평균 305일 산유량에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 전북 남원,강원 평창, 경북 예천 3지역의 농가에서 사육중인 한우 암소 183두와 전북 고창 소재 농가에서 사육중인 Holstein 암소 124두를 대상으로 실험을 실시한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. Bgl Ⅰ-RFLP와 sequencing 결과, 두 축종에서 A/G형과 G/G형의 두가지 형태의 SNP가 존재하는 것을 확인할 수 있었으며, 한우에서 A/G형은 0.13, G/G형은 0.87으로 나타났으며, Holstein에서 A/G형은 0.02,G/G형은 0.98로 나타났다. 지역 및 품종에 따라 유전자형 빈도의 차이를 보였으며, A/G형이 G/G형에 비해 매우 적은 수가 존재한다. 저수태 및 번식장애를 보 이는 한우 암소를 제외한 163두를 대상으로 분만간격과 수태 당 인공수정 횟수를 분석한 결과, 유전자형 별로 분만간격은 A/G형이 분만간격은 382.18±10.03일,G/G형이 385.36±3.74일로 나타났으나 유의차는 확인할 수 없었다. 산차에 따라서 분만간격을 분석한 결과 A/G형 유전자를 가진 개체 중 2산 387.00±29.00일, 3산 378.42±29.92일, 4산 이상에서 384.33±49.01일로 나타났으며, G/G형 유전자를 가진 개체 중 2산 385.48±7.58일, 3산 389.15±8.55일, 4산 이상에서 383.86±4.98일로 나타났으며 유의적 차이는 확인할 수 없었다. 3산차를 제외한 2산과 4산 이상에서 A/G형의 분만간격이 길게 나타났다. 수태 당 인공수정 횟수를 분석한 결과, A/G형에서 1.62±0.16회, G/G형에서 1.31±0.04회로 나타나 G/G형이 A/G형에 비해 인공수정 횟수가 적은 것으로 나타났으며, 유의적 차이를 확인할 수 있었다(p<0.05). 산차에 따라 수태 당 인공수정 횟수를 분석한 결과, A/G형 유전자를 가진 개체 중 1산 1.75±0.48회, 2산 2.20±0.41회, 3산 1.55±0.26회, 4산 이상에서 1.12±0.05회로 나타났으며, G/G형 유전자를 가진 개체 중 1산 1.53±0.14회, 2산1.34±0.08회, 3산 1.29±0.08회, 4산 이상에서 1.21±0.03회로 나타나, 두 유전자형 모두에서 유의적 차이를 보여, 대체로 A/G형이 G/G형에 비해 수태 당 인공수정 횟수가 길게 나타났다. 또한 한우의 경우 농가별로 사양환경과 번식기준이 상이하기 때문에 지역 및 농가에 따라 번식능력을 판단하기 어렵다. 착유기록이 없는 개체를 제외한 Holstein 암소 83두의 평균 305일 산유량은 A/G형에서 7,253.00±936.00kg, G/G형에서 8,747.51±204.88kg으로 나타났다. A/G형이 G/G형에 비해 적은 유생산량을 보였으나 유의적 차이는 확인할 수 없었다. 유량은 지역과 계절에 따라, 또한 농가별, 개체별 차이가 크며, 3개 지역에서 시료를 채취한 한우에 비해 1개 지역 농가를 대상으로 실험을 실시한 결과로 보인다. 또한 한우에 비해 A/G형의 유전자를 가진 개체의 수가 매우 적기 때문으로 보이며, Holstein 농가의 경우 스트레스에 예민해 유량이 줄어든다는 이유로 시료 확보에 어려움이 있었다. 최근 가축의 개량이 지속됨에 따라 수태율의 저하 및 번식장애와 같은 문제가 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 번식능력에 영향을 미치는 요인들 중 산차, 영양상태, 계절 등에 관한 많은 연구가 진행되어왔지만 유전자에 따른 번식능력에 관한 연구는 최근 들어 시작되었으며, 국내에서는 진행되지 않았다. 본 연구에서는 분만간격, 수태 당 인공수정 횟수 및 산유능력에 영향을 미치는 여러 요인들을 제외하고 SNP와의 관계만을 분석하여 부족한 부분이 많다. 하지만 실험 결과에서 경향치와 유의성을 확인할 수 있었다. 따라서 보다 정확한 SNP와의 관계를 밝히기 위해서는 여러 요인과 다른 유전자와의 관계를 분석하고 연구해야 할 것으로 보인다. 또한 가축 개량을 위한 우수한 개체를 선발하는데 이러한 SNP 검색이 가축개량에 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 보인다.
Abstract
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project 1
In the National Institute of Animal Science, Animal Genetic Resource Research Center, the physiological characteristics of the rare breed Korean beef cattle resources were studied by this project. To preserved the sperm cells from endangered breeds, like White Hanwoo, Korea brindled, Bl
project 1
In the National Institute of Animal Science, Animal Genetic Resource Research Center, the physiological characteristics of the rare breed Korean beef cattle resources were studied by this project. To preserved the sperm cells from endangered breeds, like White Hanwoo, Korea brindled, Black and mini were selected as breeders. The sexed sperm of Albino carrying cattle was used and kept for the next generations. To develop optimized freezing methods of elk semen, the simple dilution and field test was conducted also by this project. The basic research was done for the bovine azoospermia. The data is estimated to be used for the next research plans for studying the mechanism of bovine sperm activity.
project 2
The objective of this study was to investigate the comparison of transferable embryos and pregnancy rate between Hanwoo and Chickso. The results obtained were as follows: No differences were observed in the efficiency of superovulation rates on Hanwoo 87%, and Chickso 73%, respectively. The mean number of total embryos are each 12.90±1.07 and 10.18±0.96. So the mean number of transferable embryos are each 8.43±0.98 and 7.00±0.81. In addition, the mean number of total Hanwoo embryo from <10 and 10≤ of corpora luteum was 0.50±0.50, 11.56±1.92, respectively. In case of Chickso, The mean number of transferable embryo from <10 and 10≤ of CL was 2.75±1.39, 6.00±1.00, respectively. The pregnancy rates were Hanwoo 40%, and Chickso 55.6% following transfer of fresh embryos produced in vivo. Also, the pregnancy rates of Chickso 31.3% were lower than the Hanwoo 38% following transfer of following transfer of frozen embryos, respectively. We also investigate the product in vivo embryo production, return to estrous of donor and pregnancy rate of recipients following BCS in Hanwoo superovulation. The results obtained were as follows: No differences were observed in the efficiency of superovulation rates regardless of BCS (≦2.0, 2.5 to 3.0, and ≧3.5). The mean number of total embryos was each 5.20±0.86, 11.56±1.04, and 6.23±1.07. The mean number of transferable embryo from ≦ 2.0, 2.5 to 3.0, and ≧3.5 of BCS was 2.60±0.87, 7.94±0.89, and 4.75±1.32, respectively (p<0.05). Return to estrous regardless of donor BCS was no difference. The pregnancy rates of recipient were BCS ≦2.0 11.76%, 2.5 to 3.0 40.79%, and ≧3.5 11.11%, following transfer of fresh embryos produced in vivo, respectively. These results indicate that if the Hanwoo with BCS 2.5 to 3.3 are used for donor and recipient, the embryo production and the conception rate will be greater. In conclusion, these results suggest that Chickso may be effectively used for transferable embryos production in Hanwoo. Although the transferable embryos number was not enough, it seems the Chickso greatly affect pregnancy rate. The results indicated that the possibility of transferable embryos from Chickso for embryo transfer could be confirmed in this study. Based on the present findings, it was suggested that it is very important to evaluate in vivo embryo production and pregnancy rate of embryo transfer following superovulation for effective Hanwoo and Chickso production.
project 3
This study was conducted to SNP exploring in the 5'-regions of estrogen receptor-α (ESR-α), and association with calving interval, service per conception and 305 days milk yield in Hanwoo and Holstein dairy cattle. The genetic improvement was incurred low reproduction performance. The objective of this study was to investigate single nucleotide polymorphism(SNP) of ESR-α with reproduction performance(Calving interval, service per conception and 305 days milk yield) in Hanwoo and Holstein dairy cattle. Hanwoo and Holstein blood samples were collected from 183 and 124 dam of breeding farms and DNA extracted. Primer design was based NCBI GenBank(Accession No. AY340579). PCR-RFLP method with Bgl I was used to genotype the cattle. The result was two variants of ESR- α gene. The Bgl I cut the 492bp amplification product into 322bp and 170bp fragments for allele G, while allele A remains uncut product, resulting in two restriction fragments for homozygote G/G and three fragments for heterozygote A/G. We found two of different genotype in these breed. That genotype was A/G and G/G. In Hanwoo, the frequency of genotype A/G was 0.13, and G/G was 0.87. The calving interval of A/G was 382.18±10.03 days, and following different parity in 2nd was 387.00±29.00 days, 3rd was 378.42±29.92 days and over 4th was 384.33±4901 days. G/G was 385.36±3.74 days and following different parity in 2nd was 385.48±7.58 days, 3rd was 389.15±8.55 days and over 4th was 383.86±4.98 days. And the service per conception of A/G was1.62±0.16 and following different parity in 1st was 1.75±0.48, 2nd was 2.20±0.41, 3rd was 1.55±0.05 and over 4th ws 1.12±0.05. G/G was 1.31±0.04 and following different parity in 1st was 1.53±0.14, 2nd was 1.34±0.08, 3rd was 1.29±0.08, over 4th was 1.21±0.03. Then caving interval was no significance differentiation, but service per conception was appeared significance differentiation(p<0.05). And in Holstein, the frequency of genotype A/G was 0.02 and G/G was 0.98. The 305 days milk yield of A/G was 7,253.00±936.00kg and G/G was 8,747.51±204.88kg. And that was no significance differentiation.
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