본문 바로가기
KERD
논문

MC1R 유전자의 유전자형과 칡소의 모색 발현 및 비경색 분포에 관한 연구

MC1R Genotypes, Coat Color, and Muzzle Phenotype Variation in Korean Native Brindle Cattle

김용수|김종국|박재희|이해이
한국축산학회 (Korean Society of Animal Sciences and Technology)|2012.08|한국축산학회지 (Journal of Animal Science and Technology)|제54권 제4호|pp. 255-265

1

조회

0

다운로드

13

인용

0

참고문헌

키워드

PCR-RFLPMC1R gene칡소MC1R호반모MspIKorean native brindle cattleBrindle coat color
주제분류축산학

초록

본 연구는 PCR-RFLP 기법으로 칡소의 모색 발현에 관련된 MC1R 유전자형을 분석하고, 칡소 유전자형에 따른 모색 발현 양상을 가계와 교배조합을 통하여 연구함으로써 칡소에서 호반모의 발현 비율을 증가시키는 번식 체계를 확립하고자 수행하였다. 전라북도축산위생연구소에서 사육중인 칡소 중에서 부계 또는 모계를 알고 있는 가계가 형성된 칡소로부터 혈액 또는 정자에서 genomic DNA를 추출한 후 MC1R 유전자를 증폭하였다. 증폭된 PCR product를 MspI 제한효소로 절단하고 전기영동한 후 칡소 개체별 유전자형을 확인하였고, 이 외에도 칡소의 모색 양상과 비경의 흑색침착 정도에 따른 모색 발현 비율을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 칡소의 모색 발현 양상은 전신호반모가 61.67%로 가장 높았고 흑모는 5.00%로 가장 낮았으며 황모는 16.67%, 부분(약반신)과 부분(일부) 호반모는 각각 8.33%로 같은 분포 양상을 보였다. 칡소의 비경 침착 양상은 3단계와 4단계가 비슷한 비율로 높았고, 다음이 2단계, 5단계, 1단계의 순이었다. 칡소의 비경에 따른 모색 발현 양상은 비경 침착이 3단계와 4단계인 칡소에서는 전신호반모의 비율이 다른 모색 보다 높았고, 비경 침착이 1단계인 칡소는 그 중에서 황모가 80.00%(4/5)로 나타났으며, 비경 침착이 5 단계인 칡소에서는 다른 단계에서 발현되지 않았던 흑모의 비율이 37.50%를 나타냈다. 칡소에는 E+E+, E+e, ee 유전자형과 한우에는 ee, E+e 유전자형이 존재하였다. 칡소 MC1R 유전자형은 E+e 이 65.00%로 가장 높았고 E+E+은 33.33%이었고 ee도 1두로 1.67%이었다. 유전자형에 따른 모색 발현 양상을 보면, E+E+과 E+e에서는 전신 호반모의 비율이 가장 높게 나타났고 ee는 황모를 나타냈다. 칡소의 가계 분석을 통한 모색 발현 양상을 조사한 결과, 부(Sire)의 유전자형이 E+e 이고 모(Dam)의 유전자형이 E+E+ 이면서 부모의 모색이 모두 전신호반모일 경우 자손의 모색은 100.00% 전신호반모였고, 부(Sire)의 유전자형이 E+E+ 이고 모(Dam)의 유전자형이 E+e 이면서 부모의 모색이 모두 전신호반모일 경우도 자손에서 모색의 44.44%가 호반모의 비율을 보여 두 가지의 교배조합의 경우가 자손의 전신호반모 비율을 높이는 최적의 교배 조합으로 보여진다. 이 연구의 결과를 이용하여 칡소로 판정받을 수 있는 가장 중요한 요소인 호반모의 발현비율을 증가시키는 번식 체계를 칡소 사육농가에 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract

The objectives of this study were to investigate MC1R genotype, coat color, and muzzle phenotype variationsin the Korean native brindle cattle(KNBC) maintaining family lines and to establish the mating system for increased brindle coat color appearance. KNBC with genotype and phenotype records were selected as experimental animals. The relationship between melanocortin 1 receptor(MC1R) genotypes, verified by PCR-RFLP, and brindle coat color appearance was determined. Fragments of the MC1R gene amplified by PCR were digested with MspI and RFLP was determined. KNBC had E+E+, E+e, and ee genotypes. The E+e genotype was most common with 65%, compared to E+E+(33.33%), or ee(1.67%). When the sire had E+e genotype and the dam had E+E+ genotype, and both of them had the whole body-brindle coat color, all of their offspring(4/4) had whole body-brindle coat color. When the sire had E+E+ genotype and the dam had E+e genotype, and both had whole body-brindle coat color, 44.44%(4/9) of the offspring had whole body-brindle coat color. The mating between the sires and dams with these two genotypes with whole body-brindle coat color may have the highest whole body-brindle coat color appearance in their offspring. Muzzle grades 3 or 4 were more common than other muzzle grades. This is the first report indicating the segregation of MC1R genotypes and the inheritance of coat color through family lines in KNBC. The mating system proposed from this study may increase the possibility of brindle coat color appearance in KNBC.

참고문헌 (34)

  1. Barsh, G. S., "The genetics of pigmentation: from fancy genes to complex traits", Trends Genet, 12(8), pp.299~305 (1996)
  2. Berryers, T. G., "TYRP1 is associated with dun coat colour in Dexter Cattle or how now brown cow?", Anim. Genet, 34, pp.169~175 (2003)
  3. Charlier, C., "Microsatellite mapping of the bovine roan locus - a major determinant of White Heifer disease", Mamm. Genome, 7(2), pp.138~142 (1996)
  4. 조인철, "랜드레이스, 대요크셔, 듀록 및 제주 흑돈의 Melanocortin 1Receptor(MC1R) 유전자의 유전자형 분석", 한국동물자원과학회지, 44(2), pp.207~212 (2002), 한국동물자원과학회
  5. Chung, E. R., "Identification of Hanwoo meat using PCR-RFLP marker of MC1R gene associated with bovine coat color", J. Anim. Sci. & Technol, 42(4), pp.379~390 (2000)
  6. Cone, R. D., "The Melanocortin receptors : agonists, antagonists, and the hormonal control of pigmentation", Recent. Prog. Horm. Res, 51, pp.287~317 (1996)
  7. 도경탁, "한우에서 모색관련 유전자 변이에 관한 연구", 한국동물자원과학회지, 49(6), pp.711~718 (2007), 한국동물자원과학회
  8. 한상현, "Coat Color Patterns and Genotypes of Extension and Agouti in Hanwoo and Jeju Black Cattle", 생명과학회지, 21(4), pp.494~501 (2011), 한국생명과학회
  9. Hearing, V. J., "Enzymatic control of pigmentation in mammals", FASEB J, 5(14), pp.2902~2909 (1991)
  10. 진실, "한우 후보종모우 및 칡소와 흑소에서 MC1R 유전자의 유전자형 분석", 농업과학연구, 38(3), pp.453~458 (2011), 농업과학연구소
  11. Kerns JA, "Linkage and segregation analysis of black and brindle coat color in domestic dogs", Genetics, 176(3), pp.1679~1689 (2007)
  12. Kijas, J. M. H., "Melanocortin receptor 1(MC1R) mutations and coat color in pigs", Genetics, 150, pp.1177~1185 (1998)
  13. Kim, T. H., "A study on genotype frequencies of the bovine melanocortin receptor 1(MC1R) in cattle breeds", J. Anim. Sci. & Technol, 42(6), pp.735~744 (2000)
  14. Klungland，H., "The role of melanocyte-stimulating hormone (MSH) receptor in bovine coat color determination", Mamm. Genome, 6, pp.636~639 (1995)
  15. Koh, B. R. D., "Identification of MC1R gene variants of Hanwoo and Holstein meat using PCR-RFLP", Korean J. Vet. Serv, 28(3), pp.259~265 (2005)
  16. Korea animal improvement association, "Hanwoo standard notice", ~ (2008)
  17. Lee, H. J., "Coat color expression of Korean native brindle cattle after embryo transfer", Proceedings of the 11th international symposium on develop- mental biotechnology-, pp.52~ (2011), Korean Soc. Anim. Reprod
  18. Lee, S. M., "Differentiation of Hanwoo and other breeds of cattle using PCR-RFLP and allele-specific PCR", The annual report of Busan Metropolitan City Institute of Health & Environment, 19(1), pp.88~93 (2008)
  19. Lee, S. S., "Comparison of the genotypes and frequencies of MSH receptor(MC1R) gene in Korean cattle, Cheju native Black cattle, Japanese Black and Japanese Brown cattle", J. Anim. Sci. & Technol, 42(3), pp.253~260 (2000)
  20. 이성수, "칡소와 비경흑색 한우의 Melanocortin Receptor 1 (MC1R)유전자형 분석", 한국동물자원과학회지, 44(1), pp.23~30 (2002), 한국동물자원과학회
  21. Marklund, L., "A missense mutation in the gene for melanocyte-stimulating hormone receptor(MCIR) is associated with the chesnut coat color in horses", Mamm. Genome, 7, pp.895~899 (1996)
  22. Mohanty, T. R., "Molecular variation in pigmentation Genes contributing to coat colour in native Korean Hanwoo cattle", Anim. Genet, 39, pp.550~553 (2008)
  23. Mountjoy, K. G., "The cloning of a family of genes that encoded the melanocortin receptors", Science, 257, pp.1248~1251 (1992)
  24. Na, G. J., "Characteristics of Korean native cattle", Korea Animal Improvement Association bulletin, 2008(1), pp.42~52 (2008)
  25. 박연수, "재래 칡소의 정액 특성 및 인공수정에 의한 송아지 모색 분포", Reproductive & Developmental biology, 31(1), pp.43~48 (2007), 한국동물번식학회
  26. Park, Y. S., "Analysis of genetic relatedness and coat color appearance of Korean native brindle cattle in Kyungbuk area", Proceedings of the 11th international symposium on developmental biotechnology, 85, pp.85~ (2011), Korean Soc. Anim. Reprod
  27. Reinsch, N., "A QTL for the degree of spotting in cattle shows synteny with the KIT locus on chromosome 6", J. Hered, 90(6), pp.629~634 (1999)
  28. Robbins, L. S., "Pigmentation phenotypes of variant extension locus alleles results from point mutations that alter MSH receptor function", Cell, 72(6), pp.827~834 (1993)
  29. Rouzaud, F., "A first genotyping assay of French cattle breeds based on a new allele of the extension gene encoding the melanocortin-1 receptor (MC1R)", Genet. Sel. Evol, 32(5), pp.511~520 (2000)
  30. Sasazaki, S., "Allele frequencies of the extension locus encoding the melanocortin 1 receptor in Japanese and Korean cattle", Anim. Sci. J, 76(2), pp.129~132 (2005)
  31. Schmutz, S. M., "A form of albinism in cattle is caused by a tyrosinase frameshift mutation", Mamm. Genome, 15(1), pp.62~67 (2004)
  32. Seitz, J. J., "A missense mutation in the bovine MGF Gene is associated with the roan phenotype in Belgian Blue and Shorthorn cattle", Mamm. Genome, 10(7), pp.710~712 (1999)
  33. Seo, K. S., "Biology of epidermal and hair pigmentation in cattle: a mini- review", Vet. Dermatol, 18, pp.392~400 (2007)
  34. Vage, D. I., "Molecular and pharmacological characterization of dominant black coat color in sheep", Mamm. Genome, 10, pp.39~43 (1999)

관련 논문AI추천

한우에서 모색관련 유전자 변이에 관한 연구김관석, 김내수, 도경탁, 박응우, 신희영, 윤두학, 이종혁한국축산학회 · 한국축산학회지2007 · 제49권 제6호소 MC1R 우성흑모색 대립인자를 구분하는 변형 프라이머를 이용한 소 품종들의 유전자형 분포 분석고문석, 김영훈, 이성수, 장병귀, 정하연, 조인철, 한상현한국축산학회 · 한국축산학회지2008 · 제50권 제5호칡소와 비경흑색 한우의 Melanocortin Receptor 1 (MC1R)유전자형 분석강승률, 고서봉, 김규일, 양보석, 양영훈, 오성종, 오운용, 이성수, 정진관한국축산학회 · 한국축산학회지2002 · 제44권 제1호수정란 이식에 의해 생산된 칡소의 모색 발현김상환, 윤종택, 이경태, 이호준한국발생생물학회 · 발생과 생식2011 · 제15권 제4호랜드레이스, 대요크셔, 듀록 및 제주 흑돈의 Melanocortin 1Receptor(MC1R) 유전자의 유전자형 분석강승률, 김병우, 양보석, 이정규, 정진관, 조인철한국축산학회 · 한국축산학회지2002 · 제44권 제2호제주마의 기본모색과 MC1R과 ASIP 유전자형 조합의 상관관계고문석, 김남영, 박남건, 양영훈, 이성수, 이종언, 한상현한국축산학회 · 한국축산학회지2011 · 제53권 제2호

이 간행물의 다른 논문 (8건)

mtDNA Cytochrome b 유전자에 기초한 한국재래염소의 계통유전학적 분석김성우, 김명직, 김상우, 도윤정, 최성복, 고응규, 변미정, 윤세형, 김재환pp. 241-246한우 거세우의 초음파 생체진단형질과 도체형질에 대한 지역과 출생년도 및 계절 효과 분석최호남, 오윤택, 김강희, 김형철, 김기양, 이철학, 정재경, 최연호, 황정미pp. 247-253자가성감별 계통 조성을 위한 국내 토종 닭의 깃털 조만성 양상과 유전자형 빈도손시환, 조은정, 강보석, 송혜란, 박단비, 서옥석pp. 267-274국내 Holstein종 젖소의 경제형질과 착유량에 따른 소득의 유전모수 추정조주현, 김진형, 조광현, 신지섭, 최연호, 최태정, 도창희, 나승환, 노재광pp. 275-282제주흑우 동결정액 제조에 있어 난황 Tris 희석제에 항산화제로서 Taurine, Hypotaurine 그리고 Trehalose의 첨가가 동결 융해 후 정자의 성상에 미치는 영향정영호, 오신애, 고문석, 조원모, 고민희, 최선호, 강태영pp. 283-290
원문 보기