KR101099628B1 - 소의 품종을 판별하기 위한 신규 프라이머 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서열번호 5 및 서열번호 6으로 표시되는 소의 MC1R 유전자형 분석용 프라이머 쌍 및 상기 프라이머 쌍을 이용한 소의 품종 판별용 조성물 및 키트 그리고 소의 품종 판별방법에 관한 것이다. 본 발명의 프라이머 쌍은 소의 모색에 직접적인 관련이 있는 MC1R 유전자의 다양한 유전자형 분석을 간단명료하게 수행할 수 있으며 이를 통하여 제주흑우, 한우, 젖소, 홀스타인, 앵거스 등 다양한 소의 품종을 효과적으로 판별할 수 있다.
소, 품종, 판별, 프라이머

Description

소의 품종을 판별하기 위한 신규 프라이머{Novel primers to identify cattle breeds}
본 발명은 서열번호 5 및 서열번호 6으로 표시되는 소의 MC1R 유전자형 분석용 프라이머 쌍 및 상기 프라이머 쌍을 이용한 소의 품종을 판별할 수 있는 방법에 관한 것이다.
종래의 소 품종은 뿔, 골격 등 외관적인 차이에 의해 구분되었으나, 도축된 상태에서의 쇠고기의 판별은 외관상의 차이가 없기 때문에 소 품종의 식별은 거의 불가능하다. 한편, 최근 외국의 광우병의 발생 등 외국 육우에 대한 불안감, 국민소득 증대와 식생활 개선으로 많은 소비자가 안전한 식탁과 고품질의 쇠고기를 선호하는 경향이 늘어감에 따라 제주 흑우 및 한우 등 국내산 우육에 대한 수요가 증가되어 있다. 이에 수입육과 국내산 우육을 불법 둔갑시키는 사례가 빈번하게 발생하고 있으며, 이러한 부정육 불법 유통은 소비자 및 생산농가에 큰 피해를 줄뿐만 아니라 국내 농가에 큰 피해를 초래하고 있다. 따라서 소의 품종 구별은 쇠고기 시장의 유통질서의 확립과 국내 사육농가의 보호를 위해 절실히 필요한 과제로 대두되고 있다.
한편 포유동물의 모색은 멜라닌의 유형과 이를 포함하는 멜라노사이트의 분화 및 이동, 분포 양상에 따라 결정되어 진다. 특히 소의 모색은 품종의 특징을 나타내는 중요한 형질 중 하나로 품종 식별을 위해 이용되는 대표적인 질적 형질 중 하나이다. 우리나라의 재래 소 품종들 역시 모색을 중심으로 황갈색의 한우, 호반무늬를 나타내는 칡소, 흑모색의 흑우 등으로 구분되고 있다. 상기 포유동물의 모색은 두 가지 색소, 즉 eumelanin(black/brown)과 pheomelanin(yellow/red)의 분포에 따라 결정되며 이들의 발현은 Extension(E)과 Agouti(A) 좌위에 의해 주로 조절된다.
특히 종래 다양한 소 품종에서 상기 E 좌위에 암호화되어 있는 MC1R 유전자의 유전자형에 대한 연구를 수행한 결과, 흑모색은 우성 유전자형인 E D , 동형 접합자에서 적색 또는 황갈색은 염기결실에 의한 프레임시프트 돌연 변이인 e, 정상적인 기능을 가지는 것으로 추정되지만 여러 가지 모색으로 발현하는 E + 의 세 가지 대립인자형이 보고되었다(Klungland, H., 1995. The role of melanocyte stimulating hormone receptor in bovine coat color determination. Mamm. Genome 6: 636-639.)
우리나라의 재래 소 품종인 제주흑우는 한우의 황모색과는 확연히 구분되는 흑모색을 나타내는 특성을 보이나, 개체나 성장단계에 따라 농도의 차가 관찰되기도 하고, 불분명한 호피문 또는 갈흑색의 모색이 관찰되기도 하였다. 특히 흑모색이 주인 제주흑우의 MC1R 유전자형은 세 가지 대립인자 E D , E + , e에 의한 총 6 가지 로 구분되었으나, E D 대립인자는 제주흑우와 근연인 한우, 칡소, 갈모화우 등에서 전혀 관찰되지 않기 때문에 외래 품종과의 교잡에 형성된 것이며, 야생형 대립인자인 E + 가 제주흑우 MC1R 유전자의 기본형인 것으로 추정하고 있다(이성수 등., 2000. 한우, 제주재래흑우, 흑모화우와 갈모화우에서의 MSH Receptor(MC1R) 유전자의 유전자형 및 빈도 분석. 한국동물자원과학회지 42(3): 253-260.) 반면 외래품종인 홀스타인이나 앵거스는 제주흑우에 비해 더 짙고 균일한 흑색을 나타내며 MC1R의 유전자형은 E D 대립인자의 비율이 월등히 높으며, 한우와 같이 프레임시프트 돌연 변이에 의해 열성동형상태에서 적모색 홀스타인이 출현하기도 하는 것으로 알려져 있다(Joerg, H., 1996. Red coat color in Holstein cattle is associated with a deletion in the MSHR gene. Mamm. Genome 7(4):317-318.)
상기 연구 결과를 이용한 소의 품종을 식별하기 위하여 소 MC1R 유전자의 중합효소연쇄반응 산물에 대한 PCR-RFLP(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism)에 의한 방법이 개발되었다. 상기 방법을 이용하여 소의 품종을 식별하기 위하여 MC1R 유전자형으로 세 가지 대립인자 E D , E + , e에 의해 결정되는 총 6 가지 유전자형을 분석할 수 있어야 한다. 이를 위하여 두 가지 돌연변이 MC1R 유전자 CDS(coding sequence) 서열(서열번호 1)의 296번째 T가 C로 변이된 경우(296T>C) 및 MC1R 유전자의 311 번째 G가 결실된 경우(311delG)에 대한 분석이 필요하였다. 이에 사용되는 제한효소로 제한효소 AciI 또는 MspA1I를 이용되고 있다(Rouzaud, F., 2000. 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):511-20).
그러나 AciI 제한효소의 경우 유전자 증폭시 이용되는 PCR 반응액에 의해 제한절단 활성이 저해되어 PCR 산물을 정제하여 사용해야 하며, 서열 내에 AciI 인지부위가 많아 전기영동시 고농도의 겔을 활용해야하는 단점을 가지고 있다. 반면 MspA1I의 경우 AciI 제한효소가 갖는 문제점은 없지만 인지서열에서 두 가지 염기서열이 허용되는 단점이 있었다. 따라서 제주흑우를 비롯한 우리나라의 재래 소 품종들과 외래 소품종의 구분에 있어 매우 중요한 유전자 표지인자로 이용되고 있는 MC1R 유전자에서 야생형 대립인자인 E + 와 외래품종에서 유래한 우성 흑모색 대립인자 E D 를 명확히 구분해 낼 수 있는 새로운 실험기법이 절실히 필요한 상황이다.
이에 본 발명자들은 소의 품종을 판별하기 위하여 소의 MC1R 유전자형을 분석할 수 있는 새로운 프라이머 쌍을 개발하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 과제는 서열번호 5 및 서열번호 6으로 표시되는 소의 MC1R 유전자형 분석용 프라이머 쌍 및 이를 이용한 소의 품종을 판별할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 서열번호 5 및 서열번호 6으로 표시되는 소의 MC1R 유전자형 분석용 프라이머 쌍을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 프라이머 쌍, 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하는 것을 특징으로 하는 소의 품종 판별용 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 프라이머 쌍, 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하는 것을 특징으로 하는 소의 품종 판별용 키트를 제공한다.
또한 본 발명은 (a) 판별 대상이 되는 소로부터 DNA 시료를 채취하는 단계;
(b) 제1항의 프라이머 쌍을 이용하여 상기 (a) 단계에서 채취된 DNA를 증폭하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 증폭된 산물에 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI를 가하여 제한효소 절편길이를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소의 품종 판별방법을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 용어 “프라이머”란 상보적인 템플레이트와 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 템플레이트 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 핵산 서열을 의미한다.
본 발명의 소의 MC1R 유전자형 분석용 프라이머 쌍은 서열번호 5 및 서열번호 6으로 표시되는 되는 것을 특징으로 한다.
상기 MC1R 유전자는 소의 모색을 결정하는 대립유전자로써 E D , E + , e 의 3가지가 존재한다. 상기 E D 는 우성으로 서열번호 1로 표시되며, E + 는 야생형으로 상기 서열번호 1에서 296번째 염기가 티민인 것을 말하며 e는 열성으로 서열번호 1에서 296번째 염기가 티민이고 311번째 염기인 구아닌이 결실된 것을 말한다.
본 발명의 프라이머 쌍은 상기 MC1R 대립유전자 E D , E + , e를 결정하기 위하여 두 가지 돌연변이 서열번호 1의 296번째 T가 C로 변이된 경우(296T>C) 및 서열번호 1의 311 번째 G가 삭제된 경우(311delG)에 대한 분석이 가능하다. 구체적으로 본 발명의 프라이머 쌍은 이를 이용한 PCR 증폭 산물의 서열번호 1에서 296번째 염기 변형(MC1R 296T>C) 여부를 확인할 수 있는 AluI 제한효소 인지부위가 5‘쪽에 생성되며, 기존 서열에서 출현하는 AluI 인지부위에 해당하는 3’쪽의 인지서열은 없어 지도록 설계된 것이다. 한편 서열번호 1에서 311번째 염기인 구아닌이 결실(311delG)되었는지 여부는 MspI 제한효소를 이용하면 분석이 가능하다.
또한 본 발명의 프라이머 쌍은 유전자의 효율적인 증폭을 위해 일반적으로 사용하는 20~25bp 보다 길게 제작하여 PCR 증폭과정에서 주형과 프라이머의 결합효율이 우수하다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 대립유전자 E D 의 검출을 위해 종래 분석법으로 사용되던 AciI(5‘-CCGC-3’, 서열번호 2)과 MspA1I(5‘-CMGCKG-3’, 서열번호 3)의 제한절단 부위에 해당하는 염기서열 중에, 상기 서열번호 1의 293번째 염기인 티민을 아데닌으로 변환하여 제한효소 AluI(5'-AGCT-3', 서열번호 4)의 인지서열을 이용할 수 있는 본 발명의 프라이머(MC1RmF, 서열번호 5)를 제작하였다 또한 상기 프라이머와 쌍을 이루며, 기존 MC1R 유전자에서 출현하는 AluI 제한효소 인지부위를 제거하기 위하여 37번째 염기 구아닌(G)을 아데닌(A)로 변환한 프라이머(MC1RmR, 서열번호 6)를 제작하였다(<실시예 1> 참조).
상기 본 발명의 프라이머 쌍을 이용하여 상기 MC1R 유전자형인 6가지 E D /E D , E D /E + , E D /e, E + /E + , E + /e, e/e를 AluI 제한효소 및 MspI 제한효소로 분석한 결과, 유전자형에 따라 다양한 크기로 PCR 증폭 산물이 산출됨을 확인하였다(<실험예 1-1> 참조).
또한 상기 결과를 바탕으로 실제 한우, 제주흑우, 젖소, 외래종 등 다양한 소로부터 DNA를 채취하여 본 발명의 프라이머를 사용해 MC1R 유전자형을 분석한 결 과, 먼저 한우에서 가장 높은 빈도를 차지하는 열성대립인자 e는 전신 흑색인 앵거스를 제외한 모든 품종에서 관찰되었지만, e/e 동형접합자는 황색인 한우 품종과 모색이 적모색 및 흰색반점이 있는 레드 홀스타인 2 마리에서만 관찰되었다. 또한 레드 홀스타인 중 1 마리만 E + /e의 MC1R 유전자형을 나타내었다. 한편 그 외 홀스타인은 E D /- 형태로써 E D / E D 가 대부분이며 E D /E + 와 E D /e는 각각 1 두에서만 확인되었다. 또한 한우와 홀스타인의 F1세대 및 한우와 앵거스의 F1세대에서는 모두 E D /e만 확인되었으며, 이들의 모색은 얼굴이나 등 부위에 얼룩이 없는 흑색을 나타내었다. 한편 제주흑우의 경우 낮은 빈도이기는 하나 E D /-를 보유한 개체들이 출현하였으며 이는 홀스타인, 앵거스 등 외국 소 품종과의 교잡에 의해 유입된 것으로 추정되었다.
따라서 본 발명의 서열번호 5 및 서열번호 6으로 표시되는 되는 프라이머 쌍은 소의 MC1R 유전자형 분석용으로 효과적으로 사용될 수 있고 이를 통하여 소의 품종을 결정하는데 용이하게 사용될 수 있다.
한편 본 발명의 소의 품종 판별용 조성물은 상기 본 발명의 프라이머 쌍, 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 조성물에는 상기 프라이머 쌍을 이용하여 소의 품종을 판별하기 위하여 소의 MC1R 유전자형을 분석하는데 필요한 실험과정(예: PCR, RFLP, SSCP 등) 및 결과 확인에 필요한 여러 가지 시약들, 예컨대, PCR 반응 혼합물, 아 가로스, 혼성화 및/또는 전기영동에 필요한 완충용액 등이 추가로 포함될 수 있다. 특히 본 발명의 조성물에는 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하여야 하며, 상기 제한효소 AluI의 절단 부위는 서열번호 4에 기재된 바와 같으며 제한효소 MspI의 절단 부위는 서열번호 7에 기재된 바와 같다.
한편 본 발명의 소의 품종 판별용 키트는 본 발명의 프라이머 쌍, 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 키트는 상기 본 발명의 프라이머 쌍, 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하여 PCR 반응을 통해 소의 MC1R 유전자형을 분석함으로써 소의 품종을 판별할 수 있다.
한편 본 발명의 소의 품종 판별방법은 (a) 판별 대상이 되는 소로부터 DNA 시료를 채취하는 단계, (b) 제1항의 프라이머 쌍을 이용하여 상기 (a) 단계에서 채취된 DNA를 증폭하는 단계 및 (c) 상기 (b) 단계에서 증폭된 산물에 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI를 가하여 제한효소 절편길이를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서 DNA 시료를 채취하는 것은 통상적으로 사용되는 방법이라면 이에 한정되지 않으며 당업자가 종래 기술을 이용하여 용이하게 수행할 수 있다. 본 발명의 일실험예에서는 상기 소의 혈액에서 DNA를 채취하기 위해 공지된 Birren 방법을 변형하여 수행하였다(<실험예 1-2> 참조).
상기 (b) 단계에서 DNA를 증폭하는 것은 본 발명의 프라이머 쌍을 이용하여 상기 (a) 단계에서 채취한 DNA를 주형으로 하여 PCR 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 PCR을 수행함에 있어서 온도 및 시간 조건은 통상적으로 사용되는 범위라면 이에 한정되지 않으며 본 발명의 일실험예에서는 95℃ 3분 초기변성 후, 94℃에서 30초, 65℃에서 45초, 72℃에서 45초로 구성된 연쇄반응을 35회 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장하였다(<실험예 1-2> 참조).
상기 (c) 단계에서 제한효소 길이를 분석하기 위해 통상적으로 사용되는 PCR-RFLP(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism)방법이라면 이에 한정되지 않지만 상기 (b) 단계에서 증폭된 산물에 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI를 가하고 이에 의해 생산된 제한효소 절편길이를 분석함으로써 수행할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 프라이머 쌍은 소의 모색에 직접적인 관련이 있는 MC1R 유전자의 다양한 유전자형 분석을 간단명료하게 수행할 수 있으며 이를 통하여 제주흑우, 한우, 젖소, 홀스타인, 앵거스등 다양한 소의 품종을 효과적으로 판별할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
본 발명의 프라이머 쌍의 제작
소 MC1R 유전자형(E D , E + , e)의 분석을 위해 기존에 보고된 MC1R 유전자의 CDS(coding sequence) 서열(AF445641, 서열번호 1)을 이용하여 E D , E + , e에 해당하는 염기변이 부분을 포함하는 절편을 증폭하기 위한 프라이머 쌍을 제작하였다. 상기 MC1R E D 유전자형은 우성 흑모색 유전자의 대립인자형으로 상기 서열번호 1로 표시되며, 상기 MC1R E + 유전자형은 야생형 대립인자형으로 서열번호 1에서 296번째 염기가 티민인 것을 말한다. 또한 상기 MC1R e 유전자형은 열성 대립인자형으로 서열번호 1에서 296번째 염기가 티민이고 311번째 염기인 구아닌이 결실된 것을 말한다.
상기 우성 흑모색 대립인자형인 MC1R E D 유전자형의 검출을 위해 종래 분석법으로 사용되던 AciI(5‘-CCGC-3’, 서열번호 2)과 MspA1I(5‘-CMGCKG-3’, 서열번호 3)의 제한절단 부위에 해당하는 염기서열 중에, 상기 서열번호 1의 293번째 염기인 티민을 아데닌으로 변환하여 제한효소 AluI(5'-AGCT-3', 서열번호 4)의 인지서열을 이용할 수 있는 프라이머(MC1RmF, 서열번호 5)를 제작하였다. 또한 상기 프라이머와 쌍을 이루며, 기존 MC1R 유전자에서 출현하는 AluI 제한효소 인지부위를 제거하기 위하여 37번째 염기 G를 A로 변환한 프라이머(MC1RmR, 서열번호 6)를 제작하고 이를 하기 표 1에 기재하였다(도 1 참조).
본 발명의 프라이머 쌍
이름 프라이머 염기서열 서열번호
MC1RmF 5'-TGGTGAGCGTCAGCAACGTGCTGGAGACGGCAGTCAAG-3' 5
MC1RmR 5'-TGGATCCGCACATGAGCACGTCGATGACATTGTCCAAC-3' 6
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 발명의 프라이머 쌍은 이를 이용한 PCR 증폭 산물의 서열번호 1에서 296번째 염기 변형(MC1R 296T>C) 여부를 확인할 수 있는 AluI 제한효소 인지부위가 5‘쪽에 생성되며, 기존 서열에서 출현하는 AluI 인지부위에 해당하는 3’쪽의 인지서열은 없어지도록 설계된 것이다. 한편 서열번호 1에서 311번째 염기인 구아닌이 결실(311delG)되었는지 여부는 MspI 제한효소(인지부위, 5'-CCGG-3', 서열번호 7)를 이용하면 분석이 가능하다.
< 실험예 1>
본 발명의 프라이머 쌍을 이용한 MC1R 유전자형의 결정
<1-1> 본 발명의 프라이머 쌍을 이용한 MC1R 유전자형의 결정
본 발명의 프라이머 쌍을 이용한 MC1R 유전자형의 결정을 위한 PCR 반응은 10×반응완충액, 20mM의 dNTP,　200mM의 본 발명의 프라이머 쌍, 1.5units의 i-Taq DNA 중합효소(Intron Biotechnology, 한국)와 50~60ng 게놈 DNA 용액에 멸균한 탈이온수를 첨가하고, PTC-200(MJ Research, 미국)을 이용하여 95℃ 3분 초기변성 후, 94℃에서 30초, 65℃에서 45초, 72℃에서 45초로 구성된 연쇄반응을 35회 반복한 후 72℃에서 5분간 최종 신장하였다. 그리고 서열번호 1에서 296번째 염기 변형(MC1R 296T>C) 여부를 확인하기 위하여 제한효소 AluI, 서열번호 1에서 311번째 염기인 구아닌이 삭제(311delG)되었는지 여부를 확인하기 위하여 제한효소 MspI를 공급자의 메뉴얼을 따라 37℃에서 밤새 처리한 후, 2.5% 아가로스 겔 상에서 전개하여 판독하였다.
즉 증폭된 PCR 산물의 염기서열 결정을 위해 PCR 산물을 아가로스 겔 DNA 추출키트(Roche, 독일)로 정제하고 ET dye-termination 시퀸싱 키트(Amersham Pamacia, 미국)반응 후 MegaBase1000(Amersham Pamacia, 미국)을 이용하여 확인하였다. 염기변이 확인은 본 연구에서 결정된 서열들과 기존에 GenBank 데이터베이스에 등록된 소 MC1R 유전자 서열들(NM_174108, EU169232-4, AF445641-2)과 다중 정렬하여 비교하고 그 결과를 표 2 및 도 2에 기재하였다.
본 발명의 프라이머 쌍을 이용한 제한효소 절편양상 및 MC1R 유전자형의 결정
유전자형 크기(bp)
AluI MspI
E D /E D 123 52, 71
E D /E + 38, 85, 123 52, 71
E D /e 38, 84, 123 52, 71, 122
E + /E + 38, 85 52, 71
E + /e 38, 84, 85** 52, 71, 122
e/e* 38, 84 122
* MC1R e 대립인자의 PCR 산물은 311delG에 의해 MspI 제한절단에서 122bp 절편을 나타냄.
** 84 및 85bp 밴드는 전기영동 겔 상에서는 구분 안 됨.
상기 표 2 및 도 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 프라이머 쌍 및 상기 제한효소를 이용하면 유전자형에 따라 다양한 크기로 PCR 증폭 산물이 산출되었다.
<1-2> 본 발명의 프라이머 쌍을 이용한 소의 품종 결정
본 연구에 이용된 시료로 먼저 제주특별자치도 축산진흥원과 농촌진흥청 난지농업연구소에서 제주흑우(201두)의 전혈을 채혈하거나 DNA 상태로 분양받았고, 농촌진흥청 축산과학원과 상기 두 기관에서 황색인 한우(235두)의 전혈을 채혈하여 DNA 추출에 이용하였다. 또한 외래 품종 중 MC1R 유전자의 우성 흑모색 대립인자 E D 의 빈도가 매우 높은 것으로 알려진 홀스타인(Holstein, 107두)과 적모색 및 흰색반점이 있는 레드 홀스타인(Red Holstein 3 두), 전신이 흑모색인 앵거스(Angus, 10두), 한우와 홀스타인의 F1세대(48 두) 및 한우와 앵거스의 F1세대(4 두)의 혈액 또는 동결정액을 제주도내 사육농가와 농협 우유개량사업소에서 수집하여 DNA 추출에 이용하였다.
상기 혈액에서 DNA 분리는 Birren 등(1997)의 방법을 변형하여 수행하였다. 구체적으로 경정맥에서 채취한 전혈을 적혈구 용해(red cell lysis) 용액을 이용하여 적혈구를 용해한 후, 회수한 백혈구에 sucrose-proteinase K nuclei 용해 버퍼를 첨가하고 55℃에서 밤새 진탕하였다. 상기 동결정액에서 DNA 추출을 위해 1 mM EDTA 및 0.9% NaCl이 혼합된 용액으로 희석한 후, 원심분리하여 동결보존액을 제거하였다. 침강된 정자세포를 PBS(phosphate-buffered saline)에 재 현탁하고, 0.5% SDS 및 proteinase K(10mg/㎖) 용액을 첨가하여 55℃ 진탕항온수조에서 밤새 반응시켜 단백질을 제거하였다. 각각의 추출액에 RNA 가수분해효소(RNase)를 처리하고 페놀/클로로포름을 이용하여 단백질 층을 분리 제거한 후, 에탄올 침전법으로 DNA를 회수하여 TE 버퍼(10 mM Tris,2 mM EDTA pH 8.0)에 용해하였다. 상기 DNA 용액은 NanoDrop ND-1000 분광광도계(NanoDrop Technologies, 미국)로 흡광도를 측정한 후 A260/A280 1.8 이상인 DNA 용액들을 50~60 ng/㎕로 희석하여 PCR 증폭을 위한 주형으로 사용하였다.
상기 수득한 DNA를 주형으로 상기 <실험예 1-1>과 동일한 방법으로 상기 소들의 MC1R 유전자의 대립인자와 유전자형의 출현 양상을 측정하고 이를 하기 표 3에 기재하였다.
소 품종별 MC1R 유전자형 및 대립인자 빈도
품종 마릿수 유전자형 출현 마릿수 대립인자 빈도
E D /E D E D /E + E D /e E + /E + E + /e e/e E D E + e
한우 235 - - - - 20 215 0.000 0.043 0.957
제주흑우 201 - 43 12 68 78 - 0.137 0.639 0.224
젖소 17 - - - 4 13 - 0.000 0.618 0.382
홀스타인 110 105 1 1 - 1* 2* 0.964 0.009 0.027
앵거스 10 10 - - - - - 1.000 0.000 0.000
한우와 홀스타인의 F1세대 48 - - 48 - - - 0.500 0.000 0.500
한우와 앵거스의 F1세대 4 - - 4 - - - 0.500 0.000 0.500
* 적모색 및 흰색반점이 있는 레드 홀스타인을 나타냄
상기 표 3에 기재된 바와 같이, 분석결과 조사에 이용한 5 품종에서 모두 기존의 연구와 유사한 결과를 보였다. 즉, 먼저 한우에서 가장 높은 빈도를 차지하는 열성대립인자 e는 전신 흑색인 앵거스를 제외한 모든 품종에서 관찰되었지만, e/e 동형접합자는 황색인 한우 품종과 모색이 적모색 및 흰색반점이 있는 레드 홀스타인 2 마리에서만 관찰되었다. 레드 홀스타인 중 1 마리만 E + /e의 MC1R 유전자형을 나타내었다. 한편 그 외 홀스타인은 E D /- 형태로써 E D /E D 가 대부분이며 E D /E + 와 E D /e는 각각 1 두에서만 확인되었다. 또한 한우와 홀스타인의 F1세대 및 한우와 앵거스의 F1세대에서는 모두 E D /e만 확인되었으며, 이들의 모색은 얼굴이나 등 부위에 얼룩이 없는 흑색을 나타내었다. 한편 제주흑우의 경우 낮은 빈도이기는 하나 E D /-를 보유한 개체들이 출현하였으며 이는 홀스타인, 앵거스 등 외국 소 품종과의 교잡에 의해 유입된 것으로 추정된다.
본 발명의 프라이머 쌍은 소의 모색에 직접적인 관련이 있는 MC1R 유전자의 다양한 유전자형 분석을 간단명료하게 수행할 수 있으며 이를 통하여 제주흑우, 한우, 젖소, 홀스타인, 앵거스등 다양한 소의 품종을 효과적으로 판별할 수 있다.
도 1은 MC1R 유전자형을 결정하기 위하여 본 발명의 프라이머쌍이 제작된 경위를 나타내는 그림이다.
도 2는 본 발명의 프라이머쌍을 이용하여 PCR 증폭한 결과를 나타낸 사진이다(M1은 50bp DNA ladder, M2는 100bp DNA ladder).
<110> Rural Development Administraion <120> Novel primers to identify cattle breeds <130> NP08-0102 <160> 7 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 954 <212> DNA <213> MC1R_gene_CDS <400> 1 atgcctgcac ttggctccca gaggcggctg ctgggttccc ttaactgcac gcccccagcc 60 accctcccct tcaccctggc ccccaaccgg acggggcccc agtgcctgga ggtgtccatc 120 cctgacgggc tctttctcag cctggggctg gtgagtctcg tggagaacgt gctggtagtg 180 gctgccattg ccaagaaccg caacctgcac tcccccatgt actactttat ctgctgcctg 240 gctgtgtctg acttgctggt gagcgtcagc aacgtgctgg agacggcagt catgccgctg 300 ctggaggccg gtgtcctggc cacccaggcg gccgtggtgc agcagctgga caatgtcatc 360 gacgtgctca tctgcggatc catggtgtcc agcctctgct tcctgggtgc cattgctgtg 420 gaccgctaca tctccatctt ctacgccctg cggtaccaca gtgttgtgac actgccccga 480 gcgtggagga tcattgcggc catctgggtg gccagcatcc tcaccagcct gctcttcatc 540 acctactaca accacaaggt catcctgctg tgcctcgttg gcctcttcat agctatgctg 600 gccctgatgg ccgtcctcta cgtccacatg ctggcccggg cctgccagca tgcccggggc 660 attgcccggc tccagaagag gcagcgcccc attcatcagg gctttggcct caagggcgct 720 gccaacctca ccatcctgct gggcgtcttc ttcctctgct ggggcccctt cttcctgcac 780 ctctcgctca tcgtcctctg cccccagcac cccacctgtg gctgcatctt caagaacttc 840 aacctcttcc tggccctcat catttgcaac gccattgtgg accccctcat ctatgccttc 900 cgcagccagg agctccggaa gacgctccaa gaggtgctgc agtgctcctg gtga 954 <210> 2 <211> 4 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> AciI_restriction_site <400> 2 ccgc 4 <210> 3 <211> 6 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MspA1I_restriction_site <400> 3 cmgckg 6 <210> 4 <211> 4 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> AluI_restriction_site <400> 4 agct 4 <210> 5 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MC1RmF <400> 5 tggtgagcgt cagcaacgtg ctggagacgg cagtcaag 38 <210> 6 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MC1RmR <400> 6 tggatccgca catgagcacg tcgatgacat tgtccaac 38 <210> 7 <211> 4 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> MspI_restriction_site <400> 7 ccgg 4

Claims (4)

  1. 서열번호 5 및 서열번호 6으로 표시되는 소의 MC1R 유전자형 분석용 프라이머 쌍.
  2. 제1항의 프라이머 쌍, 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하는 것을 특징으로 하는 소의 품종 판별용 조성물.
  3. 제1항의 프라이머 쌍, 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI을 포함하는 것을 특징으로 하는 소의 품종 판별용 키트.
  4. (a) 판별 대상이 되는 소로부터 DNA 시료를 채취하는 단계;
    (b) 제1항의 프라이머 쌍을 이용하여 상기 (a) 단계에서 채취된 DNA를 증폭하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계에서 증폭된 산물에 제한효소 AluI 및 제한효소 MspI를 가하여 제한효소 절편길이를 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소의 품종 판별방법.
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