KR101280652B1 - Technology of genome selection related to backfat thickness in Korean cattle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유전체 선발 기술을 이용하여 한우의 등지방두께(backfat thickness)과 밀접하게 연관되어 있는 유전자 분자표지(DNA marker)를 이용한 한우 육량 진단 방법에 관한 것으로서, 등지방두께가 얇은 한우의 유전적 자질을 예측하고 판정하는 등지방두께 연관 분자표지를 개발하여 이를 이용한 우수 한우의 조기선발 및 개체 평가의 정확성을 제고하는 데 활용 가능한 유전자 진단방법을 제공하기 위한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 한우 SPP1 (secreted phosphoprotein 1) 유전자의 엑손 7번 영역 내에 존재하는 특정 SNP를 이용하여 PCR-RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism; 제한효소절편다형성) 기법으로 한우 개체별 SNP 유전자형에 따른 DNA marker를 검출함으로써 이들 가운데 TC 및 CC 유전자형을 가진 개체들을 TT 유전자형을 가진 개체들에 비해 유전적으로 등지방두께가 얇은 한우 개체로 진단하여 판별하는 방법을 제공한다.
The present invention relates to a method for diagnosing Hanwoo beef using a DNA marker, which is closely related to the backfat thickness of Korean cattle by using a genome selection technique. The purpose of this study is to provide a molecular diagnostic method that can be used to improve the accuracy of early selection and individual evaluation of excellent Hanwoo cattle by developing molecular markers related to backfat thickness to predict and determine the qualities.
More specifically, the present invention relates to SNP genotypes of individual cattle by PCR-RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) using a specific SNP present in the exon 7 region of the Hanwoo SPP1 (secreted phosphoprotein 1) gene. The present invention provides a method of diagnosing and identifying DNA markers according to the genotypes of TC and CC genotypes among Korean cattle, which have a genetically thin backfat thickness compared to those with TT genotypes.

Description

한우 등지방 관련 유전체 선발 기술 개발 {Technology of genome selection related to backfat thickness in Korean cattle}Development of genome selection technology related to Korean beef cattle {Technology of genome selection related to backfat thickness in Korean cattle}

본 발명은 분자유전학적 분석기법인 PCR-RFLP (polymerase chain reaction - restriction fragment length polymorphism; 제한효소절편다형)분석을 통하여 한우 등지방과 밀접하게 연관되어 있는 SPP1 (secreted phosphoprotein 1) 유전자의 특정 SNP(단일염기다형)를 이용한 한우 육량 연관 분자표지를 개발함으로써, 이를 이용하여 유전적으로 등지방두께가 얇은 한우를 조기에 진단하여 판별할 수 있는 기술을 제공한다.
The present invention relates to a specific SNP (single base) of SPP1 (secreted phosphoprotein 1) gene that is closely related to Hanwoo's backfat through PCR-RFLP (polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism) analysis. By developing molecular markers related to Hanwoo beef masses using polymorphisms, we provide a technology that enables early diagnosis and discrimination of genetically thin backfat thick cattle.

현대에는 분자유전학 및 유전자 분석기술의 발달로 인해 DNA 분자수준에서 가축의 특정 형질과 밀접하게 연관되어 있는 후보유전자들의 특이적인 DNA 염기서열 변이에 따른 유전적 형질 진단용 분자표지 기술개발이 활발히 이루어지고 있다. 최근에는 PCR 기술을 이용하는 RAPD (random amplified polymorphic DNA), SSCP (single strand conformation polymorphisms) 기법 및 microsatellite 등 다양한 DNA 분석기법을 이용하여 가축의 주요 경제형질과 관련된 분자표지를 이용한 조기 진단 및 선발 기술은 물론 다양한 산업 전반에 걸쳐 본 기술이 활용되고 있는 실정이다. 특히, 특정 유전자의 PCR product에 제한효소를 처리하여 해당 염기변이 부위의 차이에 따라 DNA 절편이 각각 다르게 나타나는 것을 이용한 PCR-RFLP (restriction fragment length polymorphism) 분석기법은 타 분석기법들에 비해 재현성과 정확성이 뛰어나 유전자 분석 품종판별 검사에 매우 유용한 기술로 평가되고 있다.In recent years, development of molecular genetics and genetic analysis techniques have led to the development of molecular marking technology for the diagnosis of genetic traits based on specific DNA sequence variations of candidate genes closely related to specific traits of livestock at the DNA molecule level . Recently, early identification and screening techniques using molecular markers related to the major economic traits of livestock using various DNA analysis techniques such as RAPD (random amplified polymorphic DNA), SSCP (single strand conformation polymorphisms) and microsatellite This technology is used in various industries. In particular, PCR-RFLP (restriction fragment length polymorphism) analysis, which uses restriction enzymes to PCR products of specific genes and shows DNA fragments differently according to differences in the corresponding nucleotide variation sites, is more reproducible and accurate than other analytical methods. It is excellent and is evaluated as a very useful technique for genetic analysis.

이와 같은 시대적 흐름에 발맞추어 최근에는 분자유전학적 기술을 이용한 한우 경제형질 관련 분자표지를 이용한 고능력 우량 한우 조기진단 기술이 몇몇 개발되어 대한민국 특허청에 특허출원/등록 되어 있다. 그 대표적인 예로, 한우의 근내지방도 연관 프라이머 및 그를 이용한 한우근내지방도 성적 검사방법(출원번호 : 10-2000-0065925), 한우의 경제형질과 연관성 있는 마이크로새틀라이트 DNA 및 이의 분석용 프라이머 세트(출원번호 : 10-2004-0091892)신규 프라이머 세트 및 이를 이용한 한우 선발방법(출원번호 : 10-2003-0093288) 등 DNA 분자표지를 이용한 한우 경제형질 진단 방법과 관련된 발명기술들이 특허등록되어 있다.In line with the trend of the times, several high-capacity Korean beef early diagnosis technologies using molecular markers related to economic quality of Korean cattle using molecular genetic techniques have been developed and patented / registered with the Korean Intellectual Property Office. As a typical example, my beef with the intramuscular local roads and associated primers him hanwoogeun prefectural grades inspection method (Patent Application No. 10-2000-0065925), the beef economic traits associated with the Micro Satellite DNA and its analysis primer set (Application No .: 10-2004-0091892) and new primer set and Korean beef cattle selection method (Application No .: 10-2003-0093288) The invention technologies are patented.

그러나, 상기에 제시한 기존의 발명들은 특정한 형질 발현과 밀접하게 연관되어 있는 유전자를 이용하는 본 발명에서의 분석방법과 달리, 약 2-7 bp 크기의 DNA 염기 반복 수에 따라 개체별 유전적 다형성을 구분하는 마이크로새틀라이트(microsatellite) 분석기술을 이용한 분자표지들로서 본 발명에서 이용한 PCR-RFLP 분석기법에 비해 분자표지의 재현성이 낮아 정확성이 현저하게 떨어지는 단점이 있다. 그에 반해 본 발명에서는 한우 경제형질과 밀접하게 연관되어 있는 SPP1 후보유전자의 특정 SNP영역을 이용하여 PCR-RFLP기법으로 분자표지를 개발한 것으로서 한우 경제형질과 보다 연관성 있는 유전자 분자마커를 제공할 수 있을 뿐만이 아니라, 타 분석기법들에 비해 RFLP 마커의 재현성이 뛰어나 보다 정확성 높은 유전자 분자표지를 제공하는 장점이 있다.
However, the existing inventions described above, unlike the analysis method of the present invention using a gene that is closely associated with a specific expression, the genetic polymorphism of the individual according to the number of DNA base repeats of about 2-7 bp size Molecular markers using a distinctive microsatellite analysis technique have a disadvantage in that the accuracy of the molecular label is significantly lower than that of the PCR-RFLP analysis method used in the present invention. In contrast, in the present invention, the molecular marker was developed by PCR-RFLP technique using a specific SNP region of the SPP1 candidate gene closely related to the Hanwoo economic trait, thereby providing a gene molecular marker more related to the Hanwoo economic trait. In addition, the RFLP marker has a higher reproducibility than other analytical methods, and thus has an advantage of providing more accurate molecular molecular markers.

최근 한미 FTA 협상 타결 등 쇠고기 수입개방에 대응한 국내 한우 사육농가의 보호 및 발전을 위해서는 한우육의 육질 고급화를 통한 수입육과의 차별화로 품질경쟁력을 높이고, 또한 고육량화로 한우의 경제성을 높이는 전략이 필요하다. 이를 위해서는 최적의 사육 환경 조성도 중요하겠지만, 근본적으로 유전적 자질이 우수한 한우를 조기에 진단하여 선발하는 최첨단 육종개량 모델을 개발하여 품질 좋고 경제성 높은 고능력 한우를 생산함으로써 소비자들에게 안전하고, 맛 좋은 고급육한우를 보다 저렴한 가격에 제공할 수 있을 것이다. 현재 우리나라 축산물 등급판정은 한우 육량등급 판정의 경우 도체중량(carcass weight), 도체율(dressing percentage), 등지방 두께(backfat thickness) 및 배최장근단면적(M. longissimus dorsi area)등의 도체성적 항목을 이용하여 A, B, C 및 등외등급으로 육량등급을 판정하고 있는데 이들 항목 중에서 특히 등지방두께는 육량 등급을 결정하는데 매우 지대한 영향을 미치는 요인 중 하나이다. 등지방두께가 얇을수록 등심단면적이 넓어져 육량 증대 효과를 기대할 수 있기 때문에 한우의 경제성을 높이려면 유전적으로 등지방두께가 얇은 우수한 개체를 조기에 진단하고 선발하여 최적의 환경에서 사육 관리하는 것이 중요하다. In order to protect and develop domestic beef cattle farmers in response to the opening of the US-Korea FTA negotiations, Korea needs a strategy to enhance quality competitiveness by differentiated from imported beef through the high quality of beef cattle, and to improve the economic efficiency of Hanwoo by raising meat. Do. In order to achieve this, it is important to create an optimal breeding environment, but by developing a state-of-the-art breeding and breeding model that diagnoses and selects Korean cattle with excellent genetic qualities early, producing high-quality, economical, high-quality beef cattle that are safe for consumers. Good quality beef cattle will be available at a lower price. Korean livestock grading is based on carcass weight, carcass weight, dressing percentage, backfat thickness, and M. longissimus dorsi area. Meat grades are judged by A, B, C and iso-grade grades. Among these items, the back fat thickness is one of the most significant factors in determining meat grade. The thinner the back fat thickness, the wider the cross-sectional area is expected to increase the amount of meat. Therefore, it is important to diagnose and select excellent individuals with genetically thin back fat thickness early in order to raise the economic efficiency of the cattle. Do.

가축의 육종개량에 있어 종래의 양적 유전학적 방법은 가축의 표현형적 기록에 의존해왔다. 즉, 후보종모우는 혈통기록과 체형 발달 등의 당대 기록으로 우선 선발하고 빈우와의 교배에 의해 생산되는 후대 검정우를 사육, 도축하여 도체 및 육질형질들을 기록하고 가축이 사육되어진 환경 요인들을 최대한 배제하면서 가축의 진정한 육종가를 추정해 내기 위한 가장 적절한 통계 모델식을 고안하여 종축을 선발하게 되는데 이러한 표현형적 관찰치를 측정하는 데는 많은 시간이 소요되므로 종축의 선발을 지연하게 되어 세대 간격이 길어지고 많은 두수의 후보 종축을 사육하게 되므로 사료비, 시설투자비 및 유지비, 인건비 등의 경제적 비용과 과도한 노동력이 소요된다. 이와 같은 매우 비효율적인 방법으로 인해 보다 과학적이고 신속하게 우수한 육량등급의 비육우를 조기에 선발하고 사육하기 위한 한우 육량등급 판정 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Conventional quantitative genetic methods for improving breeding of livestock have relied on phenotypic records of livestock. In other words, the candidates were selected for the first time, such as pedigree record and body development, and the next black sheep produced by mating with the birds was reared and slaughtered to record the carcass and meat quality traits, In order to estimate the true breeding price of livestock, the most suitable statistical model formula is devised to select the breed axis. It takes a long time to measure these phenotypic observations, The cost of labor, such as feed costs, facility investment and maintenance costs, labor costs, and excessive labor are required. Due to such a very inefficient method, there is an urgent need for a method for judging Hanwoo beef grading to select and raise early-quality beef cattle more scientifically and quickly.

따라서, 본 발명은 최첨단 분자육종 기술을 이용한 한우 육량형질 연관 유전자 분자표지를 개발하고 이를 이용하여 유전적으로 육량이 우수한 한우를 조기에 진단하여 선발할 수 있는 기술을 개발하고자 수행하였다.
Therefore, the present invention has been carried out to develop a technique capable of early diagnosis and selection of genetically engineered Hanwoo cattle using the molecular markers associated with Hanwoo beef traits using the latest molecular breeding technology.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 개선시키기 위하여 연구 개발한 결과, 소의 6번 염색체에 존재하는 SPP1 유전자를 한우의 육량형질 관련 후보유전자로 선정하여 한우 등지방두께 연관 분자표지를 개발하고 이를 이용한 우량 한우 조기진단 방법을 발명하였다. 본 발명에서 이용한 한우 SPP1 (secreted phosphoprotein 1) 유전자는 분비세포에서 분비되는 인산화 단백질 발현에 영향을 미치는 유전자로서 milk trait와 관련된 6번 염색체 QTL (quantitive trait locus, 양적형질좌위)영역에 위치하고 있으며, 육우의 생체중, 성장형질 및 마블링과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 보고되어 있다. 따라서 본 발명에서는 SPP1 유전자를 한우 경제형질 관련 후보유전자로 최종 선정하고, SPP1 유전자의 특정 SNP를 이용한 PCR-RFLP 분석 및 육량 및 육질관련 형질과의 연관성 통계 분석을 통해 육량형질과 밀접하게 연관되어 있는 분자표지(DNA marker)를 발굴하여 유전적으로 등지방두께가 얇은 한우 조기 진단 및 선발에 활용할 수 있는 DNA 분자표지 개발하였다. Therefore, the present inventors have researched and developed in order to improve the above problems. As a result, the SPP1 gene present in the chromosome 6 of cows was selected as a candidate gene for traits related to Hanwoo beef, and the molecular markers related to fat thickness such as Hanwoo were developed and superior. The method for early diagnosis of Korean cattle was invented. Hanwoo SPP1 (secreted phosphoprotein 1) gene used in the present invention is a gene that affects the expression of phosphorylated protein secreted from secretory cells and is located in the chromosome QTL (quantitative trait locus) region 6 associated with milk trait, beef cattle It has been reported to be closely associated with the biomass, growth traits and marbling of. Therefore, in the present invention, the SPP1 gene was finally selected as a candidate gene related to Hanwoo economic trait, and it was closely related to meat quality through PCR-RFLP analysis using specific SNP of SPP1 gene and statistical analysis of correlation with meat quality and meat-related traits. DNA markers were developed to develop DNA markers that could be used for early diagnosis and selection of Hanwoo cattle with a genetically thin back fat thickness.

더욱 상세하게는, 한우의 혈액으로부터 genomic DNA를 분리하고, 이를 SPP1 유전자의 엑손 7번 영역을 포함하는 프라이머(primer)를 이용하여 PCR로 증폭한 다음, 증폭된 PCR 산물에 Nla III 제한효소를 첨가하여 절단된 DNA 단편을 아가로즈젤(agarose gel)에 전기영동 하여 각 유전자형별 DNA marker를 결정한 후, 한우의 육량 및 육질형질 관련 도체성적과의 연관성 통계분석을 통해 등지방두께와 연관되어 있는 DNA marker를 발굴함으로써 이를 이용하여 유전적으로 등지방두께가 얇은 우수 한우 진단방법을 제공한다.More specifically, genomic DNA is isolated from the blood of Hanwoo, amplified by PCR using a primer (primer) containing the exon region 7 of the SPP1 gene, and then Nla to the amplified PCR product. DNA fragments digested with III restriction enzymes were electrophoresed on agarose gel to determine DNA markers for each genotype, and the back fat thickness was analyzed through statistical analysis of the association between carcass quality and meat quality of Hanwoo. By detecting DNA markers associated with, we can provide excellent diagnostic method for Hanwoo cattle with genetically thin back fat thickness.

한우 SPP1 유전자 엑손 7번 영역의 증폭영역 내 92번째 C↔T 염기치환으로 인한 DNA 유전자형 마커(CC, CT 및 TT형)를 이용하여 한우 개체의 등지방두께에 대한 도체 육량 특성을 규명할 수 있으며 이를 바탕으로 우량 한우의 조기 진단 및 선발과 유용 유전자원의 산업적 활용이 가능하다. 즉, SPP1 유전자의 CC 및 CT 유전자형을 보유하고 있는 개체를 조기에 진단하고 선발 육종하여 한우 육종개량사업의 효율성과 개량성과를 극대화하고 동시에 우리나라 고유의 한우 유전자원을 보다 우수하게 개량하고 보존하는 효과를 얻을 수 있다.Using the DNA genotype markers (CC, CT, and TT) resulting from the 92nd C↔T base substitution in the amplification region of the Hanwoo SPP1 gene exon region 7, characterization of carcass mass on the backfat thickness of Hanwoo individuals Based on this, early diagnosis and selection of excellent Hanwoo cattle and industrial utilization of useful genetic resources are possible. In other words, early diagnosis and selection of the individuals holding the CC and CT genotypes of the SPP1 gene maximizes the efficiency and improvement of the Hanwoo Breeding Improvement Project and at the same time improves and preserves Korea's unique Hanwoo genetic resources. Can be obtained.

또한, 본 발명은 한우의 genomic DNA를 대상으로 PCR-RFLP 분석 방법을 이용하는 최첨단 분자육종 기술로서 본 발명에서 이용한 PCR-RFLP 분석 기법은 신속하고 간편하며 정확성이 높아 선발의 효율성과 실용성을 극대화 할 수 있을 뿐만 아니라 다수의 시료를 대상으로 DNA marker 유전자형을 보다 간편하고 신속하며, 정확하게 판정할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention is a state-of-the-art molecular breeding technique using PCR-RFLP analysis method for genomic DNA of Hanwoo, the PCR-RFLP analysis technique used in the present invention can maximize the efficiency and practicality of selection since it is fast, simple and accurate. In addition, there is an advantage that the DNA marker genotype can be more easily, quickly and accurately determined in a large number of samples.

도면 1은 본 발명에서 PCR-RFLP 분석 기법으로 검출한 서열번호 1의 한우 SPP1 유전자 증폭 영역 내 92번째 C↔T 단일염기다형(SNP)으로 인한 각 개체의 SNP 유전자형별 분자표지(DNA marker) 전기영동 사진
도면 2는 본 발명에서 PCR-RFLP 분석 기법으로 검출한 서열번호 1의 한우 SPP1 유전자 증폭 영역 내 92번째 C↔T 단일염기다형(SNP)에 대한 각 SNP 유전자형별 분자표지(DNA marker)의 염기서열 분석 크로마토그램
Figure 1 shows the SNP genotype (DNA marker) of each individual due to the 92th C↔T monobasic polymorphism (SNP) in the Hanwoo SPP1 gene amplification region of SEQ ID NO: 1 detected by the PCR-RFLP analysis technique in the present invention Yeongdong pictures
Figure 2 shows the base sequence of each SNP genotype (DNA marker) for the 92th C↔T monobasic polymorphism (SNP) in the Hanwoo SPP1 gene amplification region of SEQ ID NO: 1 detected by the PCR-RFLP analysis technique in the present invention Analytical chromatogram

상기에 제시한 목적을 달성하기 위하여 이하 비한정적인 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
In order to achieve the above objects, the present invention will be described in more detail with reference to the following non-limiting examples.

실시 예 1 : 한우 Example 1: SPP1SPP1 유전자의  Gene SNPSNP 유전자형 검출 Genotype detection

1. 공시재료 및 DNA 분리 정제1. Disclosure material and DNA separation purification

본 발명에 사용한 한우는 국가 후대검정사업에 등록하고 후대검정을 통하여 혈통기록과 도체성적을 보유하고 있는 후보 종모우 집단 총 147두를 공시축으로 선정하였다. 각 공시축 혈액으로부터의 genomic DNA의 분리 및 정제는 Miller등(1988)의 방법을 일부 변경하여 분리 정제하였으며 스펙트로포토메타(spectrophotometer)를 이용하여 DNA 농도를 측정한 후 TE buffer (10mM Tris-HCl, pH 7.4; 1mM EDTA)에 용해하여 -20℃ 냉동고에 보존하고 공시재료로 사용하였다.
Hanwoo, used in the present invention, was registered with the National Hospitality Assurance Project and selected 147 headed cattle breeding populations with lineage records and carcass scores through the Subsequent Test. Separation and purification of genomic DNA from each coaxial blood was partially purified by some modification of Miller et al. (1988). After measuring DNA concentration using spectrophotometer, TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 7.4; 1 mM EDTA), stored in -20 ℃ freezer and used as a test material.

2. 한우 SPP1 유전자의 PCR 증폭 및 단일염기다형(SNP) 검출2. PCR Amplification and SNP Detection of Hanwoo SPP1 Gene

한우 SPP1 유전자의 exon 7번에서 intron 7번 영역을 포함하는 서열번호 1에 제시한 353 bp 크기의 DNA 단편을 증폭하기 위한 프라이머(primer)는 GenBank 등록번호 NC_007304호에 등록된 염기서열 정보를 참고하여 서열번호 2와 서열번호 3에 제시한 바와 같이 각각 설계 및 제작하였으며, 본 발명에 사용한 프라이머 염기서열은 표 1과 같다.Primer for amplifying the 353 bp DNA fragment shown in SEQ ID No. 1 including the region of intron 7 in exon 7 of the Hanwoo SPP1 gene is referred to the base sequence information registered in GenBank Accession No. NC_007304. Designed and prepared as shown in SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, respectively, primer base sequences used in the present invention are shown in Table 1.

한우 SPP1 유전자의 PCR 증폭을 위한 프라이머 염기서열Primer Sequences for PCR Amplification of Hanwoo SPP1 Gene 프라이머primer 증폭 영역Amplification region 프라이머염기서열Primer base sequence 서열번호SEQ ID NO: SPP1SPP1 엑손7-인트론7Exon 7-Intron 7 정방향 F-AGTGAGGAGATGCATGACGC
역방향 R-CATATTGTCTCCCACCCTGCT
Forward F-AGTGAGGAGATGCATGACGC
Reverse R-CATATTGTCTCCCACCCTGCT
2
3
2
3

SPP1 유전자의 PCR 증폭을 위한 반응 조건은 진엠프 시스템 9700(GenAmp PE Applied Biosystem, USA)을 이용하여 다음과 같은 조건하에 실시하였다. 즉, 반응액 조성은 0.2 ml 튜브에 주형(template) DNA 50 ng, 프라이머 각 0.1 μM, dNTP 각 250 μM, 10X PCR buffer 2㎕, 그리고 Taq DNA 중합효소 1 unit 을 첨가하여 PCR 반응액을 총 20㎕로 조정하였다. PCR 반응조건은 최초 94℃에서 5분간 예비가열 후 94℃에서 30초, 55℃에서 30초 그리고 72℃에서 30초 간의 사이클을 총 30회 반복한 다음 마지막으로 72℃에서 5분간 가열하여 DNA 증폭과정을 종료하였다. PCR 증폭산물은 2% 아가로즈젤(agarose gel)에 전기영동 하여 DNA 증폭 성공여부를 검증하였다. 한우 SPP1 유전자의 PCR 증폭산물을 이용하여 direct sequencing 기법으로 염기서열을 분석한 결과 서열번호 1에 제시한 바와 같이 총 353 bp 크기의 염기를 검출하였으며, 검출된 이들 증폭 영역 내 염기에서 총 1개의 단일염기다형(SNP) 부위를 검출하였다. 즉, NCBI GenBank 등록번호 NC_007304호의 6,349번째(서열번호 1의 92번째) 염기에서 C↔T 염기치환에 따른 SNP를 검출하였다. 검출된 SNP에 대한 각 검정대상 한우 개체별 SNP 유전자형 분석을 위해 Nla III 제한효소를 이용하여 RFLP 분석을 수행하였다.
Reaction conditions for PCR amplification of the SPP1 gene were performed using the GeneAmp System 9700 (GenAmp PE Applied Biosystem, USA) under the following conditions. The reaction solution was prepared by adding 50 ng of template DNA, 0.1 μM of each primer, 250 μM of dNTP, 2 μl of 10X PCR buffer and 1 unit of Taq DNA polymerase to a 0.2 ml tube. ≪ / RTI > PCR reaction conditions were pre-heated for 5 minutes at 94 ℃, 30 cycles at 94 ℃, 30 seconds at 55 ℃ and 30 seconds at 72 ℃, and then repeated 30 times and finally heated at 72 ℃ for 5 minutes to amplify DNA. The process was terminated. PCR amplification products were electrophoresed on 2% agarose gel to verify DNA amplification success. As a result of sequencing by direct sequencing technique using PCR amplification products of the Hanwoo SPP1 gene, a total of 353 bp bases were detected as shown in SEQ ID NO. A base polymorphism (SNP) site was detected. That is, the SNP was detected by the C↔T base substitution at the 6,349 th base of the NCBI GenBank registration number NC_007304 (92 th of the SEQ ID NO: 1). For SNP genotyping by individual Hanwoo cattle Nla RFLP analysis was performed using III restriction enzymes.

3. PCR-RFLP 기법에 의한 한우 SPP1 유전자의 SNP 유전자형 마커 분석3. Analysis of SNP Genotype Markers of Hanwoo SPP1 Gene by PCR-RFLP Technique

검출된 한우 SPP1 유전자의 증폭영역 내 92번째 C↔T SNP 부위에 Nla III 제한효소 인지부위(5'-CATG-3')가 존재하여 RFLP 기법으로 한우 SPP1 유전자의 세 종류 SNP 유전자형(CC, CT 및 TT)에 상응하는 분자표지(DNA marker)를 검출하였다[도면 1 및 도면 2]. Nla at the 92th C↔T SNP site in the amplified region of the detected Hanwoo SPP1 gene III restriction enzyme recognition site (5'-CATG -3 ') was present and the RFLP technique detected DNA markers corresponding to three SNP genotypes (CC, CT and TT) of the Hanwoo SPP1 gene [Fig. 1 and drawing 2].

한우 SPP1 유전자의 RFLP 분석은 5 ㎕의 PCR 증폭산물에 2 unit의 Nla III 제한효소를 첨가한 다음 37℃에서 약 3시간 이상 반응시켜 절단하였다. PCR 증폭산물을 제한효소로 각각 절단하여 얻어진 DNA 단편은 TBE buffer (90 mM Tris-borate, 2 mM EDTA, pH 8.0)을 이용하여 2% 아가로즈젤에 약 100 volt 전압으로 약 1시간 전기영동하고 EtBr (ethidium bromide)로 염색한 후, DNA 단편 양상을 관찰하여 각 검정 개체별 SNP 유전자형을 판정하였다. 즉, CC homo 유전자형을 가진 개체들에서는 2개의 제한효소 인지부위가 존재하여 16, 109 및 288 bp 크기를 갖는 총 3개의 DNA 단편이 검출되었고, TT homo 유전자형을 가진 개체들에서는 3개의 제한효소 인지부위 존재하여 16, 77, 109 및 151 bp 크기를 갖는 총 4개의 DNA 단편이 검출되었다. 그리고 CT hetero 유전자형을 가진 개체들은 이들 5가지의 DNA 단편이 모두 검출되어 16, 77, 109, 151 및 288 bp 크기를 갖는 DNA band가 검출되었다[도면 1]. 단, 분자량의 크기가 매우 작은 16 bp의 DNA 단편은 2% 아가로즈젤 상에서는 검출되지 않았다.Beef RFLP analysis of SPP1 gene unit 2 of Nla the PCR amplification product of 5 ㎕ III restriction enzyme was added and then digested at 37 ° C. for at least 3 hours. DNA fragments obtained by cleaving each PCR amplification product with restriction enzymes were electrophoresed at 2% agarose gel at about 100 volts for about 1 hour using TBE buffer (90 mM Tris-borate, 2 mM EDTA, pH 8.0). After staining with EtBr (ethidium bromide), the DNA fragments were observed to determine the SNP genotype of each assay individual. In other words, two restriction enzyme recognition sites existed in individuals with the CC homo genotype, so that a total of three DNA fragments with sizes of 16, 109 and 288 bp were detected, and three restriction enzyme recognition in individuals with the TT homo genotype. A total of four DNA fragments with 16, 77, 109 and 151 bp size in the presence of the site were detected. Individuals with CT hetero genotype detected all five DNA fragments and detected DNA bands with sizes 16, 77, 109, 151 and 288 bp (Fig. 1). However, a 16 bp DNA fragment with a very small molecular weight was not detected on 2% agarose gel.

이상과 같은 방법으로 한우 후대 검정우 집단 총 147두를 대상으로 분석한 SPP1 유전자의 증폭영역 내 92번째 SNP 대립유전자 출현빈도와 유전자형 출현율을 분석한 결과 대립유전자 출현빈도는 C 대립유전자가 약 74.1%, T 대립유전자가 약 25.9%로 C 대립유전자 출현빈도가 T 대립유전자에 비해 높게 나타났으며, SNP marker 유전자형 출현빈도는 CC형 55.8%(82두), CT형 36.7%(54두), 그리고 TT형 7.5%로(11두) TT 유전자형이 가장 낮고, CC 유전자형이 가장 높은 것으로 분석되었다.
As a result of analyzing the frequency and genotype of the 92nd SNP allele in the amplification region of the SPP1 gene, which analyzed 147 heads of Hanwoo progeny black cattle population, the allele frequency was 74.1% for the C allele. , T allele was about 25.9%, C allele frequency was higher than T allele, SNP marker genotype frequency was 55.8% (82 eyes), CT type 36.7% (54 eyes), and The TT genotype was the lowest and the CC genotype was the highest at 7.5% (11 heads).

실시 예 2. 한우 Example 2. Hanwoo SPP1SPP1 유전자의  Gene DNADNA markermarker 유전자형과 육질 및  Genotype and meat quality 육량Flesh 형질과의 연관성 통계 분석 Statistical analysis of association with traits

본 발명을 통해 검출된 한우 SPP1 유전자의 SNP 유전자형이 한우의 육량 및 육질형질 관련 도체성적 및 육종가 추정치에 미치는 효과를 추정하기 위해 SASⓐ9.1 Package/PC 프로그램을 이용하여 PROC GLM 법으로 통계 처리하였으며, 이들 중 유전자형 효과의 유의성이 인정된 형질에 대해 던칸 다중검정(Duncan′s Multiple Range Test; DMRT) 방법으로 각 유전자형의 최소자승평균치간의 차이에 의한 유의성 검정을 실시하였다. 그 결과 한우 SPP1 유전자의 엑손 7번 영역 내 C↔T 염기치환에 의한 SNP 부위(서열번호 1의 92번째)의 유전자형은 한우 등지방두께와의 유의적 연관성이 입증되었다(P<0.05). 즉, 표 2에서 보는 바와 같이 등지방두께에서 TT 유전자형을 가진 개체들이 CC 및 CT 유전자형을 가진 개체들에 비해 각각 0.239 및 0.176 정도 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05).
In order to estimate the effect of the SNP genotype of the Hanwoo SPP1 gene detected through the present invention on the carcass meat quality and carcass quality related carcass quality and breeding value estimates of the Korean cattle, it was statistically processed by the PROC GLM method using the SASⓐ9.1 Package / PC program. Among the traits of which genotype effects were recognized, significance test was performed by the Duncan's Multiple Range Test (DMRT) method. As a result, genotype of the SNP site (SEQ ID No. 92) by C↔T base substitution in the exon 7 region of the Hanwoo SPP1 gene was proved to be significantly correlated with the back fat thickness of Hanwoo (P <0.05). That is, as shown in Table 2, the individuals with the TT genotype in the backfat thickness were significantly higher than those with the CC and CT genotypes by 0.239 and 0.176, respectively (P <0.05).

한우 SPP1 유전자의 DNA marker 유전자형과 육량 및 육질형질과의 연관성 통계분석 결과DNA marker genotype of Korean cattle SPP1 gene and its association with meat mass and meat quality 육량 및 육질형질
Meat and meat quality
SNP 유전자형SNP genotype P-valueP-value
CCCC CTCT TTTT 생시체중/kgBirth weight / kg 534.263±6.295534.263 ± 6.295 544.825± 8.053544.825 ± 8.053 571.657± 17.855571.657 ± 17.855 0.1280.128 도체중/kgConductor weight / kg 305.389±4.034305.389 ± 4.034 310.579± 5.161310.579 ± 5.161 329.487± 11.442329.487 ± 11.442 0.1430.143 도체율/%Conductor Rate /% 57.103±0.20057.103 ± 0.200 56.961± 0.25656.961 ± 0.256 57.631± 0.56857.631 ± 0.568 0.5580.558 등지방두께/cmBack fat thickness / cm 0.605±0.029b 0.605 ± 0.029 b 0.668± 0.037b 0.668 ± 0.037 b 0.844± 0.083a 0.844 ± 0.083 a 0.0240.024 배최장근단면적/cmLongest root cross section / cm 74.418±0.94874.418 ± 0.948 74.625± 1.21374.625 ± 1.213 77.767± 2.68977.767 ± 2.689 0.5140.514 근내지방도/1-7Local muscle degree / 1-7 2.013± 0.1592.013 ± 0.159 1.933± 0.2041.933 ± 0.204 2.071± 0.4532.071 ± 0.453 0.9320.932

이상의 본 발명에 대한 결과를 종합해 볼 때, 본 발명의 한우 SPP1 유전자의 증폭영역 내 92번째 C↔T SNP 유전자형은 한우의 육질등급 판정에 있어 매우 중요한 항목인 등지방두께에 대한 유의적 연관성이 입증되어 본 분자표지를 이용하여 유전적으로 등지방이 얇은 한우를 조기에 진단하고 선발할 수 있는 DNA 분자표지로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
In summary, the 92nd C↔T SNP genotype in the amplification region of the Hanwoo SPP1 gene of the present invention has a significant association with the backfat thickness, which is a very important item in determining the quality of Korean beef. Proven that this marker could be used as a DNA marker for early diagnosis and selection of genetically thin back cattle.

표 2에서, a,b: 서로 다른 부호 간에는 유의차가 있음(P<0.05).
도면 1에서, M: 100 bp DNA size marker; CC, CT, TT: 본 발명의 SPP1 유전자 SNP 에 의한 각각의 DNA marker 유전자형; 288bp, 151bp,109bp, 77bp: RFLP분석을 통해 검출된 DNA 단편의 크기
도면 2에서, CC, CT, TT: 본 발명의 SPP1 유전자 SNP에 의한 염기서열 분석 크로마토그램에 대한 각각의 DNA marker 유전자형.
In Table 2, a and b : there is a significant difference between the different codes (P <0.05).
1, M: 100 bp DNA size marker; CC, CT, TT: respective DNA marker genotypes by SPP1 gene SNP of the present invention; 288bp, 151bp, 109bp, 77bp: size of DNA fragment detected by RFLP analysis
In Figure 2, CC, CT, TT: respective DNA marker genotypes for sequencing chromatogram by SPP1 gene SNP of the present invention.

서열목록 전자파일 첨부Attach an electronic file to a sequence list

Claims (3)

서열번호 2 및 서열번호 3의 프라이머(primer)에 의해 PCR (Polymerase chain reaction; 중합효소연쇄반응) 증폭된 한우 SPP1 (secreted phosphoprotein 1) 유전자 증폭산물에 Nla III 제한효소를 처리하는 과정을 포함하는 PCR-RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism; 제한효소절편다형) 분석법으로 서열번호 1에 제시한 한우 SPP1 유전자 염기서열 92번째 C↔T 염기치환에 따른 검사대상 한우 개체별 분자표지(DNA marker)를 검출하고, 각각의 SNP 유전자형(CC, CT 및 TT)을 분석하여 유전적으로 등지방두께가 얇은 한우를 예측하여 판정하는 것을 특징으로 하는 한우 등지방두께 연관 분자표지를 이용한 한우 육량형질 진단 방법
Nla to a Hanwoo SPP1 (secreted phosphoprotein 1) gene amplified product amplified by PCR (Polymerase chain reaction) by primers of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 Restriction Fragment Length Polymorphism (PCR-RFLP) analysis including the process of III restriction enzyme analysis Determination of DNA markers of each star, and analysis of each SNP genotype (CC, CT and TT) to predict and determine the genetically related Hanwoo back fat thickness, characterized in that predicted and determined Hanwoo cattle thin genetically thin back fat thickness Hanwoo beef trait diagnosis method
청구항 1에 있어서,
5'에서 3' 방향으로 AGTGAGGAGATGCATGACGC의 염기서열 구조를 갖는 서열번호 2의 정방향 프라이머와 5'에서 3' 방향으로 CATATTGTCTCCCACCCTGCT의 염기서열 구조를 갖는 서열번호 3의 역방향 프라이머를 이용하여 한우 SPP1 유전자를 PCR로 증폭하는 것을 특징으로 하는 한우 등지방두께 연관 분자표지를 이용한 한우 육량형질 진단 방법
The method according to claim 1,
Hanwoo SPP1 gene was PCR by using a forward primer of SEQ ID NO: 2 having a nucleotide sequence structure of AGTGAGGAGAGACATCATGACGC in 5 'to 3' direction and a reverse primer of SEQ ID NO: 3 having a nucleotide sequence structure of CATATTGTCTCCCACCCTGCT in 5 'to 3' direction. Hanwoo beef trait diagnostic method using molecular labeling associated with Hanwoo back fat thickness, characterized in that the amplification
청구항 1에 있어서,
PCR-RFLP 분석법으로 검출된 한우 SPP1 유전자의 세 가지 분자표지(DNA marker) 유전자형(CC, CT 및 TT) 가운데 CC 및 CT 유전자형을 나타내는 한우개체를 TT 유전자형을 나타내는 한우 개체에 비해 유전적으로 등지방두께가 얇은 한우로 예측하여 판정하는 것을 특징으로 하는 한우 등지방두께 연관 분자표지를 이용한 한우 육량형질 진단 방법
The method according to claim 1,
Among the three DNA marker genotypes (CC, CT, and TT) of the Hanwoo SPP1 gene detected by PCR-RFLP analysis, Hanwoo individuals that show CC and CT genotypes are genetically backfat compared to Hanwoo individuals that show TT genotype. Method for diagnosing Hanwoo beef traits using molecular labeling associated with backfat thickness of Hanwoo
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