KR102168817B1 - 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 향어 선발육종 방법은 향어 개체별 무선개체인식 태그(RFID) 칩을 삽입한 후 계측형질 정보 자료 및 유전자 정보 자료를 기반으로 우량 친어를 선발하고 교배지침에 의하여 종묘를 생산하는 유전 육종법으로서, RFID 칩을 통해 체계적인 관리가 가능하며, 마이크로새틀라이트 마커를 이용하여 유전 정보를 얻음으로써 유전적 특성을 고려한 교배를 통해 우량품질의 향어를 선발하여 육종할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 향어 선발육종 방법은 육종 1세대의 생산 및 초기성장 계측형질 측정에 그치지 않고 이들의 친자확인 및 후기성장 계측형질을 측정하여 우수한 육종 2세대를 선발, 생산할 수 있다. 또한, 본 발명의 선발육종 방법으로 생산된 육종 향어는 성장이 빨라 생산 시 사료비, 인건비 등 생산비용이 절감되어 경제적인 측면에서 상당히 높게 평가될 수 있으며, 체형이 개선되어 가식부가 증가하고, 비늘이 개선되어 상품성이 좋아 구매자의 수요도 또한 증가 할 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 유전자 분석 및 친자확인 기술을 이용하여 유전적 특성을 고려한 교배를 통해 성장이 빠르고 비늘이 개선된 향어를 선발하고 육종하는 방법에 관한 것이다.
향어(Cyprinus carpio)는 1970년대에 이스라엘에서 품종이 개량되어 'Dor 70 strain' 혹은 ‘Israeli mirror carp'로 불리우고 있으며 유럽과 아시아 각 지역에서 광범위하게 양식되고 있는 어종으로 전세계적으로 가장 널리 보급되어 있는 품종이다.
향어는 각종 개량 잉어 중 가장 우량한 품종으로 우리나라에는 1973년에 이스라엘에서 처음 도입되어 양식하기 시작하였으며, 이스라엘잉어는 일반적으로 몸 길이 30~40cm로 잉어와 비슷하나 무게가 잉어에 비해 무겁고, 몸길이와 몸높이의 비율이 2:1로 성장속도는 동양계 잉어보다 빠르고 육질이 단단하며 비린내와 같은 역한 냄새가 나지 않아 회와 탕 등 여러 요리에 응용되어 국민들에게 인기 있는 민물 생선으로 자리매김하였다. 그 결과, 1980년대에는 향어 양식장이 급속도로 많이 생겨나며 전국적으로 크게 성행하였고, 양식장에서는 자체적으로 전통적인 방법인 육안으로 좋은 어미를 선발하여 종묘를 생산하는 방법으로 양식을 이어왔다. 그러나, 1980년대 후반 정부의 양식장 수질환경 규제가 강화되면서, 양식장 환경 및 수질 문제로 향어는 각종 질병감염에 노출되면서 집단 폐사가 빈번하게 발생하였고 이로 인하여 많은 양식장 사업이 큰 타격을 입었다.
국내 향어양식장에서는 선발육종에 대한 계획적인 접근과 교배지침 없이 전통적인 교배만이 이루어졌고, 제한된 어미집단만을 이용하여 교배를 하는 것이 일반적이었으며, 이미 가입된 집단이 반복적으로 재가입 함으로써 여러 세대에 걸쳐 근친교배와 무의식적인 선발 등의 원인으로 유전적 다양성이 급격히 저하되는 결과를 가져왔다. 그 결과, 세대를 거듭할수록 환경변화에 대한 적응력을 저하시키고 질병감염으로 인한 폐사를 촉진시키는 결과를 초래하게 되었다. 이는 지속적인 양식을 위해서는 어미 집단의 유전적인 다양성의 확보와 다음 세대의 다양성이 유지될 수 있도록 유전적 거리를 고려하여 육종하는 것이 매우 중요하다는 것을 의미한다.
한편, 선발육종은 기존의 양식품종을 유전적으로 우수한 개체나 집단을 선발해 이들의 자손을 보다 우수한 품종으로 개량하는 것으로, 이는 기존 품종의 개량에만 국한되는 것이 아니라 실용가치가 높은 계통(line)이나 품종(breed)을 새롭게 개발해 산업화하는 것까지 포함한다.
선발육종에 따른 유전적 개량량은 세대를 거듭할수록 누진적으로 커지게 되어 생산성을 지속적으로 제고시킬 수 있으며 향어양식의 질적 표현형이 양식물의 가치와 생산비용에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 어류는 일회 산란수가 많고 표현형(phenotype)의 유전적 변이가 커서 선발육종에 의한 유전적 개량에 이점을 가지고 있어 체중, 체장 등 어류의 주요 계측형질들은 생산성 관련 형질로써 직접 선발에 이용될 수 있다. 더욱이, FTA에 따른 양식업의 경쟁력 확보를 위한 우량 종묘 및 수산물의 경제적 부가가치를 높이는 것이 절실한 상황에서 현재 수산생물 육종기술 도입 및 활용은 매우 미비한 상태로 수산 양식종의 지속적 개량 및 소득 증대를 위해서는 DNA 마커를 활용한 분자육종 기술방법 개발이 필요한 실정이다.
특히, 유전자 표지 (DNA marker)를 이용한 육종과 전통적인 선발육종을 접목해 지속적인 후대생산을 통해 경제형질을 개선하는 현대의 육종프로그램은 고전적인 선발육종인 양적 유전학적 육종방법과 최근 발전하고 있는 생물정보학을 이용한 분자육종을 접목시켜 지금까지 생각하지 못하였던 우량형질의 선택을 가능하게 만들면서 양식업에 획기적인 변화를 일으키고 있다.
현재 많은 나라에서 어류 품종개량을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 대서양연어, 틸라피아, 잉어, 무지개송어, 등 다양한 어류에서 관련 연구가 보고되고 있다. 노르웨이에서는 풍부한 수산 생물자원을 활용하여 생명공학 역량을 극대화하여 1968년부터 정부 주도로 대서양연어의 육종 연구에 성공하여 세계시장(1,213톤)의 90% 점유하였고, 틸라피아는 세대당 20% 속성장이 보고되었다.
그러나, 국내 향어의 경우 1973년 도입 이후부터 우량품종 개발과 관련한 육종연구는 전무하며, 이에 현재 향어의 지속적인 집단적 근친교배로 낮아진 다양성을 회복하고, 유전적 평가에 기반한 속성장, 체형이나 비늘이 개선된 품종을 개발하는 연구 등이 시급한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명자들은 개체에 칩을 삽입하는 등 체계적인 관리와 유전자 분석 및 친자확인 기술을 이용하여 유전적 특성을 고려한 교배를 통해 치어를 생산함으로써, 성장이 빠르고, 체고가 높으며 비늘이 적은 품종을 생산 할 수 있는 육종 방법을 개발하였으며, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.
이에, 본 발명은 친어 정보관리단계; 친어 유전정보 분석단계; 친어 선발단계; 육종 1세대 정보관리단계; 육종 1세대 유전정보 분석단계; 및 육종 2세대(F2)를 생산하는 단계를 포함하는, 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법, 및 상기 방법으로 생산된 육종 향어 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법을 제공한다:
(가) 무선개체인식 (RFID, Radio Frequency IDentification) 태그를 향어 친어 집단에 삽입하고 태그에 고유번호에 따른 개체별 계측형질 데이터를 기록 및 관리하는 무선개체인식 태그 삽입 단계, 및
상기 기록된 계측형질 데이터를 이용하여 육종형질지수를 계산하고 환산된 값에 따라 친어 개체의 순서를 정하는 계측형질 분석단계를 포함하는, 친어 정보관리단계;
(나) 향어 친어 집단의 지느러미에서 DNA를 추출하는 단계,
상기 추출된 DNA를 주형으로 하여 멀티플렉스 PCR(multiplex PCR)을 통해 마이크로새틀라이트(microsatellite) 마커를 증폭시켜 PCR 산물을 분석하는 단계, 및
상기 (가) 단계에서 무선개체인식 태그에 입력된 개체의 계측형질 자료와 매칭하여 고유번호에 따라 유전정보를 정렬시키는 단계를 포함하는, 친어 유전정보 분석단계;
(다) 상기 (나) 단계의 친어 암컷과 수컷의 유전학적 거리를 계산하고 계측형질 데이터를 이용하여 친어 암컷 및 수컷 후보군을 선발한 후 산란을 유도시켜 육종 1 세대(F1)를 생산하는, 친어 선발단계;
(라) 상기 (다) 단계에 의해 생산된 육종 1세대(F1)를 다음 세대의 교배를 위한 성어로 일정 기간 사육하는 단계, 및
상기 (가) 단계와 동일하게 무선개체인식 태그 삽입 단계와 계측 형질 분석단계를 포함하는, 육종 1세대 정보관리단계;
(마) 상기 (나) 단계와 동일하게 유전 정보 분석을 실시하고 상기 (가) 내지 (다)의 친어 집단과의 친자확인 분석을 실시하는 단계, 및
친자관계가 확인된 육종 1세대 개체들의 계측형질 및 유전정보 데이터를 관리하는 단계를 포함하는, 육종 1세대 유전정보 분석단계; 및
(바) 상기 (마) 단계의 데이터를 이용하여 상기 (다) 단계와 동일하게 육종 1세대 집단 내 최상위 암컷 및 수컷 개체를 선발하여 근친교배 시켜 육종 2세대(F2)를 생산하는 단계를 포함하는, 육종 1세대 선발단계.
본 발명의 다른 구현예로서, 상기 (가) 단계의 계측형질은 개체별 전장, 체고, 체중, 비만도, 및 비늘수치로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 (가) 단계의 육종형질지수는 (체중×0.7)+(비만도×0.2)+(비늘×0.1)의 식에 의해 계산될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 (나) 단계는 하기 중 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 이용하여 마이크로새틀라이트 마커를 증폭시킬 수 있다:
1) MFW1 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 1 내지 2로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
2) MFW2 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 3 내지 4로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
3) MFW7 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 5 내지 6으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
4) MFW9 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 7 내지 8로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
5) MFW14 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는서열번호 9 내지 10으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
6) MFW16 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는서열번호 11 내지 12로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
7) MFW24 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는서열번호 13 내지 14로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
8) MFW26 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 15 내지 16으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트; 및
9) MFW30 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 17 내지 18로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 1) 내지 9)의 프라이머 세트는 적어도 하나의 올리고뉴클레오티드가 형광물질로 표지된 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 1) 내지 9)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 포함하는, 향어 개체 식별용 키트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 1) 내지 9)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 포함하는, 향어 친자 확인용 키트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 향어 선발육종 방법으로 생산된 육종 향어를 제공한다.
본 발명의 일 구현예로서, 상기 육종 향어는 성장이 빠르고, 체고가 높으며 비늘이 적은 것일 수 있다.
본 발명에 따른 향어 선발육종 방법은 향어 개체별 무선개체인식 태그(RFID) 칩을 삽입한 후 계측형질 정보 자료 및 유전자 정보 자료를 기반으로 우량 친어를 선발하고 교배지침에 의하여 종묘를 생산하는 유전 육종법으로서, RFID 칩을 통해 체계적인 관리가 가능하며, 마이크로새틀라이트 마커를 이용하여 유전 정보를 얻음으로써 유전적 특성을 고려한 교배를 통해 우량품질의 향어를 선발하여 육종할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 향어 선발육종 방법은 육종 1세대의 생산 및 초기성장 계측형질 측정에 그치지 않고 이들의 친자확인 및 후기성장 계측형질을 측정하여 우수한 육종 2세대를 선발, 생산할 수 있다. 또한, 본 발명의 선발육종 방법으로 생산된 육종 향어는 성장이 빨라 생산 시 사료비, 인건비 등 생산비용이 절감되어 경제적인 측면에서 상당히 높게 평가될 수 있으며, 체형이 개선되어 가식부가 증가하고, 비늘이 개선되어 상품성이 좋아 구매자의 수요도 또한 증가 할 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법의 모식도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 향어 친어 집단(F0)의 개체별 유전적 거리분석 계통도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 육종 1세대 향어(F1)의 친자확인 후 육종형질지수에 따른 가계별 분포도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 육종 1세대 향어(F1)의 교배그룹별 성장도 분석을 위하여 20일령, 40일령, 60일령, 및 170일령의 평균 전장을 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 17개월령의 육종 1세대 향어(2.5kg)와 일반향어(1.8kg)의 성장을 비교한 사진을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 육종 1세대 향어(F1)와 육종 2세대 향어(F2)의 전장 및 체중을 비교한 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 120일령의 육종2세대(F2)(왼쪽)와 일반 향어(오른쪽)의 비늘을 비교한 사진을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 향어 친어 집단(F0)의 개체별 유전적 거리분석 계통도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 육종 1세대 향어(F1)의 친자확인 후 육종형질지수에 따른 가계별 분포도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 육종 1세대 향어(F1)의 교배그룹별 성장도 분석을 위하여 20일령, 40일령, 60일령, 및 170일령의 평균 전장을 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 17개월령의 육종 1세대 향어(2.5kg)와 일반향어(1.8kg)의 성장을 비교한 사진을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 육종 1세대 향어(F1)와 육종 2세대 향어(F2)의 전장 및 체중을 비교한 그래프를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 120일령의 육종2세대(F2)(왼쪽)와 일반 향어(오른쪽)의 비늘을 비교한 사진을 나타낸 도면이다.
본 발명은 하기 단계를 포함하는, 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법을 제공한다:
(가) 무선개체인식 (RFID, Radio Frequency IDentification) 태그를 향어 친어 집단에 삽입하고 태그에 고유번호에 따른 개체별 계측형질 데이터를 기록 및 관리하는 무선개체인식 태그 삽입 단계, 및
상기 기록된 계측형질 데이터를 이용하여 육종형질지수를 계산하고 환산된 값에 따라 친어 개체의 순서를 정하는 계측형질 분석단계를 포함하는, 친어 정보관리단계;
(나) 향어 친어 집단의 지느러미에서 DNA를 추출하는 단계,
상기 추출된 DNA를 주형으로 하여 멀티플렉스 PCR(multiplex PCR)을 통해 마이크로새틀라이트(microsatellite) 마커를 증폭시켜 PCR 산물을 분석하는 단계, 및
상기 (가) 단계에서 무선개체인식 태그에 입력된 개체의 계측형질 자료와 매칭하여 고유번호에 따라 유전정보를 정렬시키는 단계를 포함하는, 친어 유전정보 분석단계;
(다) 상기 (나) 단계의 친어 암컷과 수컷의 유전학적 거리를 계산하고 계측형질 데이터를 이용하여 친어 암컷 및 수컷 후보군을 선발한 후 산란을 유도시켜 육종 1 세대(F1)를 생산하는, 친어 선발단계;
(라) 상기 (다) 단계에 의해 생산된 육종 1세대(F1)를 다음 세대의 교배를 위한 성어로 일정 기간 사육하는 단계, 및
상기 (가) 단계와 동일하게 무선개체인식 태그 삽입 단계와 계측 형질 분석단계를 포함하는, 육종 1세대 정보관리단계;
(마) 상기 (나) 단계와 동일하게 유전 정보 분석을 실시하고 상기 (가) 내지 (다)의 친어 집단과의 친자확인 분석을 실시하는 단계, 및
친자관계가 확인된 육종 1세대 개체들의 계측형질 및 유전정보 데이터를 관리하는 단계를 포함하는, 육종 1세대 유전정보 분석단계; 및
(바) 상기 (마) 단계의 데이터를 이용하여 상기 (다) 단계와 동일하게 육종 1세대 집단 내 최상위 암컷 및 수컷 개체를 선발하여 근친교배 시켜 육종 2세대(F2)를 생산하는 단계를 포함하는, 육종 1세대 선발단계.
본 발명에 있어서, "선발육종"이란 한 개체에서 특이하거나 우수한 것을 골라서 육종시키는 것으로, 부모로부터 물려받은 표현형의 변이를 이용하는 육종 프로그램을 의미하고 기존 품종의 개량에만 국한되는 것이 아니라 실용가치가 높은 계통(line)이나 품종(breed)을 새롭게 개발해 산업화하는 것까지 포함한다. 본 발명에서는 선발육종에 유전적 분석을 함께 고려하여 성장 및 비늘이 개선된 향어를 육종하고자 하였다.
본 발명에 있어서, "마이크로새틀라이트(Microsatellite)"란 1-6 bp 길이의 짧은 뉴클레오타이드가 연결되어 있는 것으로, 짧은 염기서열이 반복적으로 이루어져 있다. 보통 2-6개가 이어져 있고, 길게는 5-60개의 반복이 이루어지며 400 bp 길이 이하이다. 또한, 멘델 유전에 따르며 높은 다형성을 가지고, DNA에 전반적으로 넓게 분포해 있다. 상기 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 DNA genotyping 기술은 개체식별, 친자확인, 혈통분석 등에 활용된다.
본 발명에 있어서, 상기 (나) 단계는 하기 중 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 이용하여 마이크로새틀라이트 마커를 증폭시킬 수 있다:
1) MFW1 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 1 내지 2로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
2) MFW2 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 3 내지 4로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
3) MFW7 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 5 내지 6으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
4) MFW9 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 7 내지 8로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
5) MFW14 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는서열번호 9 내지 10으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
6) MFW16 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는서열번호 11 내지 12로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
7) MFW24 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는서열번호 13 내지 14로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
8) MFW26 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 15 내지 16으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트; 및
9) MFW30 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 17 내지 18로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트.
본 발명에 있어서, 상기 1) 내지 9)의 프라이머 세트는 적어도 하나의 올리고뉴클레오티드가 형광물질로 표지된 것일 수 있으며, 이 때 상기 형광물질은 6-FAM, VIC, NED, 및 PET로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, “마커(marker)”란 유전적으로 불특정 연관된 유전자좌를 동정할 때 참고점으로 사용되는 염기서열을 의미한다.
본 발명에 있어서, "프라이머(Primer)"란 일반적으로 올리고뉴클레오타이드를 의미하는 것으로, 여기에 정의된 프라이머들이라는 용어는 DNA의 합성을 준비할 수 있는 DNA 가닥들을 말한다. DNA 중합효소(polymerase)는 프라이머 없이 처음부터 DNA를 합성할 수 없다. DNA 중합효소는 오직 상보적인 가닥이 조립되는 뉴클레오티드들의 순서를 지시하기 위한 주형으로서 사용되는 반응에서 존재하는 DNA 가닥을 연장할 수 있다. 그리고 적합한 온도와 pH의 조건에서 합성의 개시점으로 작용할 수 있다. 바람직하게는, 프라이머는 디옥시리보뉴클레오타이드이며 단일쇄이다. 본 발명에서 이용되는 프라이머는 자연 dNMP(즉, dAMP, dGMP, dCMP 및 dTMP), 변형된 뉴클레오타이드 또는 합성 뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 또한, 프라이머는 리보뉴클레오타이드도 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 1) 내지 9)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 포함하는, 향어 개체 식별용 키트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 1) 내지 9)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 포함하는, 향어 친자 확인용 키트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 향어 선발육종 방법으로 생산된 육종 향어를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 육종 향어는 성장이 빠르고, 체고가 높으며 비늘이 적은 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법은 상기 (가) 내지 (바) 단계로 이루어지며, 구체적으로는 다음과 같이 설명될 수 있다.
(가) 친어 정보관리단계
본 발명의 친어 정보관리단계는 무선개체인식 (RFID, Radio Frequency IDentification) 태그를 친어 집단에 삽입하고 태그에 개체별 계측형질 데이터를 기록 및 관리하는 무선개체인식 태그 삽입 단계 및 상기 기록된 계측형질 데이터를 이용하여 육종형질지수를 계산하고 환산된 값에 따라 친어 개체의 순서를 정하는 계측형질 분석단계로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, "친어"란 후술할 육종 1세대의 부모가 될 수 있는 암컷 또는 수컷을 포함하는 집단을 의미하며, 본 발명에서는 친어집단 또는 F0로 지칭한다.
상기 무선개체인식 (RFID, Radio Frequency IDentification) 태그 삽입단계는 친어 집단에 무선개체인식 태그를 삽입하는 단계로서, 무선개체인식 (RFID, Radio Frequency IDentification) 태그는 어체에 손상 없이 부착하여 반영구적으로 사용이 가능하며 개체정보의 저장이 가능한 칩 고유 ID로 형성될 수 있고, RF-Technology 를 응용하여 제작하여 반도체인 마이크로 칩을 이표에 내장시킨 뒤, 개체에 부착하는 방식으로 단순 코드체계에 의한 개체 표식 외에 필요정보를 칩에 직접 저장 가능하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 무선개체인식 태그는 RFID 시스템과 연계될 수 있다.
본 발명에 따른 RFID 시스템은 상품에 부착되어 세부정보가 내장된 RFID 태그 및 RFID 태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 RFID 리더로 이루어질 수 있으며, 어류에 부착된 상기 RFID 태그는 RFID 리더가 위치되는 지역을 통과하며 RF통신을 이용하여 정보를 전달하게 되므로 어류 생산 정보, 어류 유통 정보 등의 생산, 물류, 유통 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공할 수 있는 것이다.
본 발명의 무선개체인식 태그에는 친어 개체에 고유번호를 부여하고, 고유번호에 따른 개체별 계측형질을 측정하여 데이터를 입력할 수 있다. 이 때, 상기 계측형질은 개체별 전장, 체고, 체중, 비만도, 및 비늘수치를 포함할 수 있다.
상기 계측형질 분석단계는 계측형질 데이터를 이용하여 육종형질지수를 계산하고, 친어 개체의 순서를 정하는 단계를 포함한다. 이 때, 육종형질지수의 계산은 (체중×0.7)+(비만도×0.2)+(비늘×0.1)의 식에 의해 계산될 수 있으며, 체중 수치(체중과 전장은 비례관계), 비만도 수치, 비늘 수치를 각 10점으로 환산하고, 항목별 체중(70%), 비만도(20%), 비늘수치(10%)에 가중치를 두어 계산한다. 육종형질지수를 계산한 후, 최고 10점 기준으로 환산하여 친어 개체의 순서를 정한다.
(나) 친어 유전정보 분석단계
본 발명의 친어 유전정보 분석단계는 친어집단 유전정보를 분석하고 상기 (가)단계에서 입력된 개체의 계측형질 자료와 매칭하여 각 개체 칩에 따른 고유번호와 맞게 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
친어 집단에서 지느러미 가로×세로 1mm로 잘라 소량을 이용하여 공지된 페놀 추출(Phenol extraction)방법으로 DNA를 추출한 후, 형광이 부착된 마이크로새틀라이트(microsatellite) 마커 (프라이머)를 이용하여 멀티플렉스(multiplex) PCR로 증폭한다. 상기 멀티플렉스 PCR에 사용되는 프라이머 세트는 상기 서열번호 1 내지 18에 따른 프라이머 세트를 이용할 수 있다.
멀티플렉스 PCR에 증폭된 산물은 분석 장치를 이용하여 유전자형을 분석한 후, 생산된 유전자 정보를 상기 (가)단계에서 측정한 계측형질 자료와 매칭시키고, 각각의 개체칩 고유번호와 맞게 정렬한다.
(다) 친어 선발단계
본 발명의 친어 선발단계는 상기 (나)단계의 친어 암컷 및 수컷 집단 각각의 개체간의 유전학적 거리를 계산하여 우수한 암컷과 수컷 후보군을 선발하고 산란을 유도시켜 육종 1세대(F1)를 생산하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, "선발(selection)"이란 육종 분야에서 다음 세대의 개체를 생산하는데 사용될 종묘를 고르는 것을 의미하며, 본 발명에 따른 선발은 상기 (나)단계의 계측형질(육종형질지수 지수)이 우수한 암컷과 수컷 후보군을 선정하는 것이 적절하다.
상기 선발된 암컷 및 수컷 친어는 1:2 비율로 산란 유도를 실시한다. 한 수조에 암컷 4마리 및 수컷 8마리를 넣어 수온 자극을 통해 산란을 유도하고 수온자극 온도는 25℃ 유지한다.
(라) 육종 1세대(F1) 정보관리단계
본 발명에 따른 육종 1세대는 상기 (다)단계에 의해 생산된 자어로 본 발명에서는 육종 1세대 또는 F1으로 지칭한다. 본 발명의 육종 1세대 정보관리단계는 다음 세대의 교배를 위한 성어로 일정 기간 사육하는 단계 및 상기 (가)단계의 친어 정보관리단계와 동일하게 무선개체인식 태그 삽입 단계와 친어 순서 설정단계를 포함한다.
육종 1세대(F1) 사육단계는 약 24개월간 사육하여 다음 세대의 생산을 위한 성어로 사육관리 하는 단계로, 이때 부화 후 20일령부터 140일까지(20일 간격), 170일령, 17개월령, 30개월령의 시기별 계측형질을 측정한다.
상기 육종 1세대는 (가)단계와 동일하게 무선개체인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 태그를 삽입하고 각각의 고유번호에 따른 전장, 체고, 체중, 비만도, 비늘수치를 측정하여 개체별 계측형질 자료를 관리한다.
(마) 육종 1세대(F1) 유전정보 분석단계
본 발명의 육종 1세대(F1) 유전정보 분석단계는 상기 (나)단계와 동일하게 유전정보 분석을 실시하고 마이크로새틀라이트(microsatellite) 마커를 통하여 상기 (가) 내지 (다)의 친어집단과의 친자확인 분석을 실시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 (마)단계에서는 친자관계가 확인된 육종 1세대 개체들의 가계정보 및 부모개체 정보를 고유번호별로 관리하고, 개체별 전장, 체고, 체중, 비만도, 비늘수치도 측정하여 계측형질 및 유전정보 자료를 관리하는 단계가 포함된다.
(바) 육종 1세대(F1) 선발단계
본 발명의 육종 1세대(F1) 선발단계는 상기 (마)단계의 데이터를 이용하여 상기 (다)단계와 동일한 방법으로 육종 1세대 집단 내 최상위 암컷 및 수컷 개체를 선발하여 근친교배를 시켜 육종 2세대(F2)를 생산하는 단계를 포함한다.
상기 (가) 내지 (바)단계를 포함하는 방법으로 생산된 육종 향어는 성장이 빠르고 비늘이 개선되는 효과를 나타내는 것을 확인하였으며(실시예 5 및 6 참조), 본 발명에 따른 향어 선발육종 방법은 친어부터 육종 2세대 향어 개체의 계측형질 데이터 제공과 친자확인의 편리성을 향상시킴으로써 선발육종을 보다 효율적으로 실시할 수 있을 것으로 기대되었다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 향어
친어
정보관리단계
1-1. 무선개체인식 태그 삽입 단계
친어(F0) 집단으로는 향어의 품종개량 연구를 위하여 국내 전북 및 충남 지역의 양어장에서 양식하고 있는 서로 다른 계통의 향어를 수집하였으며, 향어의 유전적 다양성 회복을 위하여 중국에서 ‘송포경리’ 품종을 도입하였다.
상기 친어 집단에 무선개체인식 (RFID, Radio Frequency IDentification) 태그를 삽입하고 각각의 고유번호에 따른 개체별 계측형질을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 계측형질은 개체별 전장, 체고, 체중, 비만도, 비늘수치를 측정하였으며, 125마리는 국내산 향어(K)의 친어집단이고 155마리는 중국산 향어(C)의 친어집단으로 총 280마리의 친어집단을 수집하였다.
친어집단의 전장, 체폭, 체중, 비만도를 측정한 결과, 전장은 중국산 수컷(CM) > 국내산 수컷(KM) > 중국산 암컷(CF) > 국내산 암컷(KF) 순으로 나타났고 체중은 중국산 수컷(CM) > 중국산 암컷(CF) > 국내산 수컷(KM) > 국내산 암컷(KF) 순으로 나타났다.
| 집단 | 성 별 | 마리수 | 전장 (mm) |
체장 (mm) |
체고 (mm) |
체폭 (mm) |
체중( kg) |
비만도 (CF) |
비늘 수치 |
| 국내산 향어(K) | 암컷 | 46 | 525.20 ±30.50 |
435.00 ±26.60 |
141.20 ±10.50 |
94.10 ±7.70 |
2.50 ±0.40 |
1.70 ±0.10 |
3.35 |
| 수컷 | 79 | 532.10 ±35.70 |
441.30 ±31.40 |
145.80 ±12.80 |
91.90 ±8.90 |
2.60 ±0.70 |
1.70 ±0.30 |
4.03 | |
| 중국산 향어(C) | 암컷 | 47 | 530.20 ±38.40 |
433.00 ±29.70 |
150.00 ±9.40 |
98.80 ±7.20 |
2.70 ±0.40 |
1.80 ±0.20 |
2.72 |
| 수컷 | 108 | 559.70 ±71.00 |
466.70 ±64.40 |
166.80 ±31.70 |
67.20 ±38.40 |
3.40 ±1.60 |
1.80 ±0.30 |
2.38 | |
| 합 계 | 280 | 536.80 ±43.90 |
444.00 ±38.00 |
151.00 ±16.10 |
88.00 ±15.60 |
2.80 ±0.20 |
1.75 ±0.23 |
평균: 3.12 |
|
1-2.
친어
계측형질
분석단계
상기 실시예 1-1에서 측정한 계측형질 자료를 이용하여 체중 수치(체중과 전장은 비례관계), 비만도 수치, 비늘 수치를 각 10점으로 환산하여, 항목별 다른 가중치를 두어 하기 식으로 육종형질지수를 계산하였다. (체중×0.7)+(비만도×0.2)+(비늘×0.1)= 육종형질지수
그런 다음, 최고 10점 기준으로 환산하여 순서를 정하였다.
실시예
2. 향어
친어
유전자형 분석단계
친어(Parents)집단의 지느러미를 가로×세로 1mm로 잘라 소량을 이용하여 공지된 페놀 추출 (Phenol extraction)방법으로 DNA를 추출한 후, 4가지 형광(6-FAM(6-carboxyfluorescein), VIC, NED, PET)이 부착된 9개의 마이크로새틀라이트(microsatellite) 마커를(MFW1, MFW2, MFW7, MFW9, MFW14, MFW16, MFW24, MFW26, MFW30)이용하여 멀티플렉스(multiplex) PCR로 증폭하였다.
상기 9개 유전좌위의 대립 유전형의 크기는 각각 MFW1은 178~222p (Accession number: LN595947), MFW2는 180~220bp (Accession number: LN590676), MFW7은 176~206bp (Accession number: LN590681), MFW9는 106~138bp (Accession number: LN590708), MFW14는 142~169bp (Accession number: LN592437), MFW16은 120~142bp (Accession number: LN594568), MFW24는 220~242bp (Accession number: LN590830), MFW26은 124~148bp (Accession number: JN776311), MFW30은 224~252bp (Accession number: JN763771) 이다.
하기 표 2에 상기 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭하는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 세트를 서열번호 1내지 18로 나타내었다.
| 마커 | 서열번호 | 서열(5'-3') | 형광표지 |
| MFW1 | 서열번호 1 | GTCCAGACTGTCATCAGGAG | 6-FAM |
| 서열번호 2 | GAGGTGTACACTGAGTCACGC | - | |
| MFW2 | 서열번호 3 | CACACCGGGCTACTGCAGAG | VIC |
| 서열번호 4 | GTGCAGTGCAGGCAGTTTGC | - | |
| MFW7 | 서열번호 5 | TACTTTGCTCAGGACGGATGC | VIC |
| 서열번호 6 | ATCACCTGCACATGGCCACTC | - | |
| MFW9 | 서열번호 7 | GATCTGCAAGCATATCTGTCG | NED |
| 서열번호 8 | ATCTGAACCTGCAGCTCCTC | - | |
| MFW14 | 서열번호 9 | CAGAAGCTTCTGGAAATCTGAG | PET |
| 서열번호 10 | GCGAGAAGATTGATGGACAAC | - | |
| MFW16 | 서열번호 11 | GTCCATTGTGTCAAGATAGAG | VIC |
| 서열번호 12 | TCTTCATTTCAGGCTGCAAAG | - | |
| MFW24 | 서열번호 13 | GCTCCAGATTGCACATTATAG | PET |
| 서열번호 14 | CTACACACACGCAGAGCCTTTC | - | |
| MFW26 | 서열번호 15 | CCCTGAGATAGAAACCACTG | NED |
| 서열번호 16 | CACCATGCTTGGATGCAAAAG | - | |
| MFW30 | 서열번호 17 | GGTCAACAAGTAGTTGTGCAG | VIC |
| 서열번호 18 | CCATCTCTGTCATTGCAACAG | - |
PCR 반응은 94℃에서 2분 반응 후 95℃에서 30초, 58℃에서 1분, 72℃에서 1분 30회 반복하고, 마지막으로 72℃에서 7분간 반응하였으며, 이후 1% agarose gel electrophoresis 통해 증폭반응의 산물을 확인하였다.
증폭한 후 형광으로 표지된 각각의 PCR 산물에 대하여, 모세관전기영법에 의하여 크기별로 분리하고 표준크기의 DNA 조각의 이동거리에 비교하여, 크기를 결정하였다. 이는 Sequencing용 genetic analyzer (ABI 3500xl)를 이용하였으며, GeneScan LIZ-500 internal size marker (ABI)를 바탕으로 결과물의 크기를 결정하였다.
이후 시료별 서로 다른 형광으로 표지된 각 증폭된 산물 peak의 높이와 크기를 확인하여, 유전자형을 결정하였으며, 친어 암컷 및 수컷 집단의 유전자형을 분석한 후, 암컷 집단과 수컷 집단의 각각의 개체간의 유전학적 거리를 계산하였다.
유전자형의 다양성 분석 및 유전학적 거리 분석은 CERVUS 3.0 (Kalinowski et al. 2007)프로그램을 이용하였으며 대립 유전자 수, 크기, 빈도와 이형접합률 및 다형성 지수를 분석하였다.
그 결과로 얻은 본 발명의 향어 친어 집단의 개체별 유전적 거리분석 계통도를 도 2에 나타내었으며, 이는 GenAlEx 6.4를 이용하여 거리를 분석한 뒤 MEGA 5.05 software program으로 작성한 트리를 나타낸다.
또한, 상기로부터 생산된 유전자 정보와 계측형질 자료를 각각의 개체칩 고유번호와 매칭시켜 정렬한 것을 하기 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 평균 친어 집단의 대립유전자 수(NA)는 국내산 A(충남, K) 가 10.42, 국내산B(전북, K)가 14.43, 중국산A(지린, C)가 20.57, 중국산B(흑룡강, C)가 20.71로 나타났다. 기대이형접합체(He)는 국내산에서 0.672~0.897, 중국산에서0.827~ 0.938 사이였다.
상기 결과로부터 국내산 향어의 유전적 다양성은 중국 향어의 절반 수준인 것을 확인할 수 있었다.
실시예
3. 향어
친어
선발단계
상기 실험예 2에 따른 친어집단의 육종형질지수를 (체중×0.7)+(비만도×0.2)+(비늘×0.1)의 식으로 계산하고, 최고 10점 기준으로 환산하여 계측형질 지수가 가장 높은 순서대로 정렬하였다. 그런 다음, 계산된 유전학적 거리를 이용하여 암컷과 수컷의 유전적 거리가 멀며, 계측형질(육종형질지수)이 우수한 암컷과 수컷 후보군을 선정하였다.
그 결과, 총 100마리의 향어 친어가 선발되었고, 계측형질 및 유전적 유연관계에 근거하여 하기의 표 4와 같이 집단별 교배지침을 작성하였다. 총 4개의 교배그룹(중국산(C)×중국산(C), 중국산(C)×국내산(K), 국내산(K)×중국산(C), 국내산(K)×국내산(K))을 설정하여 집단별로 암, 수 1:2 비율로 한 수조에 암컷 4마리에 수컷 8마리씩 각각 넣어 수온 자극을 통해 산란을 유도하였으며, 수온자극 온도는 23~25℃를 유지하였다.
실시예
4. 육종 1세대(F1) 정보관리단계
상기 실시예 3의 교배지침을 토대로 생산된 육종 1세대(F1) 개체의 정보 관리는 생산된 F1 세대에 무선개체인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 태그 삽입 후 지느러미를 샘플링 하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예
5. 육종 1세대(F1) 육종평가
5-1. 친자확인 및 유전적 다양성 분석
상기 실시예 4에서 계측형질을 측정한 육종 1세대(F1)의 가계별 유전능력 평가를 위해 마이크로새틀라이트(microsatellite) 마커(MFW1, MFW14, MFW16, MFW24, MFW26, MFW30)를 이용하여 친자확인 분석을 실시하였다. 이를 위해 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 DNA를 추출하고, 중합효소연쇄반응을 실시한 후 유전자형 분석기를 통하여 각 마커들에 대한 유전자형을 얻었다.
총 1,253마리의 향어 핵집단(F1-2015)을 대상으로 친자확인을 실시한 결과 97%(1,220/1,253)의 성공률을 확보하였고, 이를 바탕으로 가계분석을 실시한 결과 하기 표 5와 같이 향어 핵집단(F1)은 총 192가계로 구성되어 있음을 확인하였다.
또한, 하기 표 6에 친어(F0) 집단과 육종1세대 향어(F1)의 유전적 다양성 분석결과를 나타내었으며, 도 4에 육종 1세대 향어(F1)의 친자확인 후 가계별 분포도를 나타내었고, 동일한 사육환경에서 동일한 조건으로 사육했던 개체의 부모를 역추적하여 CC, CK, KC, KK 교배그룹별 치어를 구분하였다.
육종 향어(F1)의 유전적 다양성 분석 결과, F1의 유전자별 대립유전자수(NA)의 범위는 9~16개, 평균 대립유전자수(NA)는 13.0개로, 평균 기대이형접합율(HE)은 0.764로 나타나 친어 집단(F0) 비해 다소 감소하였음을 확인하였으나, F1의 유전적 다양성 유지에는(0.600 이상으로) 충분한 것으로 판단되었다.
5-2. 육종 1세대(F1)
계측형질
평가
가계별 유전능력 평가를 위한 육종 1세대(F1) 계측형질 평가는 친자관계가 확인된 F1 개체들의 가계정보 및 계측형질 분석자료를 개체별 칩 고유번호 별로 관리함으로써 실시하였으며, 상기 F1 개체들을 약 30개월간 사육하여 다음 세대 친어로 사용될 수 있도록 사육관리 하였다.
구체적으로, 사육조건을 동일하게 맞춰주기 위하여 모든 그룹을 섞어 한곳에서 사육한 뒤, 이후 친자분석을 통하여 어떤 그룹의 치어인지 확인하였고, F1 개체들의 부화 후 20일령부터 140일까지(20일 간격), 170일령, 17개월령, 30개월령의 시기별 계측형질을 측정하였으며, 각각의 고유번호에 따른 전장, 체고, 체중, 비만도, 비늘수치를 측정하여 개체별 계측형질 자료를 관리하였다.
170일령, 17개월령, 및 30개월령의 F1 개체들의 계측형질 측정 결과를 하기 표 7에 나타내었으며, 육종 1세대 향어의 교배그룹별 성장도 분석을 위하여 20일령, 40일령, 60일령, 그리고 170일령의 평균 전장을 측정한 결과를 도 4에 나타내었다.
상기 표 7 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 60일령까지는 전장의 유의적인 차이는 보이지 않았지만, 170일령의 성장도는 전장의 경우 CK>CC>KC>KK의 순으로 높게 나타나 국내산 교배그룹(KK)에 비해 CK그룹은 25%, KC그룹은 21%로 높은 성장률을 보였다. 체고는 KC>CC>CK>KK, 그리고 체중은 CC>CK>KC>KK의 순으로 유의적인 성장 차이 (p<0.05)를 나타냈고, CK집단의 전장과 체고는 중국도입 품종간의 교배그룹(CC)과 성장률에서 크게 차이가 없어 국내산 교배그룹(KK)에 비해 성장이 개선되었음을 알 수 있었다.
이후 17개월령과 30개월령의 육종 1세대 향어의 계측형질을 분석한 결과, 전장과 체중이 KC>CC>KK>CK 순으로 높게 나타나 KC 교배그룹이 상대적으로 다른 교배그룹보다 빠른 성장을 하는 것으로 나타났다.
상기 표 7은 초반성장(170일령)과 후반성장(17개월, 30개월)을 비교하여 나타낸 것이며, 초반 성장은 CK 그룹이 빠르고, 17개월 이후 KC그룹이 성장이 빠른 것으로 나타나 국내산 친어로 생산된 교배그룹(KK)보다 국내산 향어집단의 성장관련 유전형질이 개선된 것을 알 수 있었다. 또한, CK그룹은 17개월 이후 체고가 높고 비만도가 가장 높은 것으로 나타나 체형이 개선된 것으로 나타났다. 이는 가식부의 증가로 상품성 향상에 큰 영향을 줄 것으로 사료된다.
또한, 도 5는 본 발명에 따라 생산된 17개월령의 육종 1세대 향어와 일반 향어의 성장을 비교한 사진을 나타낸 것으로, 일반 향어와 육종 향어의 17개월령 체중을 비교해 보면, 육종 향어는 2.5kg, 일반 향어는 1.8kg으로 육종 향어가 현재 일반 양식장에서 양식되고 있는 일반 향어에 비해 연 30% 이상 성장이 향상되었음을 확인하였다.
이로부터 사육기간이 6개월 정도 단축됨에 따라 획기적으로 양식 생산 원가를 절감할 수 있을 것으로 기대되었고, 비늘수치를 친어 집단(F0)과 비교해 본 결과, 친어 집단(F0)은 평균 3.12, 육종 향어(CK,KC-F1)는 2.53 으로 친어 집단(F0)보다 비늘이 개선되었음을 알 수 있었다.
실시예
6. 육종 2세대(F2) 육종평가
상기 실시예에 따른 육종 1세대 향어(F1)에서 계측형질 및 유전적 특성에 근거하여 801마리 중 체중(70%), 비만도(20%), 비늘수치(10%, 비늘발현 2이하)에 가중치를 두어 육종 목표형질에 적합한 최상위 200마리를 선발하였다.
육종 효율을 위한 가계 내 근친 생산을 위하여 가계별 분석데이트를 기반으로 교배지침을 작성하였으며, 종묘 생산 및 사육관리는 상기 실시예에 따른 육종 1세대와 동일하게 실시하였다.
육종 1세대 향어(F1)와 육종 2세대 향어(F2)의 전장 및 체중을 비교한 결과를 하기 표 8 및 도 6에 나타내었으며, 1차 F2향어(도 6의 붉은색 그래프) 및 2차 F2 향어(도 6의 녹색 그래프)로 총 2회에 걸쳐 생산하였다.
생산 후 30일부터 120일령까지 계측형질을 측정한 결과, 전장은 1차 F2 > 2차 F2 > F1 순으로, 체중은 2차 F2 > 1차 F2 > F1으로 나타나 육종 향어 F2가 F1 보다 전장은 21~23%, 체중은 64~93% 개선된 것을 확인하였다.
또한, 도 7은 120일령의 육종2세대(F2)(도 7의 왼쪽)와 일반 향어(도 7의 오른쪽)의 비늘을 비교한 사진을 나타낸 것으로, 집단별 비늘지수는 친어 집단(F0): 3.12 > 육종 향어F1: 2.53 > 육종 향어 F2: 2.49 로 나타나 비늘지수가 친어 집단과 육종 향어 F1세대보다 육종 향어 F2에서 개선된 것으로 나타났다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
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<400> 15
ccctgagata gaaaccactg 20
<210> 16
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MFW26 R primer
<400> 16
caccatgctt ggatgcaaaa g 21
<210> 17
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MFW30 F primer
<400> 17
ggtcaacaag tagttgtgca g 21
<210> 18
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MFW30 R primer
<400> 18
ccatctctgt cattgcaaca g 21
Claims (9)
- 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법으로서,
(가) 무선개체인식 (RFID, Radio Frequency IDentification) 태그를 향어 친어 집단에 삽입하고 태그에 고유번호에 따른 개체별 계측형질 데이터를 기록 및 관리하는 무선개체인식 태그 삽입 단계, 및
상기 기록된 계측형질 데이터를 이용하여 육종형질지수를 계산하고 환산된 값에 따라 친어 개체의 순서를 정하는 계측형질 분석단계를 포함하는, 친어 정보관리단계;
(나) 향어 친어 집단의 지느러미에서 DNA를 추출하는 단계,
상기 추출된 DNA를 주형으로 하여 멀티플렉스 PCR(multiplex PCR)을 통해 하기 1) 내지 9)의 프라이머 세트를 이용하여 마이크로새틀라이트(microsatellite) 마커를 증폭시켜 PCR 산물을 분석하는 단계:
1) MFW1 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 1 내지 2로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
2) MFW2 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 3 내지 4로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
3) MFW7 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 5 내지 6으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
4) MFW9 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 7 내지 8로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
5) MFW14 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 9 내지 10으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
6) MFW16 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 11 내지 12로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
7) MFW24 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 13 내지 14로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
8) MFW26 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 15 내지 16으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트; 및
9) MFW30 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 17 내지 18로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트, 및
상기 (가) 단계에서 무선개체인식 태그에 입력된 개체의 계측형질 자료와 매칭하여 고유번호에 따라 유전정보를 정렬시키는 단계를 포함하는, 친어 유전정보 분석단계;
(다) 상기 (나) 단계의 친어 암컷과 수컷의 유전학적 거리를 계산하고 계측형질 데이터를 이용하여 친어 암컷 및 수컷 후보군을 선발한 후 산란을 유도시켜 육종 1 세대(F1)를 생산하는, 친어 선발단계;
(라) 상기 (다) 단계에 의해 생산된 육종 1세대(F1)를 다음 세대의 교배를 위한 성어로 일정 기간 사육하는 단계, 및
상기 (가) 단계와 동일하게 무선개체인식 태그 삽입 단계와 계측 형질 분석단계를 포함하는, 육종 1세대 정보관리단계;
(마) 상기 (나) 단계와 동일하게 유전 정보 분석을 실시하고 상기 (가) 내지 (다)의 친어 집단과의 친자확인 분석을 실시하는 단계, 및
친자관계가 확인된 육종 1세대 개체들의 계측형질 및 유전정보 데이터를 관리하는 단계를 포함하는, 육종 1세대 유전정보 분석단계; 및
(바) 상기 (마) 단계의 데이터를 이용하여 상기 (다) 단계와 동일하게 육종 1세대 집단 내 최상위 암컷 및 수컷 개체를 선발하여 근친교배 시켜 육종 2세대(F2)를 생산하는 단계를 포함하는, 육종 1세대 선발단계를 포함하고,
상기 계측형질은 개체별 전장, 체고, 체중, 비만도, 및 비늘수치로 이루어진 군으로부터 선택되며,
상기 육종형질지수는 (체중×0.7)+(비만도×0.2)+(비늘×0.1)의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 1) 내지 9)의 프라이머 세트는 적어도 하나의 올리고뉴클레오티드가 형광물질로 표지된 것을 특징으로 하는, 향어 선발육종 방법.
- 하기 1) 내지 9)의 프라이머 세트를 포함하는, 향어 개체 식별용 키트:
1) MFW1 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 1 내지 2로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
2) MFW2 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 3 내지 4로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
3) MFW7 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 5 내지 6으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
4) MFW9 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 7 내지 8로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
5) MFW14 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 9 내지 10으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
6) MFW16 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 11 내지 12로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
7) MFW24 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 13 내지 14로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
8) MFW26 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 15 내지 16으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트; 및
9) MFW30 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 17 내지 18로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트.
- 하기 1) 내지 9)의 프라이머 세트를 포함하는, 향어 친자 확인용 키트:
1) MFW1 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 1 내지 2로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
2) MFW2 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 3 내지 4로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
3) MFW7 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 5 내지 6으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
4) MFW9 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 7 내지 8로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
5) MFW14 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 9 내지 10으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
6) MFW16 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 11 내지 12로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
7) MFW24 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 13 내지 14로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트;
8) MFW26 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 15 내지 16으로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트; 및
9) MFW30 향어 마이크로새틀라이트 마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 17 내지 18로 표시되는 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트. - 삭제
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| KR1020190086172A KR102168817B1 (ko) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 마이크로새틀라이트 마커를 이용한 향어 선발육종 방법 |
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| KR102168817B1 true KR102168817B1 (ko) | 2020-10-22 |
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| KR (1) | KR102168817B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112273291A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 厦门大学 | 基于全基因组选择的大黄鱼抗刺激隐核虫病的选育方法 |
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| CN106480192A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-03-08 | 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心 | 一种保持建鲤遗传多样性的方法 |
| KR101805817B1 (ko) | 2017-08-08 | 2018-01-10 | 김성인 | 향어와 붕어의 교잡종 생산 방법 |
-
2019
- 2019-07-17 KR KR1020190086172A patent/KR102168817B1/ko active IP Right Grant
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