KR20110076034A - 성장이 빠른 육종 넙치의 육종 방법 - Google Patents

성장이 빠른 육종 넙치의 육종 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 넙치의 육종 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유전학적 다양성을 가진 어미 집단을 구성하고, 이로부터 유전능력 평가에 의한 어미 선발과 유전적 유연관계를 바탕으로 인위적인 교배지침에 의한 인공수정을 통하여 넙치를 육종하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 육종 방법을 이용하여 생산된 육종 2세대 넙치가 기존의 양식산 및 자연산 넙치에 비하여 성장이 빠르고 체형이 개선된 것을 확인하였으므로, 본 발명의 넙치 육종 방법은 넙치 양식의 생산 원가 절감 및 양식 넙치의 상품성 향상에 유용할 것이다.
넙치, 선발육종, 체형 개선, 성장 효율 증가

Description

성장이 빠른 육종 ２세대 넙치의 육종 방법{Breeding method for genetically improved olive flounder which grows faster}
본 발명은 넙치의 육종 방법에 관한 것이다.
선발육종을 이용한 어류 품종개량을 위한 연구는 잉어, 무지개송어, 대서양연어, 틸라피아 등을 대상으로 세대 당 10% 정도 성장이 향상되는 등의 단편적인 연구 결과들이 보고되고 있다. 일본의 경우 1964년 참돔을 대상으로 개체선발 방법의 전통적 선발육종으로 체중 1 kg까지의 사육 소요 기간을 선발 전 36개월에서 선발 5세대에는 19개월로 단축하는 등의 연구 성과를 얻었으나 산업적인 성과로는 이어지지는 못했다. 육종 프로그램에 의한 본격적인 산업적 연구는 노르웨이의 경우 1971년부터 정책적으로 연어 육종 사업을 통해 꾸준한 가계선발을 통한 육종 연구가 시작된 이래, 생명공학기법을 육종에 접목하여 유전학적 다양성 유지에 근거하는 교배 프로그램을 개발하여 세대 당 12%의 성장률이 증가된 우량 종묘가 공급되고 있고, 그 규모는 노르웨이에서 생산되는 연어의 약 70% 이상을 차지하고 있 다. 또한 틸라피아에 대해서도 전통적 선발육종을 통하여 세대 당 10∼15% 성장이 증가되는 결과를 얻었으며, 최근 유전학적 다양성 유지에 근거하는 육종 프로그램을 통해 세대 당 20∼30%의 성장이 증가된 품종을 개발하려는 연구가 진행되고 있다.
우리나라 넙치 양식의 사육 기술은 세계 최고 수준이나 양식 산업이 시작된 이후 지난 20년 동안 사육기술의 비약적인 발전에 비해 경쟁력 있는 우량품종의 개발을 위한 육종연구는 전무한 실정이다. 특히 정확한 유전능력 평가에 의하지 않고 기존의 외형적으로 성장이 우수한 어미만을 선발한다거나, 한정된 어미집단에서의 무작위적인 교배는 다음 세대에 기여하는 어미의 수, 부모의 성비의 불균형, 가계의 크기 등과 같은 요소들에 영향을 받아 전형적으로 양식 집단 전체의 유전적 다양성이 감소되는 것으로 알려져 있다(Sekino et al ., 2003, Aquaculture , 221: 255-263; Kang et al., 2006, Aquacul. Res., 37: 701-707). 양식 집단의 유전적 다양성 축소는 산란양 감소, 생존율 하락, 성장률 저하 뿐 아니라(Allendorf and Ryman, 1987, Genetic management of hatchery stocks.(in) N. Ryman and F. Utter(ed), Population Genetics and Fishery Management. University of Washington Press, 미국, 141-159) 질병 저항력을 약화시키고 환경에 대한 적응력을 감소시키는 등(Carvalho and Haeser, 1994, Rev . Fish Biol . Fish., 4:326-350) 양식 생산성 하락의 주요 원인이 된다. 따라서 지속 가능한 육종을 위해서는 처음 시작하는 어미 집단의 유전적인 다양성의 확보 및 거듭되는 세대를 통해서도 그 다양성이 유지될 수 있도록 하는 어미 집단의 유전적 관리가 매우 중요하다. 뿐만 아니라, 육종대상 형질에 대한 각 개체별, 가계별로 정확한 유전능력 평가를 바탕으로 이에 따른 어미 후보들의 교배조합 작성 및 가계생산 등 지속적이고 통합적인 육종 프로그램이 필요하다.
세대를 거듭하면서 지속적인 선발에 의해 목적하는 형질이 점차 개량되는 선발육종에 의한 신품종 개발은 그 소요 기간이 오래 걸릴 뿐 아니라, 일정 수 이상의 어미 집단의 유지 및 자손의 생산 및 사육 그리고 이들에 대한 정확한 유전능력평가가 이루어져야 하는 등의 어려움으로 산업적인 성과로 이어진 경우는 매우 드물다. 특히 기존의 양식 현장에서는 계측 자료 없이 눈짐작에 의해 외형적으로 성장이 우수한 선두 그룹만을 선발하는 것과 유전적 다양성에 대한 고려없이 선발된 어미 집단이 수조 내에서 통제되지 않은 무작위적 교배로 인하여 발생되어지는 산란 가입어미 수의 한정, 1:다수 교배에 의한 성비의 불균형 및 근친교배 등으로 오히려 유전적 열성화의 가능성이 심각해지고 최근 양식 생산성이 하락하고 있는 실정이다.
종래, 본 발명자들은 대한민국 공개특허 제 10-2009-0069898호에서 넙치 각 개체의 유전자형을 분석하는 방법에 관한 내용을 개시한 바 있다. 이에 따라 상기 특허의 조성물을 이용한 유전자형 분석방법을 응용하여 넙치 집단의 유전학적 분석, 개체 식별 및 친자확인 등 넙치의 유전적 특성을 고려한 선별 육종이 가능할 것이다.
본 발명에서는 넙치 양식 생산성에 큰 영향을 미치는 성장 지체, 기형 발생 및 개체별 성장 차에 의한 도태 등의 문제를 해결하고, 넙치 양식 경쟁력 확보를 위해 획기적인 생산성 향상이 가능하도록 빨리 크고 체형이 우수한 신품종 넙치를 개발하고자 하였다. 이에, 유전학적 분석 및 친자확인 기술을 이용한 개체 및 가계관리를 통하여 육종 넙치 집단의 다양성을 유지하면서, 정확한 계측형질 자료를 바탕으로 유전능력 평가에 의한 어미 선발 및 계획적인 교배지침을 설계하고, 이를 바탕으로 우수한 어미들 간의 인공수정을 통해 성장 및 체형의 개선된 육종 넙치를 생산함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 넙치의 성장 효율을 증진시키는 육종 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 방법으로 육종된 성장 효율이 개선된 육종 2세대 넙치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
1) 넙치 암컷 집단 및 수컷 집단의 유전자형을 각각 분석하는 단계;
2) 하기 수학식 1에 따라 암컷 집단과 수컷 집단의 각각의 개체간의 유전학적 유연관계를 계산하는 단계;
<수학식 1>
Figure 112009081113041-PAT00001
: x 및 y 개체 상호간의 유전학적 유연관계
P: 개체 x의 i번째 대립 유전자의 빈도 수
Px: x의 i번째 대립 유전자가 동형 접합체이면 1, 이형 접합체 이면 0.5(i=짝수일 경우, i-1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5; i=홀수일 경우, i+1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5)
Py: x의 i번째 대립 유전자가 y의 두 대립 유전자와 비교해서 같은 것이 없으면 0, 같은 것이 하나 있으면 0.5, 같은 것이 두개 있으면 1(i=짝수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i-1과 i번째 대립 유전자를 비교; i=홀수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i와 i+1번째 대립 유전자를 비교)
3) 상기 암컷 집단 중의 암컷 개체와 상기 유전학적 유연관계의 계산 값이 0.2 이하인 수컷 집단 중의 수컷 개체를 선별하는 단계;
4) 상기 단계 3)에서 선별된 수컷 개체 중 표현 형질이 가장 우수한 1 내지 3위의 우수한 개체를 선별하는 단계;
5) 상기 단계 4)에서 선별된 수컷 개체와 단계 3)의 암컷 개체를 인공수정을 통해 교배하는 단계;
6) 단계 5)의 교배로 생산된 F1 세대를 150 내지 200일간 사육하는 단계;
7) 상기 F1 세대의 친자관계를 확인하는 단계;
8) 상기 단계 7)의 친자관계가 확인된 F1 개체들의 형질 별 육종가를 측정하는 단계;
9) 상기 단계 5)의 교배 결과 생산된 가계 중 상위 순위의 가계내에서, 개체 순위도 상위인 암컷 및 수컷 개체를 선발하여 근친교배 시키는 단계; 및,
10) 상기 단계 9)의 교배로 생산된 육종 2세대 넙치의 성장 효율을 검정하는 단계를 포함하는 넙치의 성장 효율을 증진시키는 육종 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 방법으로 육종된 성장 효율이 개선된 육종 2세대 넙치를 제공한다.
본 발명의 육종 방법을 이용하여 생산된 육종 2세대 넙치가 기존의 양식산 및 자연산 넙치에 비하여 성장이 빠르고 체형이 개선된 것을 확인하였으므로, 본 발명의 넙치 육종 방법은 넙치 양식의 생산 원가 절감 및 양식 넙치의 상품성 향상에 유용할 것이다. 본 발명에 의해 제공되는 성장 속도가 빠른 육종 2세대 넙치는 사료효율의 개선 뿐 아니라 성장 기간 단축으로 인한 인건비, 약품비, 전력비, 유류비, 소모품비 및 감가상각비 등 양식원가의 절감효과로 육종넙치의 산업화에 따른 경제적 파급효과가 상당히 높을 것으로 분석된다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
이하, 본 명세서의 용어를 설명한다.
선발육종이란 한 개체에서 특이하거나 우수한 것을 골라서 육종시키는 것으로, 부모로부터 물려받은 표현형의 변이를 이용하는 육종 프로그램이다. 본 발명자들은 다양한 유전자형을 가지는 어미 집단으로부터 우수한 표현 형질을 가지는 넙치를 선별하여 빠른 성장 속도 및 개선된 체형을 가지는 넙치를 육종하고자 하였다.
“유전모수(genetic parameter, 遺傳母數)”란 용어는 유전적 수량 형질(遺傳的數量形質)을 해석할 때 표본에서 실측(實測)에 의하여 얻어진 수치는 통계량(統計量)이지만 이것으로서 추측되는 모집단(母集團)의 유전적 속성(遺傳的屬性)을 말한다.
또한, “혈연계수(relationship coefficient, 血緣係數)”란 용어는 2개체간 유전 구성의 유사성을 상대적으로 나타낸 지수이다. 가축이나 실험 동물의 품종이나 품종 내의 계통에 있어서 개체 간의 혈연 관계의 정도를 나타내는 경우에 쓰인다.
또한, “육종가(breeding value, 育種價)”란 용어는 특정 교잡의 차대에 있어서 특정한 양적형질의 평균치를 가리킨다.
아울러, “유전력(heritability, 遺傳力)”이란 용어는 유전율(遺傳率) 양적 형질이 나타내는 변이를 분산으로 표시한 분산을 유전분산과 환경분산으로 나누며, 표현형 분산에 대한 유전분산의 정도를 유전력이라고 한다.
본 발명은
1) 넙치 암컷 집단 및 수컷 집단의 유전자형을 각각 분석하는 단계;
2) 하기 수학식 1에 따라 암컷 집단과 수컷 집단의 각각의 개체간의 유전학적 유연관계를 계산하는 단계;
<수학식 1>
Figure 112009081113041-PAT00002
: x 및 y 개체 상호간의 유전학적 유연관계
P: 개체 x의 i번째 대립 유전자의 빈도 수
Px: x의 i번째 대립 유전자가 동형 접합체이면 1, 이형 접합체 이면 0.5(i=짝수일 경우, i-1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5; i=홀수일 경우, i+1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5)
Py: x의 i번째 대립 유전자가 y의 두 대립 유전자와 비교해서 같은 것이 없으면 0, 같은 것이 하나 있으면 0.5, 같은 것이 두개 있으면 1(i=짝수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i-1과 i번째 대립 유전자를 비교; i=홀수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i와 i+1번째 대립 유전자를 비교)
3) 상기 암컷 집단 중의 암컷 개체와 상기 유전학적 유연관계의 계산 값이 0.2 이하인 수컷 집단 중의 수컷 개체를 선별하는 단계;
4) 상기 단계 3)에서 선별된 수컷 개체 중 표현 형질이 가장 우수한 1 내지 3위의 우수한 개체를 선별하는 단계;
5) 상기 단계 4)에서 선별된 수컷 개체와 단계 3)의 암컷 개체를 인공수정을 통해 교배하는 단계;
6) 단계 5)의 교배로 생산된 F1 세대를 150 내지 200일간 사육하는 단계;
7) 상기 F1 세대의 친자관계를 확인하는 단계;
8) 상기 단계 7)의 친자관계가 확인된 F1 개체들의 형질 별 육종가를 측정하는 단계;
9) 상기 단계 5)의 교배 결과 생산된 가계 중 상위 순위의 가계내에서, 개체 순위도 상위인 암컷 및 수컷 개체를 선발하여 근친교배 시키는 단계; 및,
10) 상기 단계 9)의 교배로 생산된 육종 2세대 넙치의 성장 효율을 검정하는 단계를 포함하는 넙치의 성장 효율을 증진시키는 육종 방법을 제공한다.
우선, 본 발명자들은 유전학적 다양성이 풍부한 어미집단을 수집하기 위하여 기존의 양식산 뿐 아니라 자연산 넙치도 함께 수집하였다(표 1 참조). 자연산은 동해(동해안산), 태안 및 부안(서해안산) 및 거제도(남해안산)에서 포획된 3-5년생의 성숙된 어미들로 선별 수집하여 실내수조 적응 및 먹이 길들이기를 하였으며, 양식산은 종묘 이력을 추적하여 수정란 생산업체가 각기 다른 어미들로 수집하였다.
본 발명의 구체적 실시예에서 수집한 어미 집단의 자연산 넙치 389마리, 양식산 넙치 735마리의 전장, 체고 및 체중을 측정한 결과(표 1 참조), 비만도와 전장에 대한 체고의 평균 비가 양식산이 자연산에 비해 유의적으로 높게 나타났 다(P<0.01)(표 2 참조). 또한, 상기 어미 집단의 유전자형을 분석한 뒤, 유전학적 다양성을 분석한 결과, 육종을 위해 수집된 자연산 집단 및 양식산 넙치 어미집단은 대립 유전자 수, 이형 접합률 및 대립유전자 빈도에 있어 유전적 다양성이 풍부한 집단으로 확인되었다(표 3 참조). 그 다음으로, 교배지침을 작성하기 위해 암컷 및 수컷의 유전학적 유연관계를 분석하여, 암컷 어미들 각각에 대해 상호 유전학적 유연관계가 낮고, 성장 및 체형의 표현형질이 우수한 개체를 선별하여 교배 우선순위를 결정하였다. 그 결과, 자연산 암컷 149마리, 양식산 암컷 371마리, 자연산 수컷 92마리 및 양식산 수컷 150마리의 총 762마리의 어미 후보에 의한 교배지침을 작성하였다(표 5 참조). 상기 교배지침을 바탕으로 2005년 4월 19일, 28일 2차에 거쳐 인공수정을 통하여 각각 147가계 및 181가계를 생산하였으며, 그 중 중복 가계를 제외하면 총 245가계를 생산하였다. F1 생산 가계별 유전능력 평가를 위해 각 F1 개체들의 친자관계를 확인하였다. 전체 F1 개체 각각을 분석한 결과, 95.6%인 6,435마리가 친자관계가 확인되었으며, 인공 수정된 245가계 가운데 89.0%인 218가계가 확인되었다(표 7 참조). 상기 F1 넙치 2,874 마리에서 유전적 다양성을 분석한 결과, 어미 그룹에 자연산 넙치를 포함시킴으로써 기존의 양식산 어미 집단과 비교하여 F1 넙치의 유전학적 다양성이 향상된 것으로 나타났다(표 8 참조). 또한, 상기 F1 개체 각각의 체중, 전장, 체장, 체고, 두장, 미병장 및 미병고의 계측 형질을 측정하여, 체형지수, 비만도, 유전력 및 육종가를 분석한 결과, 성장과 관련된 체중, 전장 및 체고의 표현형 상관 및 유전 상관이 모두 높은 것으로 나타나, 체중, 전장 및 체고 중 하나의 형질만 개량하면 다른 형질도 함께 개량이 이루어질 수 있음을 제시하였다(표 9 내지 표 13 참조). 또한, 전장에 대한 체고 비의 개량을 통해 체형의 육종 효과를 실험한 결과, 체중: 체고/전장 가중치 70:30이 체중 및 체형의 육종 효과가 가장 좋은 것을 확인하였다(도 2, 표 14 및 표 15 참조).
또한, 본 발명의 구체적 실시예에서 F1 개체의 육종가 추정 결과를 바탕으로 하여 가계순위 1위인 CK-0042× CJ-0115 가계에서 개체별 순위가 1위인 암컷 D1-0138 및 10위인 수컷 D1-0103, 가계순위 33위의 CK-0181× CJ0114 가계에서 개체별 순위가 5위인 암컷 W1-0327 및 26위인 수컷 W1-0886 및, 가계순위 5위인 CJ-0009× CJ-0168 가계에서 개체별 순위가 35위인 암컷 W1-1059 및 4위인 수컷 W1-0017의 6마리의 F1 개체를 선발하여 근친교배를 시켜, C7-1, C7-2 및 C7-3의 육종 2세대 넙치를 생산하였다(표 16, 표 17 및 도 1 참조). 성장효율 비교에서 본 발명의 육종 2세대 넙치들은 양식산 넙치 및 자연산 넙치와 비교하여 성장이 빠른 것을 확인하였다(도 3 참조). 이로써, 본 발명의 육종 방법을 이용하여 생산된 육종 2세대 넙치가 기존의 양식산 및 자연산 넙치에 비하여 성장이 빠른 것을 확인하였으므로, 본 발명의 유전학적 다양성을 가진 어미 집단으로부터 선발육종을 통하여 넙치를 육종하는 방법은 넙치 양식의 경제성 및 생산력을 향상시키는데 유용할 것이다.
상기 단계 1)은 하기 중 어느 하나 이상의 프라이머 쌍으로 증폭된 넙치 미세위성마커의 크기 분석을 통해 수행되는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않으며 당업계에서 넙치의 유전자형 분석에 사용되는 유전자마커 및 이에 대한 프라이머 쌍이라면 모두 사용할 수 있다:
ⅰ) 서열번호 1의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 9 및 10을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅱ) 서열번호 2의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 11 및 12를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅲ) 서열번호 3의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 13 및 14를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅳ) 서열번호 4의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 15 및 16을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅴ) 서열번호 5의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 17 및 18을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅵ) 서열번호 6의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 19 및 20을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅶ) 서열번호 7의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 21 및 22를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍, 및,
ⅷ) 서열번호 8의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 23 및 24를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍.
상기 단계 4)의 표현 형질은 체중, 전장 및/또는 체고이며, 체장, 두장, 미병장 및 미병고로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 형질을 추가로 측정하여 지표로 사용할 수 있다.
또한, 상기 단계 7)의 친자 관계는 각 자손 개체의 대립 유전자형을 분석하 여 어미들의 대립 유전자형과 비교한 후, 멘델의 유전법칙에 위배되는 어미를 배제시키는 방법을 통해 확인하는 것이 바람직하나, 당업계에서 친자 감별에 사용되는 모든 방법을 이용하여도 무방하다.
아울러, 상기 단계 8)의 형질별 육종가는
ⅰ) F1 넙치들의 체중, 전장, 체장, 체고, 두장, 미병고 및 미병장을 측정하는 단계;
ⅱ) 각 형질별 유전력 및 유전상관을 추정하는 단계; 및,
ⅲ) 각 형질에 대한 개체별 육종가를 추정하는 단계로 측정될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유전력 및 유전상관은 REMLF90(Misztal, I., REMLF90 Manual, //nce.ads.uga.edu/~ignacy/numpub/blupf90/docs/remlf90.pdf) 소프트웨어를, 상기 육종가는 BLUPF90(Misztal, I., BLUPF90, //nce.ads.uga.edu/~ignacy/numpub/blupf90/docs/blupf90.pdf) 소프트웨어를 사용하여 추정하는 것이 바람직하나, 이제 제한되는 것은 아니며 당업계에서 사용되는 넙치를 포함한 양식어류 또는 가축의 유전력, 유전상관 또는 육종가를 추정할 수 있는 방법이라면 모두 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 방법으로 육종된 성장 효율이 개선된 육종 2세대 넙치를 제공한다.
본 발명의 육종 2세대 넙치는 기존의 양식산 넙치에 비하여 성장 속도가 20% 이상, 바람직하게는 24% 이상 빠르다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 육종 넙치 어미 집단의 수집
육종을 위한 넙치 어미들의 유전적 다양성 확보를 위해 기존의 양식산 뿐 아니라 자연산 넙치도 함께 수집하였다(표 1). 자연산 중 동해안산은 동해, 서해안산은 태안 및 부안에서 그리고 남해안산은 거제도 지역에서 포획된 3-5년 이상 성숙된 어미들로 선별 수집하여 실내수조 적응 및 먹이 길들이기를 하였으며, 양식산은 종묘 이력을 추적하여 수정란 생산업체가 각기 다른 어미들로 수집하였다. 이 때 수집한 어미들 중 눈 위치가 체측의 우측이거나, 아가미 뚜껑 기형, 등 쪽 체색이 백화인 경우, 그리고 자연산의 경우 배 쪽에 흑화가 있는 경우 등 형태적 기형 개체들은 제외하였다. 어미들의 체형 계측결과 비만도와 전장에 대한 체고의 평균 비가 양식산이 자연산에 비해 유의적으로 높게 나타났다(P<0.01)(표 2).
그룹 수집 장소 수집일 개체 수 계측형질(평균 ±표준편차)
전장(cm) 체고(cm) 체중(g)
자연산 동해안(동해) 2003년 12월 117 46.3±5.3 15.6±1.8 1,019±379
서해안(태안) 2003년 11월 46 43.8±6.0 14.7±2.3 895±533
서해안(부안) 2003년 11월 123 42.1±4.0 13.9±1.5 745±295
남해안(거제) 2004년 5월 103 58.1±7.9 20.1±2.9 2,217±920
소계 389 47.9±8.7 16.2±3.3 1,249±835
양식산 양식1 2003년 12월 187 51.6±5.7 19.5±2.6 1,845±770
양식2 2003년 12월 244 52.4±6.2 18.8±2.7 1,897±751
양식3 2003년 11월 181 44.1±5.8 16.1±2.8 1,121±526
양식4 2004년 5월 123 38.1±1.3 13.3±0.6 631± 70
소계 735 45.9±7.8 16.7±3.4 1,306±780
합계 1124 46.7±8.2 16.5±3.3 1,284±801
※전장(total length), 체고(body height), 체중(body weight)
그룹 수집장소 계측형질(LSMeans±SE)
비만도 체고/전장(%) 체중/전장(g/cm) 체장/전장(%)
자연산 동해안(동해) 9.9±0.12 33.7±0.13 21.4±0.74 84.8±0.12
서해안(부안) 9.6±0.12 33.1±0.13 17.3±0.72 85.0±0.12
서해안(태안) 9.84±0.19 33.6±0.21 19.5±1.17 84.5±0.19
남해안(추자) 11.8±0.74 35.5±0.85 35.9±4.61 84.8±0.74
소계 10.4±0.16 34.1±0.18 26.2±0.99 85.1±0.16
양식산 양식1 12.4±0.09 37.5±0.11 34.4±0.58 85.0±0.09
양식2 12.3±0.13 35.8±0.15 35.0±0.80 85.2±0.13
양식3 12.1±0.09 36.4±0.11 24.4±0.60 84.8±0.10
양식4 11.4±0.09 35.0±0.11 16.6±0.58 86.2±0.09
소계 12.1±0.05 36.2±0.06 27.6±0.32 85.3±0.05
실시예 2. 넙치 어미 집단의 유전자형( genotype ) 분석
육종을 위한 넙치 어미들의 유전자형을 조사하기 위하여 미세위성마커를 이용하였다. 분석에 이용된 K1 내지 K8의 미세위성마커(표 3, JH Kang et al., 2008, Int J Biol Sci , 4(3): 143-149)의 선별 및 이들 마커를 증폭, 구별할 수 있도록 FAM, NED, HEX 3종류의 형광염료를 표지하여 고안된 PCR 프라이머(표 4)의 제작 및 PCR 조건 등은 대한민국 공개특허 제 10-2009-0069898호를 따랐다.
<2-1> 넙치 어미의 DNA 추출
수집한 어미 집단의 자연산 넙치 389마리, 양식산 넙치 735마리로부터 게놈 DNA를 추출하기 위하여, 넙치 가슴지느러미 조직의 일부를 절취하였다. 이 때 무선개체인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 태그(표지)를 등근육 내에 삽입하여 리더기를 통해 읽어지는 알파벳과 숫자 조합의 고유번호를 통해 각 개체를 구별할 수 있도록 하였다. 지느러미 조직은 절취 후 재생이 용이하도록 가능한 극조 부위를 제외한 연조부위를 1 ㎝ 정도 절취하여 TNES-Urea 완충용액(10 mM Tris-Cl; pH 7.5, 125 mM NaCl, 10 mM EDTA, 1% SDS 및 6 M Urea 함유) 600 ㎕에 넣고, 단백질 분해효소 K(proteinase K, Sigma, 미국)를 최종농도 100 ㎍/㎖로 처리한 후 37℃에서 밤새 용해시켰다. 상기 시료에 동량의 페놀/클로로포름/이소프로판올(Sigma, 미국)을 넣고 흔들어 섞은 다음 12,000 rpm에서 1분간 원심분리 후 상층을 수거하는 과정을 두 번 수행하여 DNA가 함유된 상층액을 수득한 뒤, 상기 DNA 용액의 2배 분량의 100% 에탄올을 넣어 12,000 rpm에서 30초간의 원심분리 시킨 후 침전물을 수거하였고 70% 에탄올로 여분의 염을 수세한 후 TE(10 mM Tris-Cl; pH 8.0, 1 mM EDTA) 완충용액에 용해하여 냉장 보관하였다. 상기 DNA를 하기 유전자 분석에 이용하였다
좌위
(Locus)
 서열번호 반복서열(Repeat motif) 반복되는 중심크기
(Size range of repeat motifs; bp)		 Genbank
accession no.
K1 1 (CA)6CG(CA)14 42 AY328958
K2 2 (CT)14AT(CT)4 38 AY328977
K3 3 (TC)24 48 AY328973
K4 4 (CT)5CA(CT)14 40 AY328982
K5 5 (GT)5AT(GT)5AA(GA)4TT(GA)3AA(GA)5TT(GA)6GTAA(GA)3GT(GA)18 114 AY328981
K6 6 (GACA)2(CA)10 28 AY328959
K7 7 (CT)6CA(CT)14(GT)6 54 AY328976
K8 8 (AC)5AA(CA)17AT(AC)2TC(TG)2TTT(TG)9 79 AY328965
마커 서열번호 프라이머 서열(5'→3')
K1 9 F: GCG ACT CTC AAA AAT CCG TCA G
10 R: GGA CTT TGT GGG GTT TCA GGA
K2 11 F: GTG TAT GTG TTT CGT TTC CTG C
12 R: TGA AGG CTG TTG TTG CTG TAG
K3 13 F: GAA GGA TCT GGA CTC ATG GTG AC
14 R: CAG CAG CAA AGG CAG AAA GAG
K4 15 F: TCC TTC ACA CTA ATG GAG TCC A
16 R: GTG TCC GAA AGG AAA ACT AGG
K5 17 F: ACA GTA AAA CAG TCC CTC CTG AAC
18 R: AGG AGT CTG GAA CCA AAT GTC TG
K6 19 F: AGA GGA TAT CGA GGG GAG G
20 R: CAG CAG TAG CCG ATC TTA GTG
K7 21 F: TTG AAA CTG GAT GCC TCA C
22 R: TCT CAC GTT TCC ATG TCA G
K8 23 F: ATC AGG AAC GGG AGA GAC TC
24 R: GAG TTC GTC CTT CGT CTT CA
<2-2> 넙치 어미집단의 유전적 다양성 분석
상기 실시예 2-1에서 넙치 가슴지느러미 조직으로부터 수득한 DNA를 주형 DNA로 하여 대한민국 공개특허 제 10-2009-0069898호에 따라 유전자 증폭반응을 실시하고 수득한 PCR 반응 산물을 유전자형 분석기(3130 genetic analyzer; ABI, 미국)를 이용하여 피크로 나타내어지는 유전자형을 분석하였다. 유전자형의 다양성 분석은 Cervus 2.0 (http://helios.bto.ed.ac.uk/evolgen/cervus/cervus.html) 및 MSA (Microsatellite Analyzer; Dieringer D & SchlC, 2003, Mol Ecol Notes 10:1046-1048) 프로그램을 이용하여 대립 유전자 수, 크기, 빈도와 이형접합률 및 다형성 지수를 분석하였다.
넙치 어미집단의 대립유전자 수는 각 마커에 따라 5~33개 이었으며, 양식산이 평균 17개인데 비해 자연산 어미들은 평균 24.5개로 보다 다양한 대립유전자를 가지고 있는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 이형접합률의 기대치에서도 자연산 어미들이 마커 좌위에 따라 0.692~0.950으로 양식산의 0.599~0.899에 비해 매우 다양한 것으로 나타나(표 5), 육종을 위해 수집된 자연산 집단 및 양식산 넙치 어미집단은 대립 유전자 수, 이형 접합률 및 대립유전자 빈도에 있어 유전적 다양성이 풍부한 집단으로 확인되었다.
좌위 구분 그룹(수집 장소별) 자연산 양식산 전체
동해안 서해안 남해안 양식A 양식B 양식C 양식D
K1 N 117 169 103 187 244 181 123 389 735 1124
A 24 27 26 14 11 12 14 30 16 30
Ho 0.923 0.893 0.893 0.775 0.848 0.823 0.870 0.902 0.827 0.853
He 0.926 0.910 0.930 0.804 0.854 0.802 0.829 0.922 0.830 0.876
PIC 0.917 0.900 0.920 0.783 0.836 0.781 0.808 0.915 0.814 0.865
Fis 0.001 0.016 0.037 0.034 0.005 -0.028 -0.051 0.019 -0.004 0.005
K2 N 117 169 103 187 244 181 123 389 735 1124
A 19 19 20 15 16 14 15 21 16 22
Ho 0.872 0.888 0.806 0.941 0.902 0.895 0.870 0.861 0.905 0.890
He 0.924 0.919 0.920 0.904 0.883 0.877 0.874 0.923 0.894 0.910
PIC 0.914 0.911 0.910 0.893 0.871 0.863 0.858 0.917 0.884 0.903
Fis 0.054 0.033 0.123 -0.043 -0.022 -0.022 0.003 0.065 -0.022 0.009
K3 N 117 169 103 187 244 181 123 389 735 1124
A 20 22 19 16 14 15 15 26 16 26
Ho 0.923 0.888 0.893 0.893 0.844 0.901 0.846 0.900 0.871 0.881
He 0.909 0.919 0.916 0.889 0.846 0.899 0.863 0.915 0.883 0.907
PIC 0.898 0.910 0.905 0.877 0.831 0.888 0.847 0.908 0.873 0.900
Fis -0.017 0.033 0.023 -0.006 0.002 -0.003 0.019 0.017 0.003 0.008
K4 N 117 169 103 187 244 181 123 389 735 1124
A 33 32 32 15 23 16 17 38 27 39
Ho 0.949 0.893 0.951 0.882 0.844 0.851 0.846 0.925 0.856 0.880
He 0.938 0.925 0.950 0.806 0.858 0.790 0.850 0.947 0.833 0.893
PIC 0.930 0.925 0.943 0.782 0.842 0.763 0.832 0.944 0.816 0.884
Fis -0.014 0.033 -0.004 -0.096 0.015 -0.079 0.003 0.011 -0.035 -0.018
K5 N 117 169 103 187 243 181 123 389 734 1123
A 26 25 26 19 20 17 16 30 23 30
Ho 0.897 0.964 0.913 0.882 0.889 0.895 0.878 0.931 0.887 0.902
He 0.918 0.924 0.922 0.890 0.892 0.899 0.882 0.925 0.898 0.920
PIC 0.908 0.924 0.912 0.877 0.881 0.887 0.866 0.919 0.889 0.914
Fis 0.020 -0.046 0.008 0.007 0.003 0.003 0.002 -0.010 0.005 0.000
K6 N 117 169 102 186 244 181 123 388 734 1122
A 6 7 10 5 6 5 5 10 6 10
Ho 0.701 0.669 0.667 0.656 0.713 0.635 0.699 0.678 0.677 0.677
He 0.701 0.692 0.711 0.682 0.695 0.599 0.749 0.711 0.698 0.710
PIC 0.645 0.629 0.656 0.621 0.639 0.546 0.701 0.654 0.645 0.656
Fis -0.002 0.033 0.060 0.036 -0.027 -0.062 0.064 0.032 0.000 0.011
K7 N 117 165 103 185 243 181 108 385 717 1102
A 19 20 22 16 15 13 14 23 16 23
Ho 0.880 0.909 0.922 0.795 0.872 0.762 0.796 0.901 0.813 0.844
He 0.930 0.910 0.926 0.773 0.840 0.769 0.765 0.925 0.809 0.872
PIC 0.921 0.910 0.916 0.756 0.820 0.744 0.743 0.919 0.790 0.861
Fis 0.051 0.000 0.002 -0.029 -0.039 0.008 -0.044 0.018 -0.025 -0.008
K8 N 99 150 99 174 236 179 99 348 688 1036
A 16 17 16 14 12 10 15 18 16 18
Ho 0.798 0.767 0.828 0.884 0.708 0.782 0.798 0.793 0.785 0.788
He 0.897 0.867 0.892 0.828 0.748 0.840 0.889 0.883 0.827 0.850
PIC 0.883 0.867 0.877 0.804 0.723 0.819 0.874 0.872 0.808 0.835
Fis 0.108 0.115 0.069 -0.069 0.053 0.067 0.100 0.102 0.034 0.058
평균 A 20.38 21.13 21.38 14.25 14.63 12.75 13.88 24.5 17 24.75
He 0.893 0.883 0.896 0.822 0.827 0.809 0.838 0.894 0.834 0.867
PIC 0.877 0.867 0.88 0.799 0.805 0.786 0.816 0.881 0.815 0.852
N: 개체 수, A: 대립유전자 수, H(o): 관찰치 이형접합률(Observed heterozygosity), H(e): 기대치 이형접합률(Expected heterozygosity), PIC: 다형성 지수(Polymorphic information content), Fis: 근교계수(Inbreeding coefficient).
실시예 3. 가계 생산을 위한 교배지침 작성
교배지침의 작성을 위해 먼저 암컷 어미들과의 상호 유전학적 유연관계 매트릭스에 의해 수컷 개체들과의 유전학적 유연관계를 계산하였다. 구체적으로, 각 개체의 미세위성마커 유전자형 데이터로부터 유전학적 유연관계 알고리즘(Queller DC and Goodnight KF, 1989, Evolution 43:258-275)에 의해 각 개체들 간의 유전학적 유연관계를 계산하였다.
개체 x와 비교하고자 개체 y에 대해 N개의 마커에 대한 대립유전자가 표 6와 같을 때, 두 개체 상호간의 유전학적 유연관계에 대한 통계적 예측치를 하기 수학식 1을 이용하여 계산하였다.
좌위(Locus) 1 2 … i … 2N
x(Reference individual) a b
y(Proband individual) c d
Figure 112009081113041-PAT00003
: x 및 y 개체 상호간의 유전학적 유연관계
P: 개체 x의 i번째 대립 유전자의 빈도 수
Px: x의 i번째 대립 유전자가 동형 접합체이면 1, 이형 접합체 이면 0.5(i=짝수일 경우, i-1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5; i=홀수일 경우, i+1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5)
Py: x의 i번째 대립 유전자가 y의 두 대립 유전자와 비교해서 같은 것이 없으면 0, 같은 것이 하나 있으면 0.5, 같은 것이 두개 있으면 1(i=짝수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i-1과 i번째 대립 유전자를 비교; i=홀수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i와 i+1번째 대립 유전자를 비교)
암컷 어미들 각각에 대해 상호 유전학적 유연관계 계산에 의해 수치가 0.2 이하의 유전적 거리가 먼 수컷들을 선별한 후, 이들 수컷 중 성장 및 체형의 표현형질이 우수한 개체를 1~3위까지 선별하여 교배 우선순위를 작성하였다. 그 결과 자연산 암컷 149마리, 양식산 암컷 371마리, 자연산 수컷 92마리 및 양식산 수컷 150마리의 총 762마리의 어미 후보에 의한 교배지침을 작성하였다(표 7).
Figure 112009081113041-PAT00004
실시예 4. 인공수정에 의한 육종 가계 생산
양식산 넙치 및 자연산 넙치가 혼합된 어미 집단으로부터 작성된 교배지침을 바탕으로 2005년 4월 19일, 28일 2차에 거쳐 인공수정을 통하여 각각 147가계 및 181가계를 생산하였으며, 그 중 중복 가계를 제외하고 총 245가계를 생산하였다. 구체적으로, 각 어미 개체에 삽입된 RFID 표지를 통하여 교배지침 상에 짝지어진 암수를 찾아 해수 및 배설물 등 외부 이물질의 혼입이 없도록 주의하며 복부 압박법으로 난자와 정자를 추출하였다. 이어 인공적으로 채정한 정자와 채란된 난자와 섞어주고 해수를 부어 정자를 활성시켜 2분간 인공수정 시킨 후 여분의 정자를 해수로 씻어내었다. 인공수정 후 2~3시간이 지나 난할이 시작될 때 인공 수정한 가계들의 수정률을 계산하여 각 가계당 5000마리가 포함되도록 수정란들을 혼합하여 수조에 수용하였다. 이 때 난 발생을 위한 수조 내 수온은 18℃를 유지하였으며, 부화이후 60일까지는 20℃, 70일까지는 18℃, 그리고 그 이후는 자연수온에서 사육하였다. 조도는 300 Lux, 광주기는 08:00~20:00까지로 조절하였으며, 먹이 급이 및 수조 내 사육 밀도는 표 8과 같은 조건에서 사육하였다.
부화 후 사육일시(일) 먹이종류, 급이 횟수/일
3~12 로티퍼 2회
13~17 로티퍼, 알테미아 각 2회
18~28 로티퍼, 알테미아 각 2회, 초기사료 2호 3회
29~34 알테미아 3회, 초기사료 3호 6회
35~41 초기사료 4호 6회
42~53 초기사료 5호 5회
54~59 초기사료 6호 4회
60~64 초기사료 7호 4회
65~94 배합사료 1호 4회
95~127 배합사료 2호 4회
128~157 배합사료 3호 4회
158~174 배합사료 4호 3회
175~219 배합사료 5호 3회
220 이상 배합사료 6호 3회
실시예 5. F1 넙치의 유전자형 분석
<5-1> 가계별 유전능력 평가를 위한 친자확인
F1 생산 가계별 유전능력 평가를 위해 각 개체들의 부모를 찾는 친자확인을 수행하였다. 2차에 걸쳐 생산된 F1 개체 6,731마리 각각에 대하여 170일째에 개체 식별을 위한 무선개체인식 태그를 등 근육 내에 삽입하면서 지느러미 조직을 절취하여 상기 실시예 2-1 및 2-2에서와 같은 방법으로 DNA를 추출하고, 중합효소연쇄반응을 실시한 후 유전자형 분석기를 통하여 각 마커들에 대한 유전자형을 얻었다.
얻어진 각 F1 개체의 대립유전자형은 어미들의 대립유전자형과 비교를 통하여, 멘델의 유전법칙에 위배되는 어미를 배제시키는 방법(exclusion method)으로 추정된 부모 조합을 교배지침에 의해 인공 수정된 리스트와 비교하여 친자관계를 확인하였다. 전체 F1 개체 6,731마리를 분석한 결과, 95.6%인 6,435마리가 친자관계가 확인되었으며, 인공 수정된 245가계 가운데 89.0%인 218가계가 확인되었다(표 9). 이 때 친자확인 가계의 자손 수는 가계당 1마리가 확인된 경우부터 많게는 117마리가 확인된 가계까지 가계당 빈도는 매우 다양하였으며, 확인되지 않은 가계들은 부화 및 양성 사육 과정에서 자연 감모되거나, 현격한 성장차로 인해 도태시킨 열등어 집단에 포함되어 있을 것으로 사료되었다.
1차 가계생산 2차 가계생산 계
분석마리 수 2,431 4,300 6,731
가계확인 마리 수 2,267(93.3%) 4,168(96.9%) 6,435(95.6%)
생산가계 수 147 181 245
확인가계 수 118(80.3%) 157(86.7%) 218(89.0%)
<5-2> F1 넙치의 유전학적 다양성 분석
미세위성마커를 이용하여 F1 넙치 2,874 마리의 유전적 다양성을 분석한 결과, 대립유전자 수는 20.38개, 이형접합 기대치는 0.840으로 나타나, 어미 그룹에 자연산 넙치를 포함시킴으로써 기존의 양식산 어미 집단과 비교하여 F1 넙치의 유전학적 다양성이 향상된 것으로 나타났다(표 10).
양식산 어미그룹 F1 넙치
분석 개체 수 735 2874
대립유전자 수 17.00 20.38
관찰치 이형접합률(Ho) 0.828 0.831
기대치 이형접합률(He) 0.834 0.84
다형성 지수(PIC) 0.815 0.822
H(o): 관찰치 이형접합률, H(e): 기대치 이형접합률, PIC: 다형성 지수
실시예 6. 유전능력 평가를 위한 계측 형질 측정
부화 후 170일째의 F1 넙치에서 유전능력 평가를 위하여 전장(total length), 체고(body height) 및 체중(body weight) 등 계측 형질을 측정하였으며, 전장/체고의 비로 체형지수(body shape)를, 체중/전장3으로 비만도(condition factor)를 계산하여 평가하였다.
<6-1> 유전력과 육종가 추정
부화 후 170일째의 F1 개체의 측정치 자료를 이용하여 REMLF90(Misztal, I., REMLF90 Manual, 2002) 소프트웨어(//nce.ads.uga.edu/~ignacy/numpub/blupf90/docs/remlf90.pdf)를 이용하여 각 형질별 유전력 및 유전상관을 추정하고, BLUPF90(Misztal, I., BLUPF90, 2008) 소프트웨어(//nce.ads.uga.edu/~ignacy/numpub/blupf90/docs/blupf90.pdf)를 이용하여 각 형질에 대한 개체별 육종가를 추정하였다.
육종넙치 1차 가계생산 그룹 1,197마리, 2차 가계생산 그룹 1,571마리에 대하여 유전모수를 추정한 결과 계측형질의 평균과 표준오차는 표 11 및 표 12과 같다.
체중(g) 전장(cm) 체장(cm) 체고(cm) 두장(cm) 미병장(cm) 미병고(cm)
1차 93.1±0.70 19.9±0.05 16.7±0.05 6.99±0.021 4.58±0.014 1.05±0.004 1.84±0.006
2차 79.1±0.61 19.4±0.05 16.0±0.04 6.69±0.018 4.50±0.013 0.96±0.003 1.70±0.005
※ 두장(頭長)- 물고기 주둥이 앞 끝에서 아가미 뚜껑 말단까지의 길이.
※ 미병고-미병부의 최소 높이(미병부: 뒷지느러미 마지막 연조 기저에서 꼬리지느러미 기저까지의 부분)
※ 미병장-뒷지느러미 마지막 연조의 기저로부터 꼬리지느러미 기부까지의 길이
비만도 체장/전장 체고/전장 두장/전장 미병고/전장 미병장/전장
1차 11.41±0.023 83.69±0.032 35.08±0.043 23.03±0.039 9.23±0.017 5.28±0.016
2차 10.64±0.020 82.78±0.028 34.53±0.038 23.23±0.034 8.79±0.015 4.98±0.014
또한, 본 발명자들은 유전모수 추정에 사용된 육종 넙치의 가계별 평균체중을 바탕으로 가계별 순위를 작성하여 가계별 성장을 비교하였다(표 13).
1차 2차
교배친어(암×수) 평균체중(g) 순위 교배친어(암×수) 평균체중(g) 순위
CA036-CJ055 138.9 1 CH003-CJ181 117.5 1
CK181-CJ114 121.2 2 CJ048-WT030 111.8 2
WD035-CJ052 115.0 3 CA059-CJ167 111.4 3
CH017-CJ067 114.7 4 WB092-CH073 109.0 4
CA036-CJ066 112.7 5 CA006-CA076 107.7 5
CH023-CJ066 112.0 6 WB034-CJ056 105.0 6
CH001-WT034 110.5 7 CH026-CA148 104.0 7
CJ009-CJ168 110.4 8 CK106-CJ095 102.6 8
CA015-CJ146 110.0 9 CK029-CJ137 102.3 9
CH018-CJ142 108.9 10 CA093-CJ161 101.7 10
: : : : : :
WD015-CJ016 41.0 101 CH020-WG024 47.8 148
WD090-WD057 39.0 102 WD054-CA113 47.2 149
WG031-CJ046 36.0 103 WD023-WD027 42.5 150
WT028-WG009 36.0 103 WB003-CJ123 34.0 151
WG031-WT029 26.0 105 WT028-WG009 31.0 152
육종 넙치(F1)의 체중, 전장, 체고, 두장, 미병고, 미병장, 비만도 및 체고/전장의 조사형질에 대한 유전력은 표 14에 나타내었고, 표현형 상관 및 유전 상관은 표 15에 나타내었다. 성장과 관련된 체중, 전장 및 체고의 형질 간 표현형 상관은 0.92~0.95, 그리고 유전상관은 0.98로 모두 높은 상관관계를 보였다. 따라서 성장과 관련이 높은 형질인 체중, 전장 및 체고는 서로 높은 상관을 보이므로, 그 중 한 형질만 개량하면 다른 형질도 따라서 개량이 이루어질 수 있을 것으로 사료되며, 체형의 육종은 전장에 대한 체고비의 개량을 통해 가능할 것으로 판단된다(표 15).
체중 전장 체고 두장 미병고 미병장 비만도 체고/전장
유전력
(SE)		 0.53
(0.057)		 0.57
(0.060)		 0.57
(0.059)		 0.42
(0.053)		 0.47
(0.055)		 0.14
(0.031)		 0.34
(0.046)		 0.29
(0.043)
체중 전장 체고 비만도 체고/전장
체중 - 0.95 0.93 0.38 0.23
전장 0.98 - 0.92 0.13 0.10
체고 0.98 0.98 - 0.34 0.49
비만도 0.46 0.02 0.45 - 0.56
체고/전장 0.72 0.05 0.78 0.87 -
* 우측상단: 표현형상관, 좌측하단: 유전상관
또한, 교배에 사용된 어미 넙치들의 체중에 대한 육종가 범위는 -27.54~35.14 g으로 나타났고, 육종 넙치 1세대(F1)들의 육종가는 -37.80 ~56.91 g으로 나타났다(표 16).
개체번호 구분 체중 전장 체고 두장 비만도 체고/전장 미병고 미병장
110006 친어 -27.54 -2.44 -0.998 -0.523 -0.254 -0.048 -0.094 -0.607
110022 친어 -24.17 -2.22 -0.817 -0.389 -0.174 -0.063 0.184 -0.180
110040 친어 31.03 2.12 0.653 0.458 0.208 0.025 0.157 -0.211
110099 친어 35.14 2.74 1.116 0.536 0.286 0.083 -0.016 0.698
110126 친어 -26.86 -2.33 -1.019 -0.531 -0.231 -0.030 -0.311 -0.855
110136 친어 -24.23 -2.28 -0.899 -0.466 -0.198 -0.038 -0.008 -0.431
110138 친어 29.63 2.06 0.830 0.390 0.232 0.067 0.277 0.414
120019 친어 33.32 2.11 0.770 0.528 0.259 0.036 0.308 -0.014
120063 친어 -26.21 -1.97 -0.700 -0.445 -0.277 -0.056 -0.325 0.021
120103 친어 29.95 2.33 0.815 0.456 0.257 0.051 -0.102 0.014
210053 F1 49.19 2.97 0.927 0.763 0.341 0.047 0.396 -0.275
210080 F1 -36.42 -3.70 -1.407 -0.737 -0.310 -0.061 -0.124 -0.523
210130 F1 56.91 3.56 1.443 0.554 0.336 0.054 0.179 0.444
210133 F1 -37.80 -3.88 -1.596 -0.725 -0.348 -0.067 -0.094 -1.116
210414 F1 56.54 3.64 1.475 0.848 0.388 0.067 0.119 0.461
210506 F1 -34.52 -3.05 -1.203 -0.714 -0.308 -0.060 -0.357 -0.730
210656 F1 -31.60 -2.89 -1.084 -0.577 -0.244 -0.047 -0.054 -0.545
210710 F1 -34.88 -3.25 -1.175 -0.612 -0.308 -0.050 -0.195 -0.427
210901 F1 56.54 3.33 1.411 0.041 0.412 0.038 0.361 0.562
211001 F1 -33.55 -3.17 -1.183 -0.606 -0.307 -0.067 -0.220 -0.250
211019 F1 49.98 3.56 1.225 0.608 0.348 0.049 -0.083 0.075
211188 F1 49.98 3.17 1.245 0.667 0.360 0.054 0.220 0.360
211213 F1 -31.89 -2.67 -0.903 -0.531 -0.356 -0.064 -0.381 0.097
211418 F1 52.90 3.45 1.300 0.576 0.382 0.056 0.139 0.293
211451 F1 48.89 3.05 1.308 0.485 0.311 0.035 0.280 0.562
220297 F1 -32.96 -3.58 -1.418 -0.674 -0.333 -0.056 0.063 -0.708
:
:		 :
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:		 :
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:
또한, 성장과 체형을 동시에 고려하여 선발할 경우, 체중, 전장, 체고등 성장 형질과 체형은 (-) 상관관계로 성장만을 고려하면 체형이 나빠지고, 반대로 체고/전장의 체형비를 자연산 평균인 34.1까지 낮출 경우 성장 효과가 매우 적게 되므로, 두 상반되는 형질을 고루 개선하기 위하여 상기에서 추정된 육종가를 이용해서 체중과 체형 형질에 대해 각각 50:50, 60:40, 70:30, 80:20의 가중치를 두어 아래와 같이 선발지수를 계산하였다.
Figure 112009081113041-PAT00005
선발지수 =
여기서 : 체중 육종가의 표준화 값,
: 체형 육종가의 표준화 값,
Figure 112009081113041-PAT00006
: 형질의 육종가를 전체 평균이 0이고, 표준편차가 ±1이 되도록 표준화시킨 값.
여기서 : 형질의 육종가
: 형질의 동기군의 평균
: 형질의 동기군의 표준편차
동기군 : 분석에 사용된 전체 개체
상기 수학식 2를 사용하여 각 가중치에 따른 다음 세대의 육종효과를 예측한 결과, 80: 20에서 체중, 전장, 체고 및 비만도의 성장 형질의 육종효과가 가장 높았다. 그러나 체형(체고/전장)의 육종가는 50:50에서 가장 높았다. 이에 본 발명자들은 성장 및 체형의 육종효과를 모두 고려하여 성장의 증가가 둔화되는 체중: 체고/전장의 가중치가 70:30인 경우를 체중 및 체형의 육종 효과가 가장 좋은 것으로 판단하였다(도 2 및 표 17).
가중치(체중:체고/전장) 체중(g) 전장(cm) 체고(cm) 비만도 체고/전장
50: 50 104.27 21.11 7.23 10.96 34.40
60: 40 107.85 21.32 7.35 11.03 34.56
70: 30 110.08 21.44 7.44 11.09 34.72
80: 20 111.31 21.51 7.49 11.13 34.85
F1 평균 능력 85.28 19.61 6.82 10.99 34.76
실시예 7. 성장 및 체형 개선 가계의 생산
유전능력평가 결과를 바탕으로 상위의 가계 및 개체를 선발하는 것이 바람직하나 유전적 상동화를 위하여 가계내 암수간의 교배가 이루어져야 하므로 상위로 선발된 개체 중 암수 모두를 포함하는 상위 가계를 선별한 결과, 가계순위 1위인 CK-0042× CJ-0115 가계에서 개체별 순위가 1위인 암컷 D1-0138 및 10위인 수컷 D1-0103, 가계순위 33위의 CK-0181× CJ0114 가계에서 개체별 순위가 5위인 암컷 W1-0327 및 26위인 수컷 W1-0886 및, 가계순위 5위인 CJ-0009× CJ-0168 가계에서 개체별 순위가 35위인 암컷 W1-1059 및 4위인 수컷 W1-0017의 6마리의 F1 개체를 선발하여 근친교배를 시켜, C7-1, C7-2 및 C7-3의 유전적 순계 가계를 생산하였다(표 18, 표 19 및
가계 개체번호 체중(670일) 개체순위 모 부 가계순위
C7-1 모 D1-0138 3841 1 CK-0042 CJ-0115 1
부 D1-0103 1711 10
C7-2 모 W1-0327 3244 5 CK-0181 CJ-0114 33
부 W1-0886 1665 26
C7-3 모 W1-1059 2749 35 CJ-0009 CJ-0168 5
부 W1-0017 2017 4
개체 번호 성별 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8
F0 CK-0042 암 84 112 162 164 222 226 98 128 179 195 113 117 139 141 186 198
CJ-0115 수 82 98 170 170 204 208 124 132 187 197 113 115 141 143 184 190
CK-0181 암 98 98 172 172 198 202 128 146 177 195 115 115 141 141 182 186
CJ-0114 수 94 102 152 172 204 210 118 118 185 203 115 117 155 167 190 204
CJ-0009 암 84 98 146 170 220 226 128 128 179 183 113 115 141 141 184 198
CJ-0168 수 84 98 156 166 214 222 98 128 177 197 113 121 141 159 190 200
F1 D1-0138 암 84 98 164 170 204 226 124 128 187 195 113 113 141 143 186 190
D1-0103 수 82 84 164 170 208 222 124 128 195 197 115 117 141 143 184 198
W1-0327 암 98 102 152 172 198 210 118 128 177 185 115 115 141 167 182 190
W1-0886 수 94 98 172 172 198 204 118 128 185 195 115 117 141 155 186 190
W1-1059 암 98 98 146 156 220 222 128 128 177 179 113 113 141 141 184 200
W1-0017 수 84 98 166 170 222 226 98 128 183 197 113 115 141 159 198 200
실시예 8. 육종 2세대 넙치의 성장 효율 검정
상기 실시예 7에서 생산한 육종 2세대 넙치들의 성장효율 검정을 위하여 양식산 넙치 및 자연산 넙치로부터 생산된 종묘들과 비교 사육하였다. 이 때 양식산 넙치는 암컷 15마리(평균 체중 2430 g) 및 수컷 18마리(평균 체중 1130 g), 자연산 넙치는 암컷 20마리(평균 체중 2560) 및 수컷 18마리(평균 체중 1260 g)로부터 자연 산란된 수정란을 이용하여 생산된 종묘를 사용하였다. 부화 후 215일째의 육종 넙치는 평균 체중 322.7 g 으로, 양식산 넙치의 257.8 g 보다 25.2%, 자연산 넙치의 146.2 g 보다 120.5% 성장이 빠른 것을 확인하였으며, 종묘 입식 후 12개월째의 육종 넙치의 평균 체중은 886.1 g 으로 같은 시기의 양식산 넙치의 평균 체중인 714.5 g에 비해 성장이 24% 빠른 것으로 나타났다(도 3).
도 1은 성장 및 체형 개선 육종 넙치 가계의 생산 모식도이다.
도 2는 성장 및 체형 개선 육종 1세대 넙치의 사진이다.
도 3은 성장 및 체형 개선 육종 2세대 넙치의 성장 효율 검정 결과를 나타낸 도이다.
<110> National Fisheries Research and Development Institute <120> Breeding method for genetically improved olive flounder which grows faster <130> 9p-10-01 <160> 24 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K1 <400> 1 cacacacaca cacgcacaca cacacacaca cacacacaca ca 42 <210> 2 <211> 38 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K2 <400> 2 ctctctctct ctctctctct ctctctctat ctctctct 38 <210> 3 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K3 <400> 3 tctctctctc tctctctctc tctctctctc tctctctctc tctctctc 48 <210> 4 <211> 40 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K4 <400> 4 ctctctctct cactctctct ctctctctct ctctctctct 40 <210> 5 <211> 114 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K5 <400> 5 gtgtgtgtgt atgtgtgtgt gtaagagaga gattgagaga aagagagaga gattgagaga 60 gagagagtaa gagagagtga gagagagaga gagagagaga gagagagaga gaga 114 <210> 6 <211> 28 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K6 <400> 6 gacagacaca cacacacaca cacacaca 28 <210> 7 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K7 <400> 7 ctctctctct ctcactctct ctctctctct ctctctctct ctgtgtgtgt gtgt 54 <210> 8 <211> 79 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K8 <400> 8 acacacacac aacacacaca cacacacaca cacacacaca cacacaatac actctgtgtt 60 ttgtgtgtgt gtgtgtgtg 79 <210> 9 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K1 forward primer <400> 9 gcgactctca aaaatccgtc ag 22 <210> 10 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K1 reverse primer <400> 10 ggactttgtg gggtttcagg a 21 <210> 11 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K2 forward primer <400> 11 gtgtatgtgt ttcgtttcct gc 22 <210> 12 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K2 reverse primer <400> 12 tgaaggctgt tgttgctgta g 21 <210> 13 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K3 forward primer <400> 13 gaaggatctg gactcatggt gac 23 <210> 14 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K3 reverse primer <400> 14 cagcagcaaa ggcagaaaga g 21 <210> 15 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K4 forward primer <400> 15 tccttcacac taatggagtc ca 22 <210> 16 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K4 reverse primer <400> 16 gtgtccgaaa ggaaaactag g 21 <210> 17 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K5 forward primer <400> 17 acagtaaaac agtccctcct gaac 24 <210> 18 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K5 reverse primer <400> 18 aggagtctgg aaccaaatgt ctg 23 <210> 19 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K6 forward primer <400> 19 agaggatatc gaggggagg 19 <210> 20 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K6 reverse primer <400> 20 cagcagtagc cgatcttagt g 21 <210> 21 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K7 forward primer <400> 21 ttgaaactgg atgcctcac 19 <210> 22 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K7 reverse primer <400> 22 tctcacgttt ccatgtcag 19 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K8 forward primer <400> 23 atcaggaacg ggagagactc 20 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> K8 reverse primer <400> 24 gagttcgtcc ttcgtcttca 20

Claims (5)

1) 넙치 암컷 집단 및 수컷 집단의 유전자형을 각각 분석하는 단계;
2) 하기 수학식 1에 따라 암컷 집단과 수컷 집단의 각각의 개체간의 유전학적 유연관계를 계산하는 단계;
<수학식 1>
Figure 112009081113041-PAT00007
: x 및 y 개체 상호간의 유전학적 유연관계
P: 개체 x의 i번째 대립 유전자의 빈도 수
Px: x의 i번째 대립 유전자가 동형 접합체이면 1, 이형 접합체 이면 0.5(i=짝수일 경우, i-1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5; i=홀수일 경우, i+1번째와 비교해서 같으면 1, 다르면 0.5)
Py: x의 i번째 대립 유전자가 y의 두 대립 유전자와 비교해서 같은 것이 없으면 0, 같은 것이 하나 있으면 0.5, 같은 것이 두개 있으면 1(i=짝수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i-1과 i번째 대립 유전자를 비교; i=홀수일 경우 x의 i번째 대립 유전자와 y의 i와 i+1번째 대립 유전자를 비교)
3) 상기 암컷 집단 중의 암컷 개체와 상기 유전학적 유연관계의 계산 값이 0.2 이하인 수컷 집단 중의 수컷 개체를 선별하는 단계;
4) 상기 단계 3)에서 선별된 수컷 개체 중 표현 형질이 가장 우수한 1 내지 3위의 우수한 개체를 선별하는 단계;
5) 상기 단계 4)에서 선별된 수컷 개체와 단계 3)의 암컷 개체를 인공 수정을 통해 교배하는 단계;
6) 단계 5)의 교배로 생산된 F1 세대를 150 내지 200일 간 사육하는 단계;
7) 상기 F1 세대의 친자관계를 확인하는 단계;
8) 상기 단계 7)의 친자관계가 확인된 F1 개체들의 형질 별 육종가를 측정하는 단계;
9) 상기 단계 5)의 교배 결과 생산된 가계 중 상위 순위의 가계내에서, 개체 순위도 상위인 암컷 및 수컷 개체를 선발하여 근친교배 시키는 단계; 및,
10) 상기 단계 9)의 교배로 생산된 육종 2세대 넙치의 성장 효율을 검정하는 단계를 포함하는 넙치의 성장 효율을 증진시키는 육종 방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 1)은 하기 중 어느 하나 이상의 프라이머 쌍으로 증폭된 넙치 미세위성마커의 크기 분석을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 육종 방법:
ⅰ) 서열번호 1의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 9 및 10을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅱ) 서열번호 2의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 11 및 12를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅲ) 서열번호 3의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 13 및 14를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅳ) 서열번호 4의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 15 및 16을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅴ) 서열번호 5의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 17 및 18을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅵ) 서열번호 6의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 19 및 20을 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍,
ⅶ) 서열번호 7의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 21 및 22를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍, 및,
ⅷ) 서열번호 8의 넙치 미세위성마커를 특이적으로 증폭할 수 있는 서열번호 23 및 24를 각각 갖는 올리고뉴클레오티드로 구성된 프라이머 쌍인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 4)의 표현 형질은 체중, 전장 및/또는 체고인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 8)의 형질별 육종가는
ⅰ) F1 넙치들의 체중, 전장, 체장, 체고, 두장, 미병고 및 미병장을 측정하는 단계;
ⅱ) 각 형질별 유전력 및 유전상관을 추정하는 단계; 및,
ⅲ) 각 형질에 대한 개체별 육종가를 추정하는 단계로 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항의 방법으로 육종된 성장 효율이 개선된 육종 2세대 넙치.
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