KR20150055945A - Genetic marker for prediction of meat quality grade in Hanwoo - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 한우의 육질 등급 예측용 유전자 마커, 키트, 마이크로어레이 및 이를 이용한 한우의 육질 등급 예측방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 한우의 육질 등급과 상관 관계가 있는 근내 지방 특이적 Fibronectin 1 (FN1) 유전자, Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자, Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자 및 Lysyl oxidase (LOX) 유전자의 발현량을 측정하여 한우의 육질 등급을 예측하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a genetic marker, a kit, a microarray for predicting meat quality of a Korean beef cattle, and a method for predicting a meat quality grade of Hanwoo using the same. More particularly, the present invention relates to a method for predicting a meat quality grade of Korean beef cattle, ) Gene, Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene, Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene and Lysyl oxidase (LOX) gene.
일반적으로 가축의 육종개량에 있어 종래의 양적 유전학적 방법은 가축의 표현형적 기록에 근거로 한다. 즉, 후보종모우는 혈통기록과 체형 발달 등의 당대기록으로 우선 선발하고 빈우와의 교배에 의해 생산되는 후대 검정우를 사육, 도축하여 성장 및 도체 형질등을 기록하고 가축이 사육되어진 환경 요인들을 최대한 배제하면서 가축의 진정한 육종가를 추정해 내기 위한 가장 적절한 통계 모델식을 고안하여 종축을 선발하게 되는데, 이러한 표현형적 관측치를 측정하는 데는 많은 시간이 소요되므로 종축의 선발을 지연하게 되어 세대 간격이 길어지고 많은 두수의 후보 종축을 사육하게 되므로 사료비, 시설 투자비 및 유지비, 인건비 등의 경제적 비용과 필요 이상의 노동력이 소요된다.In general, conventional quantitative genetic methods for improving breeding of livestock are based on the phenotypic record of livestock. In other words, the candidates were selected for their records such as bloodline records and body development, and the next black cattle produced by mating with the birds were reared and slaughtered to record growth and carcass traits. In order to estimate the genetic breeding value of livestock, the most suitable statistical model formula is selected and the vertical axis is selected. Since it takes a long time to measure these phenotypic observations, the selection of the vertical axis is delayed, Since many of the candidates are raised, economic costs such as feed costs, facility investment and maintenance costs, labor costs, and labor costs are more than necessary.
한편, 가축의 표현 형질을 지배하는 것은 환경에 의해서도 지배되어 지지만, 동일한 환경에서 사육된 어떤 한 집단에서도 표현 형질마다 개체간 차이가 존재한다. 이는 결국 개체가 지니는 유전자 수준의 차이에 기인 되며, 유전공학, 분자생물학 및 주변관련 과학기술의 급속한 발전으로 가축의 표현 형질 중 경제 형질에 관여하는 유전체의 정보를 이해하여 조기 선발에 의한 세대 간격 단축, 선발강도, 선발의 정확도 등의 향상시켜 연간 유전적 개량량을 증대시킬 수 있는 유전적 표지인자 개발 연구가 시도되고 있다.On the other hand, dominance of livestock phenotypes is also governed by the environment, but in any population raised in the same environment there are individual differences between phenotypic traits. This is due to the difference in genetic level of the individual, and the rapid development of genetic engineering, molecular biology, and related science and technology to understand genetic information related to the economic traits of livestock expressive traits and to shorten generation intervals by early selection , Selection intensity, accuracy of selection, and so on, to develop genetic markers capable of increasing the amount of genetic modification per year.
본 발명 전체에 걸쳐 다수의 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 발명에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
A number of patent documents are referenced and cited throughout the present invention. The disclosures of the cited patent documents are hereby incorporated by reference into the present invention in its entirety to better illustrate the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.
본 발명의 목적은 한우의 육질 등급 예측용 유전자 마커, 키트, 마이크로어레이 및 이를 이용한 한우의 육질 등급 예측방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a genetic marker, a kit, a microarray for predicting the meat quality grade of Korean beef cattle, and a method for predicting the meat quality grade of Korean beef cattle using the same.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, In order to solve the above technical problem,
본 발명의 일 측면에 따르면, 서열번호 1 및 2로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 서열번호 3 및 4로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 서열번호 5 및 6으로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 및 서열번호 7 및 8로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측용 유전자 마커가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a primer set comprising: a forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 1 and 2; A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 3 and 4; A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 5 and 6; And a set of forward and reverse primers represented by SEQ ID NOS: 7 and 8, can be provided.
일 실시예에 있어서, 상기 서열번호 1 및 2로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Fibronectin 1 (FN1) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고, 상기 서열번호 3 및 4로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고, 상기 서열번호 5 및 6으로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고, 상기 서열번호 7 및 8로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Lysyl oxidase (LOX) 유전자에 특이적으로 혼성 결합할 수 있다.In one embodiment, the forward and reverse primer sets set forth in SEQ ID NOS: 1 and 2 are specifically hybridized to the Fibronectin 1 (FN1) gene, and the forward and reverse primer sets set forth in SEQ ID NOS: 3 and 4, Integrin and alpha 7 (ITGA7) genes, and the forward and reverse primer sets represented by SEQ ID NOS: 5 and 6 specifically hybridize to Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene, The forward and reverse primer sets, designated 7 and 8, can specifically hybridize to the Lysyl oxidase (LOX) gene.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 유전자 마커를 포함하는 한우의 육질 등급 예측용 키트가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a kit for predicting a meat quality grade of a Hanwoo containing the genetic marker can be provided.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 유전자 마커를 포함하는 한우의 육질 등급 예측용 마이크로어레이가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there can be provided a microarray for predicting a meat quality grade of Hanwoo including the genetic marker.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 한우 근내 지방조직으로부터 총 RNA를 추출하고, 역전사효소를 이용하여 cDNA를 합성하는 단계; 상기 cDNA를 주형으로 하고, 제1항 또는 제2항에 따른 유전자 마커를 이용하여 Realtime-PCR에 의한 증폭 반응을 수행하는 단계; 및 상기 증폭 반응을 통해 Fibronectin 1 (FN1) 유전자, Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자, Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자 및 Lysyl oxidase (LOX) 유전자의 발현량을 측정하는 단계;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측 방법;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측 방법이 제공될 수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a recombinant vector comprising the steps of: extracting total RNA from adipose tissue of cow's milk and synthesizing cDNA using reverse transcriptase; Performing amplification by Realtime-PCR using the cDNA as a template and using the gene marker according to claim 1 or 2; And measuring the expression level of Fibronectin 1 (FN1) gene, Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene, Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene and Lysyl oxidase (LOX) gene through the amplification reaction. A method of predicting a meat quality grade of Hanwoo including a meat quality grade predicting method can be provided.
본 발명에 따른 한우의 육질 등급 예측용 유전자 마커, 키트, 마이크로어레이 및 이를 이용한 한우의 육질 등급 예측방법을 이용하여 한우의 육질 등급을 조기에 예측 및 판별하는 것이 가능하며, 나아가 한우의 근내 지방조직에 특이적인 유전자의 발현량을 검출하기 위한 유전자 마커를 통해 생산되는 한우 개체의 지방 함량 조절이 가능할 수 있다.
It is possible to early predict and discriminate the meat quality of Korean beef cattle using genetic markers, kits, microarrays for predicting meat quality grade of Korean beef cattle according to the present invention and meat quality grade prediction method using the same, It is possible to control the fat content of Hanwoo, which is produced through a genetic marker for detecting the expression level of the gene specific to the Hanwoo.
본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 또한, 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Certain terms are hereby defined for convenience in order to facilitate a better understanding of the present invention. Unless otherwise defined herein, scientific and technical terms used in the present invention shall have the meanings commonly understood by one of ordinary skill in the art. Also, unless the context clearly indicates otherwise, the singular form of the term also includes plural forms thereof, and plural forms of the term should be understood as including its singular form.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서열번호 1 및 2로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 서열번호 3 및 4로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 서열번호 5 및 6으로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 및 서열번호 7 및 8로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측용 유전자 마커가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a primer set comprising: a forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 1 and 2; A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 3 and 4; A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 5 and 6; And a set of forward and reverse primers represented by SEQ ID NOS: 7 and 8, can be provided.
본 발명에서 사용되는 용어 "프라이머"는 카근내려는 핵산 가닥에 상보적인 단일 가닥 올리고뉴클레오티드 서열을 의미하며, 프라이머 연장 산물의 합성을 위한 개시점으로서 작용할 수 있다. 상기 프라이머의 길이 및 서열은 연장 산물의 합성을 시작하도록 허용해야 한다. 프라이머의 구체적인 길이 및 서열은 요구되는 DNA 또는 RNA 표적의 복합도(complexity)뿐만 아니라 온도 및 이온 강도와 같은 프라이머 이용 조건에 의존할 것이다.As used herein, the term "primer " refers to a single stranded oligonucleotide sequence complementary to a carboxy nucleic acid strand and may serve as a starting point for the synthesis of a primer extension product. The length and sequence of the primer should allow the synthesis of the extension product to begin. The specific length and sequence of the primer will depend on the primer usage conditions such as temperature and ionic strength, as well as the complexity of the desired DNA or RNA target.
일 실시예에 있어서, 프라이머로서 이용된 올리고뉴클레오티드는 또한 뉴클레오티드 유사체(analogue), 예를 들어, 포스포로티오에이트(phosphorothioate), 알킬포스포로티오에이트 또는 펩티드 핵산(peptide nucleic acid)를 포함할 수 있거나 또는 삽입 물질(intercalating agent)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the oligonucleotides used as primers may also comprise a nucleotide analogue, such as phosphorothioate, alkylphosphorothioate, or peptide nucleic acid Or an intercalating agent.
일 실시예에 있어서, 상기 서열번호 1 및 2로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Fibronectin 1 (FN1) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고, 상기 서열번호 3 및 4로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고, 상기 서열번호 5 및 6으로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고, 상기 서열번호 7 및 8로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Lysyl oxidase (LOX) 유전자에 특이적으로 혼성 결합할 수 있다.
In one embodiment, the forward and reverse primer sets set forth in SEQ ID NOS: 1 and 2 are specifically hybridized to the Fibronectin 1 (FN1) gene, and the forward and reverse primer sets set forth in SEQ ID NOS: 3 and 4, Integrin and alpha 7 (ITGA7) genes, and the forward and reverse primer sets represented by SEQ ID NOS: 5 and 6 specifically hybridize to Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene, The forward and reverse primer sets, designated 7 and 8, can specifically hybridize to the Lysyl oxidase (LOX) gene.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 유전자 마커를 포함하는 한우의 육질 등급 예측용 키트가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a kit for predicting a meat quality grade of a Hanwoo containing the genetic marker can be provided.
일 실시예에 있어서, 상기 유전자 마커는 서열번호 1 및 2로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 서열번호 3 및 4로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 서열번호 5 및 6으로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 및 서열번호 7 및 8로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트;를 포함하며, 상기 키트는 증폭반응을 수행하기 위한 시약을 포함할 수 있다. In one embodiment, the genetic marker comprises the forward and reverse primer sets set forth in SEQ ID NOS: 1 and 2; A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 3 and 4; A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 5 and 6; And a set of forward and reverse primers represented by SEQ ID NOS: 7 and 8, and the kit may include a reagent for performing an amplification reaction.
일 실시예에 있어서, 상기 증폭반응을 수행하기 위한 시약은 DNA 중합효소, dNTPs 및 완충액 등을 포함할 수 있으며, 최적의 반응 수행 조건을 기재한 사용자 설명서를 추가로 포함할 수 있다.
In one embodiment, the reagent for performing the amplification reaction may include a DNA polymerase, dNTPs, and a buffer, and may further include a user's manual describing optimal reaction conditions.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 유전자 마커를 포함하는 한우의 육질 등급 예측용 마이크로어레이가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there can be provided a microarray for predicting a meat quality grade of Hanwoo including the genetic marker.
본 발명에서 사용되는 용어 "마이크로어레이"는 기판 상에 폴리뉴클레오티드의 그룹이 높은 밀도로 고정화되어 있는 것으로서, 상기 폴리뉴클레오티드 그룹은 각각 일정한 영역에 고정화되어 있는 마이크로어레이를 의미한다. 이러한 마이크로어레이는 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려져 있다. 마이크로어레이에 관하여는 예를 들면, 미국특허 제5,445,934호 및 제5,744,305호에 개시되어 있으며, 이들 특허의 내용은 참조에 의하여 본 명세서에 포함된다.The term "microarray" used in the present invention means a group of polynucleotides immobilized on a substrate at a high density, and the polynucleotide group means a microarray immobilized in a constant region. Such microarrays are well known in the art to which the present invention pertains. The microarrays are described, for example, in U.S. Patent Nos. 5,445,934 and 5,744,305, the contents of which are incorporated herein by reference.
본 발명에서 사용되는 용어 "기판"은 혼성화 특성을 보유하고, 혼성화의 배경 수준이 낮게 유지되는 조건하에 유전자 프로브가 부착될 수 있는 임의의 기판을 말한다. 통상적으로, 상기 기판은 미세역가(microtiter) 플레이트, 막(예를 들면, 나일론 또는 니트로셀룰로오스) 또는 미세구(비드) 또는 칩일 수 있다. 막에 적용 또는 고정 전에, 핵산 프로브를 변형시켜 고정화를 촉진시키거나 혼성화 효율을 개선시킬 수 있다. 상기 변형은 단독중합체 테일링(homopolymer tailing), 지방족기, NH2 기, SH 기 및 카르복실기와 같은 상이한 반응성 작용기와의 커플링, 또 는 바이오틴, 합텐 또는 단백질과의 커플링을 포함할 수 있다.
The term "substrate" as used herein refers to any substrate to which a gene probe can be attached under conditions such that it retains hybridization properties and the background level of hybridization remains low. Typically, the substrate can be a microtiter plate, a film (e.g., nylon or nitrocellulose) or a microsphere (bead) or chip. Before application or fixation to the membrane, the nucleic acid probe may be modified to promote immobilization or improve hybridization efficiency. Such modifications may include homopolymer tailings, coupling with aliphatic groups, different reactive functional groups such as NH2, SH and carboxyl groups, or coupling with biotin, haptens or proteins.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 한우 근내 지방조직으로부터 총 RNA를 추출하고, 역전사효소를 이용하여 cDNA를 합성하는 단계; 상기 cDNA를 주형으로 하고, 제1항 또는 제2항에 따른 유전자 마커를 이용하여 Realtime-PCR에 의한 증폭 반응을 수행하는 단계; 및 상기 증폭 반응을 통해 Fibronectin 1 (FN1) 유전자, Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자, Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자 및 Lysyl oxidase (LOX) 유전자의 발현량을 측정하는 단계;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측 방법;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a recombinant vector comprising the steps of: extracting total RNA from adipose tissue of cow's milk and synthesizing cDNA using reverse transcriptase; Performing amplification by Realtime-PCR using the cDNA as a template and using the gene marker according to claim 1 or 2; And measuring the expression level of Fibronectin 1 (FN1) gene, Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene, Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene and Lysyl oxidase (LOX) gene through the amplification reaction. A method of predicting a meat quality grade of Hanwoo including a meat quality grade predicting method can be provided.
일 실시예에 있어서, 한우 근내 지방조직으로부터 상기 시료에서 총 RNA를 추출하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에 공지된 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면, CTAB 방법을 이용할 수도 있고, wizard prep 키트(Promega 사)를 이용할 수도 있다. 상기 추출된 총 RNA로부터 cDNA를 합성하고, 상기 cDNA를 주형으로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트를 이용하여 증폭 반응을 수행하여 표적 서열을 증폭할 수 있다. 표적 서열을 증폭하는 방법은 중합효소연쇄반응(PCR; Realtime PCR을 포함), 리가아제 연쇄반응(ligase chain reaction), 핵산 서열 기재증폭(nucleic acid sequence-based amplification), 전사 기재 증폭 시스템(transcription-basedamplification system), 가닥 치환 증폭(strand displacement amplification) 또는 Qβ 복제효소(replicase)를통한 증폭 또는 본 발명이 속하는 기술분야에 알려진 핵산 분자를 증폭하기 위한 임의의 기타 적당한 방법이 있다. 상기 PCR은 중합효소를 이용하여 표적 서열에 특이적으로 결합하는 프라이머 쌍으로부터 표적 서열을 포함하는 유전자를 증폭하는 방법이다. 이러한 PCR 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려져 있으며, 상업적으로 이용가능한 키트를 이용할 수도 있다.In one embodiment, the method for extracting total RNA from the adipose tissue in the cow's tummy may be performed by a method known in the art, for example, a CTAB method, (Promega) may be used. The cDNA can be synthesized from the extracted total RNA, and the target sequence can be amplified by performing amplification reaction using the cDNA as a template and using one or more oligonucleotide primer sets according to one embodiment of the present invention. Methods for amplifying a target sequence include polymerase chain reaction (PCR) (including real time PCR), ligase chain reaction, nucleic acid sequence-based amplification, transcription- based amplification system, a strand displacement amplification or amplification through a Q [beta] replicase, or any other suitable method for amplifying a nucleic acid molecule known in the art to which this invention belongs. The PCR is a method of amplifying a gene including a target sequence from a pair of primers that specifically bind to a target sequence using a polymerase. Such a PCR method is well known in the art to which the present invention belongs, and a commercially available kit may be used.
일 실시예에 있어서, 상기 증폭된 표적 서열은 검출가능한 표지 물질로 표지될 수 있다. 예를 들어, 상기 표지 물질은 형광, 인광 또는 방사성을 발하는 물질일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 상기 표지 물질은 Cy-5 또는 Cy-3이다. 표적 서열의 증폭시 프라이머의 5'-말단에 Cy-5 또는 Cy-3를 표지하여 PCR을 수행하면 표적 서열이 검출가능한 형광 표지 물질로 표지될 수 있다. 또한, 방사성 물질을 이용한 표지 는 PCR 수행시 32P 또는 35S 등과 같은 방사성 동위원소를 PCR 반응액에 첨가하면 증폭 산물이 합성되면서 방사성이 증폭 산물에 혼입되어 증폭 산물이 방사성으로 표지될 수 있다. 표적 서열을 증폭하기 위해 이용된 하나 이상의 올리고뉴클레오티드 프라이머 세트는 상기에 기재된 바와 같다.In one embodiment, the amplified target sequence may be labeled with a detectable labeling substance. For example, the labeling substance may be a fluorescent, phosphorescent or radioactive substance, but is not limited thereto. Preferably, the labeling substance is Cy-5 or Cy-3. When the target sequence is amplified, PCR is carried out by labeling the 5'-end of the primer with Cy-5 or Cy-3, and the target sequence may be labeled with a detectable fluorescent labeling substance. When the radioactive isotope such as 32 P or 35 S is added to the PCR reaction solution, the amplification product may be synthesized and the radioactive substance may be incorporated into the amplification product and the amplification product may be labeled as radioactive. The set of one or more oligonucleotide primers used to amplify the target sequence is as described above.
일 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 증폭 산물을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 증폭 산물의 검출은 DNA 칩, 겔 전기영동, 방사성 측정, 형광 측정 또는 인광 측정을 통해 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 증폭 산물을 검출하는 방법 중의 하나로서, 겔 전기영동을 수행할 수 있다. 겔 전기영동은 증폭 산물의 크기에 따라 아가로스 겔 전기영동 또는 아크릴아미드 겔 전기영동을 이용할 수 있다. 또한, 형광 측정 방법은 프라이머의 5'-말단에 Cy-5 또는 Cy-3를 표지하여 PCR을 수행하면 표적 서열이 검출가능한 형광 표지 물질로 표지되며, 이렇게 표지된 형광은 형광 측정기를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 방사성 측정 방법은 PCR 수행시 32P 또는 35S 등과 같은 방사성 동위원소를 PCR 반응액에 첨가하여 증폭 산물을 표지한 후, 방사성 측정기구, 예를 들면, 가이거 계수기(Geiger counter) 또는 액체섬광계수기(liquid scintillation counter)를 이용하여 방사성을 측정할 수 있다.
In one embodiment, the present invention may further comprise detecting the amplification product. The detection of the amplification product can be performed by DNA chip, gel electrophoresis, radioactive measurement, fluorescence measurement or phosphorescence measurement, but is not limited thereto. As one method of detecting the amplification product, gel electrophoresis can be performed. Gel electrophoresis can be performed using agarose gel electrophoresis or acrylamide gel electrophoresis depending on the size of the amplification product. Also, in the fluorescence measurement method, Cy-5 or Cy-3 is labeled at the 5'-end of the primer. When PCR is carried out, the target is labeled with a fluorescent label capable of detecting the target sequence. The labeled fluorescence is measured using a fluorescence meter can do. In addition, in the case of performing the PCR, the radioactive isotope such as 32 P or 35 S is added to the PCR reaction solution to mark the amplification product, and then a radioactive measurement device such as a Geiger counter or liquid scintillation counter The radioactivity can be measured using a liquid scintillation counter.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It should be understood, however, that these examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention.
실시예Example
공시재료Disclosure material
한우 26두 (거세우, 수소 및 암소)에서26 Hanwoo (steers, hydrogen and cows)
(1) 근내지방도가 높은 그룹 (7.00 ± 0.94), 중간그룹 (4.00 ± 0.58) 및 낮은 그룹 (1.00 ± 0.00)으로 분류;(1) classified into groups with high intramuscular fatness (7.00 ± 0.94), middle group (4.00 ± 0.58) and low group (1.00 ± 0.00);
(2) 육질등급이 높은 그룹 (40.00 ± 0.00), 중간그룹 (28.57 ± 3.78) 및 낮은 그룹 (10.00 ± 0.00)으로 분류;(2) classified as a group with high meat quality (40.00 ± 0.00), a middle group (28.57 ± 3.78) and a low group (10.00 ± 0.00);
(3) 육질등급이 높은 그룹 (300 ± 0.00), 중간그룹 (200 ± 0.00) 및 낮은 그룹 (100 ± 0.00)으로 분류하여;(3) classified into groups with high meat quality (300 ± 0.00), intermediate (200 ± 0.00) and low (100 ± 0.00) groups;
한우 등심 시료를 하기의 표 1, 표 2 및 표 3의 분석에 사용된 시료의 도축연령 및 형질 특성에서 참고할 수 있다. 하기의 표 1, 표 2 및 표 3에서 근내지방도, 육질등급 및 육량등급의 수치가 높을수록 육질이 우수함을 나타낸다.
Hanwoo lentil samples can be referenced from the slaughter age and trait characteristics of the samples used in the analysis of Tables 1, 2 and 3 below. In the following Tables 1, 2 and 3, the higher the values of the intramuscular fatness, the meat quality grade and the meat fatness, the better the meat quality.
(개월)age
(month)
(개월)age
(month)
(개월)age
(month)
근내지방도 높음
Muscle fat is high
1근내지방도 : 높음(고급육) = 6 ~ 9; 중간(중급육) = 3 ~ 5; 낮음(저급육) = 1 ~ 2.
1 Intramuscular level: High (high quality meat) = 6 ~ 9; Middle (intermediate grade) = 3 to 5; Low (low grade) = 1 to 2.
(개월)age
(month)
(개월)age
(month)
(개월)age
(month)
육질등급 높음
Flesh grade high
1육질 등급 : 1++ 또는 1+ = 40; 1 = 30; 2 = 20; 3 = 10.
1 meat grade: 1 ++ or 1+ = 40; 1 = 30; 2 = 20; 3 = 10.
(개월)age
(month)
(개월)age
(month)
(개월)age
(month)
육량등급 높음
High meat grade
1육량 등급 : A = 300; B = 200; C = 100.
1 Heavy grade: A = 300; B = 200; C = 100.
유전자 공발현 네트워크 분석Analysis of gene expression network
(1) 근내지방도, 육질등급 및 육량등급과 관련된 후보유전자군을 탐색하기 위해 Animal QTL database (http://www.genome.iastate.edu/cgi-bin/QTLdb/BT/index)를 활용하여 상기 형질과 연관될 가능성을 보이는 유전자들을 추출하였다. NCBI의 GEO (Gene Expression Omnibus) 데이터베이스를 활용하여 소의 마이크로어레이 정보를 다운로드하였다. 모든 어레이는 통계패키지 'R'에서 제공하는 RMA (Robust Multiarray Average) 기법으로 발현값에 대한 표준화 처리를 수행하였다. 상기 추출된 유전자의 발현값은 추후 분석을 위해 log2로 변환하였다.(1) Animal QTL database ( http://www.genome.iastate.edu/cgi-bin/QTLdb/BT/index) was used to search candidate genes related to intramuscular level, meat quality grade, and meat grade, Genes that are likely to be associated with traits were extracted. We downloaded the microarray information of the bovine using NCBI's GEO (Gene Expression Omnibus) database. All arrays were standardized for the expression values using the RMA (Robust Multiarray Average) technique provided in statistical package 'R'. The expression values of the extracted genes were converted to log 2 for further analysis.
(2) 선발된 유전자의 발현값은 공발현 네트워크(co-expression network) 구축을 위해 각 유전자에 대하여 Pearson's correlation coefficient (r) 값을 구하고, 공발현 네트워크의 연결 정도에 가중치를 적용하기 위해 soft thresholding 기법 및 power adjacency 함수를 사용하여 유전자간의 연결정도의 세기를 계산하였다. 또한, 유전자 네트워크는 거듭제곱 함수(Power-law function)인 P(k)~k -r 분포를 따르기 때문에 유전자의 발현값이 거듭제곱 법칙에 알맞도록 지수값을 선택한다. 유전자 네트워크에서 유전자 각각은 노드(node)라 불리우며, 각 노드간 연결정도는 엣지(edge)를 통해 알 수 있다.(2) The expression values of the selected genes are determined by the Pearson's correlation coefficient ( r ) for each gene to construct a co-expression network, and the soft thresholding And the power adjacency function were used to calculate the intensity of the link between genes. In addition, since the gene network follows the P (k) ~ k -r distribution, which is a power-law function, the exponent value is selected so that the expression value of the gene meets the power law. In a gene network, each of the genes is called a node, and the degree of connectivity between the nodes is known through the edges.
(3) 상기 유전자에 대하여 pair-wise correlation 값을 계산하고, 각 유전자에 대한 네트워크 토폴로지(topoloty)를 살펴보기 위하여, 중심성(Centrality) 분석을 하였다. node degree는 네트워크를 구성하는 하나의 node와 이것과 직접적으로 연결된 다른 노드들과의 연결정도를 계산하여 각각의 노드들이 네트워크에서 얼마나 중심에 위치하는지 측정할 수 있는 값이다. 또한, betweeness centrality (BC)값을 계산하였다. BC는 네트워크를 구성하는 한 노드와 다른 노드를 연결시키는 특정 node 매개 정도로 중심성을 측정한다. 특정 node의 betweenness centrality는 특정 노드를 제외한 다른 모든 노드의 쌍(pair)들의 최단거리(shortest path)의 수와 실제 그 최단거리에 특정 노드가 존재하는 수의 비율로 계산한다.
(3) A pairwise correlation was calculated for the gene and a centrality analysis was performed to examine the network topology for each gene. The node degree is a value that can measure how much each node is located in the network by calculating the degree of connection between one node constituting the network and other nodes directly connected thereto. Also, the betweeness centrality (BC) value was calculated. BC measures the centrality to a specific node mediation connecting one node and the other node constituting the network. The betweenness centrality of a particular node is calculated by the ratio of the number of shortest paths of all the pairs of all nodes except the specific node to the number of nodes having the shortest actual distance.
Realtime PCR법을 이용한 유전자 발현량 분석 방법Analysis method of gene expression using Realtime PCR method
조직에서의 total RNA (2ug)는 Trizol Reagent (Molecular Research Center)를 이용하여 추출한다. 260nm 흡광도에서 정량하고 1% agarose gel을 이용하여 전기영동을 실시한다. 28S와 18S band는 ethidium bromide (EtBr)로 염색하여 관찰한다. 추출한 total RNA는 iScript cDNA Synthesis kit (Bio-rad, Hercules, CA)를 이용하여 cDNA를 합성한다. Real time-PCR은 QuantiTect SYBR green RT-PCR Master mix (Qiagen, Valencia, CA)와 Opticon sequence detection system (MJ research, USA)를 이용하여 수행한다. 간략하게 실험 방법을 아래에 소개한다. cDNA 12.5 ㎕ (300ng)에 SYBR Green RT-PCR Master Mix 10 ㎕와 10 μM primers를 각각 1.25 ㎕ 넣고 혼합한다. 94C에서 15초, 62C에서 30초, 72C에서 30초 반복하여 총 40 cycles을 돌린다. 모든 프라이머 디자인은 National Center for Biotechnology Information (NCBI)에 등록된 sequences를 이용한다. Ct 방법을 이용하여 상대적인 발현량을 비교하고, housekeeping gene으로 ribosomal protein S9 (RPS9)을 이용하여 noramlization한다.Total RNA (2 ug) in tissues is extracted using Trizol Reagent (Molecular Research Center). Quantitate at 260 nm absorbance and electrophoresis using 1% agarose gel. The 28S and 18S bands are stained with ethidium bromide (EtBr). The extracted total RNA is synthesized using iScript cDNA synthesis kit (Bio-Rad, Hercules, Calif.). Real time PCR is performed using QuantiTect SYBR green RT-PCR Master mix (Qiagen, Valencia, CA) and Opticon sequence detection system (MJ research, USA). A brief experimental method is presented below. 10 μl of cDNA (300 ng) was mixed with 10 μl of SYBR Green RT-PCR Master Mix and 10 μl 1.25 μl of each primer is added and mixed. Repeat for 15 seconds at 94C, 30 seconds at 62C, and 30 seconds at 72C to run a total of 40 cycles. All primer designs use sequences registered in the National Center for Biotechnology Information (NCBI). The relative expression levels were compared using the Ct method and noramlization was performed using ribosomal protein S9 (RPS9) as a housekeeping gene.
하기의 표 4에는 한우 근내 지방 조직에서 특이적 또는 유의적인 발현 차이를 나타내고 있는 상기 Fibronectin 1 (FN1) 유전자, Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자, Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자 및 Lysyl oxidase (LOX) 유전자의 발현량을 분석하기 위해 제작된 프라이머의 염기서열이 기재되어 있다.
Table 4 below shows the Fibronectin 1 (FN1) gene, Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene, Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene and Lysyl oxidase (LOX) gene that exhibit specific or significant expression differences in adipose tissue ) Nucleotide sequences of primers designed to analyze the expression levels of genes.
상기 프라이머 세트를 이용한 Realtime-PCR의 결과는 SAS 프로그램의 GLM 분석법을 통해 통계적으로 처리되었으며, 유전자 발현과 한우의 육질 등급 사이의 상관 관계는 CORR 분석법을 통해 처리되었다.The results of Realtime-PCR using the primer set were statistically processed by the GLM method of SAS program, and the correlation between the gene expression and the meat quality grade of Hanwoo was processed through the CORR method.
상기와 같은 통계적인 방법을 통해 얻어진 상기 Fibronectin 1 (FN1) 유전자, Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자, Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자 및 Lysyl oxidase (LOX) 유전자의 발현량과 한우의 육질 등급 사이의 상관 관계는 하기의 표 5에 기재되어 있다.
(FN1) gene, Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene, Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene and Lysyl oxidase (LOX) gene obtained through the above statistical method and the degree of meat quality of Korean beef The correlation is shown in Table 5 below.
상관계수(P) *, P < 0.05; **, P < 0.01; ***, P < 0.001, N = 26
Correlation coefficient (P) *, P <0.05; **, P <0.01; ***, P < 0.001, N = 26
한우 거세우, 수소 및 암소의 근내 지방 조직에서 세포외 기질 (extracellular matrix: ECM)과 관련한 유전자 발현수준을 비교분석하였다. 26마리 한우 근내 지방 조직에서 ECM 관련 유전자의 mRNA 발현 수준과 육질 등급을 조사하였다. 또한 육질 등급과 mRNA 발현 사이의 상관관계를 분석하였다. 지방 조직의 세포 수 및 양의 증가는 지방 침착 및 제거 사이의 균형에 의해 나타난다. ECM에 관여하는 30개의 유전자의 발현은 mRNA에 대해서 상관관계를 보였다. 특히 fibronectin 1 (FN1; r = 0.64, P < 0.001) 및 lysyl oxidase (LOX; r = 0.66; P < 0.001) 유전자는 모두 강한 양의 상관관계를 보였다. 반대로 integrin, alpha 7 (ITGA7; r = -0.70, P < 0.001) 및 5 (ITGA5; r = -0.62, P < 0.001) 유전자는 모두 강한 음의 상관관계를 보였다.The level of gene expression related to the extracellular matrix (ECM) was analyzed and compared in the intramuscular adipose tissue of Hanwoo steer, hydrogen and cow. MRNA expression level and flesh quality of ECM - related genes were investigated in adipose tissue of 26 Hanwoo radish. We also analyzed the correlation between meat quality grade and mRNA expression. The increase in the number and quantity of cells in adipose tissue is indicated by a balance between fat deposition and elimination. Expression of 30 genes involved in ECM showed a correlation with mRNA. Especially, fibronectin 1 (FN1; r = 0.64, P <0.001) and lysyl oxidase (LOX; r = 0.66; P <0.001) were highly correlated. Conversely, the genes for integrin, alpha 7 (ITGA7; r = -0.70, P <0.001) and 5 (ITGA5; r = -0.62, P <0.001) showed strong negative correlation.
따라서, 상기 결과에 따라 본 발명에 따른 유전자 마커는 상기 Fibronectin 1 (FN1) 유전자, Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자, Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자 및 Lysyl oxidase (LOX) 유전자의 발현량으로부터 한우 개체의 육질 등급을 예측할 수 있는 유전자 마커로서 사용될 수 있다.
Therefore, according to the above results, the genetic markers according to the present invention can be obtained from the expression amounts of Fibronectin 1 (FN1) gene, Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene, Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene and Lysyl oxidase (LOX) Can be used as a genetic marker capable of predicting the meat quality of an individual.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
SEQUENCE LISTING <110> RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION <120> Genetic marker for prediction of meat quality grade in Hanwoo <130> NPF-24989 <160> 8 <170> PatentIn version 3.2 <210> 1 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Fibronectin 1 <400> 1 tccattgaac tgaccaacct c 21 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> reverse primer for Fibronectin 1 <400> 2 acgctgacta aatactcggt g 21 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Integrin, alpha 7 <400> 3 gcagaaggag agtaaggaga ac 22 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> reverse primer for Integrin, alpha 7 <400> 4 gtgcacaggt aacaatcttg c 21 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Integrin, alpha 5 <400> 5 ataaactctc cccgattcac atc 23 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> reverse primer for Integrin, alpha 5 <400> 6 gatctgagcc ttgtcctcta tg 22 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Lysyl oxidase <400> 7 ctgaacatcg tccctatgca g 21 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> reverse primer for Lysyl oxidase <400> 8 agctatttgg tgcctgagtc 20 SEQUENCE LISTING <110> RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION <120> Genetic marker for prediction of meat quality grade in Hanwoo <130> NPF-24989 <160> 8 <170> PatentIn version 3.2 <210> 1 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Fibronectin 1 <400> 1 tccattgaac tgaccaacct c 21 <210> 2 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> reverse primer for Fibronectin 1 <400> 2 acgctgacta aatactcggt g 21 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Integrin, alpha 7 <400> 3 gcagaaggag agtaaggaga ac 22 <210> 4 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> reverse primer for Integrin, alpha 7 <400> 4 gtgcacaggt aacaatcttg c 21 <210> 5 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Integrin, alpha 5 <400> 5 ataaactctc cccgattcac atc 23 <210> 6 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> reverse primer for Integrin, alpha 5 <400> 6 gatctgagcc ttgtcctcta tg 22 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> forward primer for Lysyl oxidase <400> 7 ctgaacatcg tccctatgca g 21 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> Reverse primer for Lysyl oxidase <400> 8 agctatttgg tgcctgagtc 20
Claims (5)
서열번호 3 및 4로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트;
서열번호 5 및 6으로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트; 및
서열번호 7 및 8로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측용 유전자 마커.
A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 1 and 2;
A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 3 and 4;
A forward and reverse primer set represented by SEQ ID NOS: 5 and 6; And
A genetic marker for predicting the meat quality grade of Hanwoo including the forward and reverse primer sets represented by SEQ ID NOS: 7 and 8;
상기 서열번호 1 및 2로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Fibronectin 1 (FN1) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고,
상기 서열번호 3 및 4로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고,
상기 서열번호 5 및 6으로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하고,
상기 서열번호 7 및 8로 표시되는 정방향 및 역방향 프라이머 세트는 Lysyl oxidase (LOX) 유전자에 특이적으로 혼성 결합하는 것을 특징으로 하는 한우의 육질 등급 예측용 유전자 마커.
The method according to claim 1,
The forward and reverse primer sets represented by SEQ ID NOS: 1 and 2 specifically hybridize to the Fibronectin 1 (FN1) gene,
The forward and reverse primer sets shown in SEQ ID NOS: 3 and 4 specifically hybridize to Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene,
The forward and reverse primer sets shown in SEQ ID NOS: 5 and 6 specifically hybridize to Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene,
Wherein the forward and reverse primer sets represented by SEQ ID NOS: 7 and 8 are specifically hybridized to the Lysyl oxidase (LOX) gene.
A kit for predicting a meat quality grade of Korean beef cattle, comprising a genetic marker according to claim 1 or 2.
A microarray for predicting meat quality grade of Korean beef cattle comprising a genetic marker according to claim 1 or 2.
상기 cDNA를 주형으로 하고, 제1항 또는 제2항에 따른 유전자 마커를 이용하여 Realtime-PCR에 의한 증폭 반응을 수행하는 단계; 및
상기 증폭 반응을 통해 Fibronectin 1 (FN1) 유전자, Integrin, alpha 7 (ITGA7) 유전자, Integrin, alpha 5 (ITGA5) 유전자 및 Lysyl oxidase (LOX) 유전자의 발현량을 측정하는 단계;를 포함하는 한우의 육질 등급 예측 방법.
Extracting total RNA from adipose tissue of Hanwoo radish and synthesizing cDNA using reverse transcriptase;
Performing amplification by Realtime-PCR using the cDNA as a template and using the gene marker according to claim 1 or 2; And
Measuring the expression level of Fibronectin 1 (FN1) gene, Integrin, alpha 7 (ITGA7) gene, Integrin, alpha 5 (ITGA5) gene and Lysyl oxidase (LOX) gene through the amplification reaction, How to grade.
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