KR20160057521A - 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 흑돼지 및 그의 제조방법 - Google Patents

육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 흑돼지 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준을 예측할 수 있는 SNP(single nucleotide polymorphism)를 검출할 수 있는 제제를 포함하는 돼지의 품질 판단용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 돼지의 품질 판단용 키트, 상기 조성물을 이용하여 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준을 통해 돼지의 품질을 종합적으로 판단하는 방법, 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준이 증가되어 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 돼지에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 돼지의 품질을 판단하는 방법을 이용하면, 단순히 돼지의 육질형질만을 기준으로 하는 것이 아니라, 돼지의 외관, 건강상태 및 육량의 관점에서 돼지의 품질을 종합적으로 판단할 수 있으므로, 보다 효과적인 돼지의 품질판단을 통한 돼지육의 유통질서 확립에 이바지할 수 있을 것이다.

Description

육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 흑돼지 및 그의 제조방법{Black pig having enhanced fleshiness and stress tolerance and process for preparing the same}
본 발명은 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 흑돼지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준을 예측할 수 있는 SNP(single nucleotide polymorphism)를 검출할 수 있는 제제를 포함하는 돼지의 품질 판단용 조성물, 상기 조성물을 포함하는 돼지의 품질 판단용 키트, 상기 조성물을 이용하여 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준을 통해 돼지의 품질을 종합적으로 판단하는 방법, 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준이 증가되어 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 돼지에 관한 것이다.
약 9000년 전에 인도의 동부 지방에서 사육된 이래로, 돼지는 세계적으로 사람이 필요로 하는 단백질 섭취를 위한 가장 기본적인 가축으로 각각의 시대와 상황 및 사람들의 기호에 따라 사육되어 왔다. 일반적으로 유럽품종과 아시아 품종들은 각 대륙의 야생 멧돼지(Susscrofa)에서 유래되었으며, 현재까지 존재하고 있는 품종은 200 여종 이며, 최근 FAO (Finance and Accounts Office)에서 발표한 결과에 따르면 아시아품종이 30%, 유럽품종이 33% 정도임이 보고되었다. 이 품종들 사이에 표현형의 차이는 모색, 크기, 체형 등이 있다.
최근에는, 돼지육의 품질을 제고하기 위하여, 돼지를 일정한 규격에서 사육하고 과학적으로 관리하고, 이로부터 얻어진 돼지육을 브랜드화하고 있으며, 이미 다양한 브랜드의 돼지육이 상업적으로 판매되고 있다. 그러나, 이처럼 브랜드화된 돼지육과 브랜드화되지 않은 돼지육은 일반인이 육안으로 식별하기 어렵기 때문에, 이러한 점을 악용하여 브랜드화되지 않은 돼지육을 브랜드화된 돼지육으로 속여서 판매하는 방식으로 돼지육의 유통질서를 교란시키는 사건이 빈번하게 발생하고 있다. 실제로, 브랜드화된 돼지와 브랜드화되지 않은 돼지육을 구별하는 것은 전문가의 수준에서도 매우 어려운 일이기 때문에, 정품 브랜드의 돼지육을 판단하는 객관적인 기준을 마련하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 연구의 일환으로서, 돼지육의 유전자를 분석하여 정품 브랜드의 돼지육을 판단하는 방법이 개발되었는데, 이처럼 유전자를 분석하는 방법은 PCR 기술을 이용하는 RAPD(random amplified polymorphic DNA), SSCP(single strand conformation polymorphisms) 기법 등의 다양한 DNA 분석기법을 이용하여 돼지육의 품종을 판별하는 방법을 개발 및 발전시키려는 방향으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어, 특허공개 제2004-0039059호에는 돼지의 일당증체량, 등지방두께, 육질형질에 관련된 특이 DNA marker를 이용하여 돼지의 형질이 우수한 돼지를 선발할 수 있는 유전자 검정방법이 개시되어 있고, 특허공개 제2007-0113336호에는 돼지의 근세포 분화에 관여하는 것으로 알려진 Myogenin 유전자의 5' 말단의 프로모터 부위의 단일 염기서열 차이에 의한 변이(SNP)를 이용한 돼지 근세포수 증가 확인용 DNA 표지인자가 개시되어 있으며, 특허공개 제2011-0011443호에는 KIT 유전자에 대한 한국재래돼지 특이적인 DNA 마커를 검출하여, 한국재래돼지와 기타 개량종 돼지와의 정확한 품종을 판별하는 기술이 개시되어 있고, 특허공개 제2011-0050261호에는 흑모색 돼지의 KIT 유전자 지역의 SNP로부터 추정된 haplotype을 이용하여 흑모색 돼지의 품종을 식별하는 방법이 개시되어 있으며, 특허공개 제2011-0139011호에는 돼지 근내지방 함량 진단용 단일형질 다형성 바이오마커를 이용하여 육질을 평가하는 방법이 개시되어 있고, 특허공개 제2012-0046968호에는 돼지의 유전자를 이용하여 전단력이 우수한 형질의 돼지를 선별하는 방법이 개시되어 있으며, 특허공개 제2012-0049624호에는 돼지의 유전자를 이용하여 육색이 우수한 형질의 돼지를 선별하는 방법이 개시되어 있고, 특허공개 제2012-0052796호에는 돼지의 육질 특성에 관여하는 PPARGC1A 유전자의 새로운 유전적 변이(SNP) 부위를 이용한 돼지의 육질 증가 여부 확인용 DNA 표지인자가 개시되어 있으며, 특허공개 제2012-0072871호에는 돼지의 불포화 지방산 함량 확인용 단일염기다형성(SNP) 마커를 이용하여 고품질의 돼지육을 확인하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 방법만으로는 종합적인 돼지의 품질을 판단하는데 어려움이 있으며, 아직까지는 다양한 과점에서 돼지의 품질을 판단하는 방법이 개발되지 않고 있는 실정이다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 다양한 과점에서 돼지의 품질을 판단하는 방법이 개발하고자 예의 연구노력한 결과, 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준을 판단할 수 있는 각각의 SNP를 검출할 하여, 각각의 유전형을 확인할 경우, 다양한 과점에서 돼지의 품질을 판단하여 돼지의 품질을 종합적으로 판단할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 돼지의 품질 판단용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는, 돼지의 품질 판단용 키트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준을 판단하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준이 증가되어 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 돼지를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 다양한 과점에서 돼지의 품질을 판단하여 돼지의 품질을 종합적으로 판단할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 다양한 연구를 수행하던 중, 육질형질, 적육색, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 관점에서 접근하고자 하였다. 상기 육질형질은 돼지육의 육질을 판단하는 기준이 될 수 있고, 흑모색은 살아있는 돼지의 외관을 판단하는 기준이 될 수 있으며, 혈청내 코르티졸 분비량은 살아있는 돼지의 건강상태를 판단하는 기순이 될 수 있고, 갈비뼈수는 돼지의 체장에 직접적인 영향을 주어 돼지로부터 얻어질 수 있는 육량을 판단하는 기준이 될 수 있다. 본 발명자들은 GWAS(genome-wide association study) 분석을 통하여, 상기 육질형질, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 SNP(single nucleotide polymorphism)를 선발하였다. 그 결과, 육질형질의 수준은 12번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형을 통하여 확인할 수 있고, 흑모색의 수준은 6번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형을 통하여 확인할 수 있으며, 혈청내 코르티졸 분비량과 갈비뼈수의 수준은 7번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형을 통하여 확인할 수 있음을 확인하였다.
따라서, 상기 각 SNP를 검출할 수 있는 제제를 사용하면, 다양한 과점에서 돼지의 품질을 판단하여 돼지의 품질을 종합적으로 판단할 수 있음을 알 수 있었다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수에 영향을 미치는 SNP를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제를 포함하는, 돼지의 품질 판단용 조성물을 제공한다.
구체적으로, 본 발명에서 제공하는 돼지의 품질 판단용 조성물은 (a) 돼지의 육질형질을 판단하기 위한, 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 499번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 499 번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제; (b) 돼지의 흑모색을 판단하기 위한, 서열번호 2의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 727번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 727번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제; (c) 돼지의 혈청내 코르티졸 분비량을 판단하기 위한, 서열번호 3의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 457번째 염기가 A 또는 G이고, 470번째 염기가 T 또는 C이며, 501번째 염기가 C 또는 A이고, 상기 457, 470 또는 501번째 염기에 위치한 SNP 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제; (d) 돼지의 갈비뼈수를 판단하기 위한, 서열번호 4의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 501번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 501번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제; 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 제제를 포함할 수 있다.
첫 번째, 상기 돼지의 육질형질에 영향을 미치는 SNP는 12번 염색체상에 존재하는데, 상기 SNP의 유전자형이 A인 경우에는 G인 경우보다도 육질형질이 높은 수준을 나타내어 고품질의 돼지인 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 SNP를 포함하는 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 499번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 499 번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드인 SNP 마커는 돼지의 육질형질 수준 판단용 SNP 마커일 수 있다.
본 발명의 용어, "육질형질"이란, 돼지로부터 얻어진 도축물의 상태를 나타내는 다양한 표현형질을 의미하는데, 상기 표현형질은 특별히 이에 제한되지 않으나, 근내지방함량, 육색, 보수력, 전단력 등이 될 수 있고, 보다 바람직하게는 돼지의 근내지방함량 및 적육색이 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 육질형질은 본 발명의 SNP 마커의 유전자형에 의해 영향을 받는데, 상기 SNP 마커를 구성하는 서열번호 1로 이루어진 폴리뉴클레오티드의 변이 부위의 염기가 G 또는 A로 나타날 수 있으며, 이에 따라 변이 부위의 유전자형이 A/A이면 고육질형을, G/A이면 이형접합체로서 중간 수준의 육질을, G/G 유전자형이면 저육질형을 갖는다고 판단할 수 있다.
두 번째, 상기 돼지의 흑모색에 영향을 미치는 SNP는 6번 염색체상에 존재하는데, 상기 SNP의 유전자형이 A인 경우에는 적모색을 나타내어 저품질의 돼지로 판단할 수 있는 반면, G인 경우에는 흑모색을 나타내어, 고품질의 돼지인 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 SNP를 포함하는 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 499번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 499 번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드인 SNP 마커는 돼지의 흑모색 판단용 SNP 마커일 수 있다.
본 발명의 용어, "흑모색"이란, 돼지의 표피에서 성장하는 털색을 의미한다. 본 발명의 돼지는 제주흑돼지와 듀록종 돼지의 교배자손이기 때문에, 제주흑돼지의 흑모색과 듀록종 돼지의 적모색이 나타날 수 있는데, 상품성의 측면에서는 흑모색이 적모색보다 더욱 높은 평가를 받기 때문에, 상기 교배자손의 경우, 흑모색을 나타낼 수 있는 자손을 미리 판단할 필요가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 흑모색은 본 발명의 서열번호 2의 SNP 마커의 유전자형에 의해 영향을 받는데, 상기 SNP 마커를 구성하는 서열번호 2로 이루어진 MC1R 유전자 유래 폴리뉴클레오티드의 변이 부위의 염기가 G 또는 A로 나타날 수 있으며, 이에 따라 변이 부위의 유전자형이 A/A이면 저품질의 적모색을 나타내고, G/A이면 이형접합체로서 중간 수준의 털색을 나타내며, G/G 유전자형이면 고품질의 흑모색을 갖는다고 판단할 수 있다.
세 번째, 상기 돼지의 코르티졸 분비수준에 영향을 미치는 SNP는 7번 염색체상에 존재하는 3개의 완전연관된 SNP가 될 수 있는데, 예를 들어, 상기 3개의 SNP를 포함하는 서열번호 3으로 구성되는 폴리뉴클레오티드의 457, 470 또는 501번째 염기가 각각 G, C 또는 A인 경우에는 고품질의 돼지로 판단할 수 있는 반면, 상기 각 염기가 A, T 또는 C인 경우에는 저품질의 돼지로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 각 SNP를 포함하는 서열번호 3의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 457번째 염기가 A 또는 G이고, 470번째 염기가 T 또는 C이며, 501번째 염기가 C 또는 A이고, 상기 457, 470 또는 501번째 염기에 위치한 SNP 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드인 SNP 마커는 돼지의 코르티졸 분비수준 판단용 SNP 마커일 수 있다.
본 발명의 용어 "코르티졸"이란, 다양한 스트레스(긴장, 공포, 고통, 감염 등)에 반응하여 분비되는 부신피질 호르몬 중 하나인 스트레스 호르몬을 의미하는데, 포도당 대사에 영향을 주기 때문에 글루코코르티코이드(glucocorticoid)라고도 호칭된다. 돼지에서 상기 코르티졸의 분비량이 증가하면, 돼지고기의 혈색이 감소하여 고기가 창백하고, 고기에 포함된 육즙이 빠르게 방출되어 육질과 고기맛이 저하되어, 결과적으로는 육질형질이 낮은 수준을 나타낸다고 알려져 있으므로, 상기 돼지의 코르티졸 분비수준이 낮아 높은 수준의 육질형질을 나타내는 돼지를 미리 판단할 필요가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코르티졸의 분비수준은 본 발명의 서열번호 3의 SNP 마커의 유전자형에 의해 영향을 받는데, 상기 SNP 마커를 구성하는 서열번호 3으로 이루어진 폴리뉴클레오티드의 457번째 염기가 A 또는 G이고, 470번째 염기가 T 또는 C이며, 501번째 염기가 C 또는 A로 나타날 수 있다. 상기 각 SNP 부위의 염기는 완전연관되어 있어, 상기 457, 470 또는 501번째 염기가 각각 G/G, C/C 또는 A/A인 경우에는 이를 포함하는 돼지가 일반 돼지보다도 낮은 수준의 코르티졸 분비량을 나타내어 고품질의 육질형질을 나타내는 것으로 판단할 수 있고; 상기 457, 470 또는 501번째 염기가 각각 A/A, T/T 또는 C/C인 경우에는 이를 포함하는 돼지가 일반 돼지보다도 높은 수준의 코르티졸 분비량을 나타내어 저품질의 육질형질을 나타내는 것으로 판단할 수 있으며; 상기 457, 470 또는 501번째 염기가 각각 G/A, C/T 또는 A/C인 경우에는 이를 포함하는 돼지가 중간 수준의 코르티졸 분비량을 나타내어 중간품질의 육질형질을 나타내는 것으로 판단할 수 있다.
네 번째, 상기 돼지의 갈비뼈수에 영향을 미치는 SNP 역시 7번 염색체상에 존재하는데, 상기 SNP의 유전자형이 A인 경우에는 적은 갈비뼈수를 포함하여 저품질의 돼지로 판단할 수 있는 반면, G인 경우에는 많은 갈비뼈수를 포함하여 고품질의 돼지인 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 SNP를 포함하는 서열번호 4의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 501번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 501 번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드인 SNP 마커는 돼지의 갈비뼈수 판단용 SNP 마커일 수 있다.
본 발명의 용어, "갈비뼈수"란, 돼지의 갈비뼈수를 의미한다. 돼지의 갈비뼈수가 많은 경우에는 돼지의 체장이 증가하여, 상기 돼지의 도축시에 얻어지는 육량이 증가하고, 돼지의 갈비뼈수가 적은 경우에는 돼지의 체장이 감소하여, 상기 돼지의 도축시에 얻어지는 육량이 감소하므로, 상기 돼지의 갈비뼈수가 많은 돼지를 미리 판단할 필요가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 갈비뼈수는 본 발명의 서열번호 4의 SNP 마커의 유전자형에 의해 영향을 받는데, 상기 SNP 마커를 구성하는 서열번호 4로 이루어진 폴리뉴클레오티드의 변이 부위의 염기가 G 또는 A로 나타날 수 있으며, 이에 따라 변이 부위의 유전자형이 A/A이면 적은 갈비뼈수를 나타내고, G/A이면 이형접합체로서 중간 수준의 갈비뼈수를 나타내며, G/G 유전자형이면 많은 갈비뼈수를 나타낸다고 판단할 수 있다.
본 발명의 용어 "다형성(polymorphism)"이란 하나의 유전자 좌위(locus)에 두 가지 이상의 대립유전자(allele)가 존재하는 경우를 말하며 다형성 부위 중에서, 사람에 따라 단일 염기만이 다른 것을 단일염기 다형성(single nucleotide polymorphism, SNP)이라 한다. 바람직한 다형성 마커는 선택된 집단에서 1% 이상, 더욱 바람직하게는 5% 또는 10% 이상의 발생빈도를 나타내는 두 가지 이상의 대립유전자를 가진다.
본 발명에서 용어, "대립유전자(allele)"는 상동염색체의 동일한 유전자좌위에 존재하는 한 유전자의 여러 타입을 말한다. 대립유전자는 다형성을 나타내는데 사용되기도 하며, 예컨대, SNP는 두 종류의 대립인자(biallele)를 갖는다.
본 발명의 용어 "폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제" 란, 폴리뉴클레오티드내 SNP가 포함된 다형성 부위(polymorphic site)에 특이적으로 결합하여 인식할 수 있도록 하거나, 상기 다형성 부위를 증폭시킬 수 있거나 또는 상기 다형성 부위를 인식하여 절단할 수 있는 제제로서, 구체적으로는 SNP가 포함된 다형성 부위에 특이적으로 결합할 수 있는 프로브, 상기 SNP 마커를 포함하는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 특이적으로 증폭할 수 있는 프라이머, 상기 폴리뉴클레오티드내 SNP가 포함된 다형성 부위를 특이적으로 절단할 수 있는 제한효소 일 수 있다.
본 발명에 있어서 SNP 마커에 결합하여 인식하는 데 사용되는 프로브는 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드 서열에 대해 상보적인 서열을 포함하며, 이에 제한되지 않으나 DNA, RNA 또는 DNA-RNA 잡종(hybrid) 형태일 수 있다. 또한, 육안으로 인식가능하도록 하기 위해 프로브의 5' 또는 3' 말단에 형광 표지인자, 방사선 표지 인자 등을 추가로 부착할 수 있다.
본 발명의 용어 "프라이머"란, 짧은 자유 3' 말단 수산화기(free 3' hydroxyl group)를 가지는 염기서열로 상보적인 템플레이트(template)와 염기쌍(base pair)을 형성할 수 있고 주형 가닥 복사를 위한 시작 지점으로 기능을 하는 짧은 서열을 의미한다. 본 발명에서 SNP 마커 증폭에 사용되는 프라이머는, 적절한 버퍼 중의 적절한 조건(예를 들면, 4개의 다른 뉴클레오시드 트리포스페이트 및 DNA, RNA 폴리머라제 또는 역전사 효소와 같은 중합제) 및 적당한 온도 하에서 주형-지시 DNA 합성의 시작점으로서 작용할 수 있는 단일가닥 올리고뉴클레오티드가 될 수 있는데, 상기 프라이머의 적절한 길이는 사용 목적에 따라 달라질 수 있으나, 통상 15 내지 30 뉴클레오티드의 크기로 사용될 수 있다. 상기 프라이머 서열은 상기 SNP 마커를 포함하는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드와 완전하게 상보적일 필요는 없으며, 혼성화 할 정도로 충분히 상보적이면 사용가능하다.
또한, 프라이머는 변형시킬 수 있으며, 예를 들어 메틸화, 캡화, 뉴클레오타이드의 치환 또는 뉴클레오타이드 간의 변형, 예를 들면, 하전되지 않은 연결체(예: 메틸 포스포네이트, 포스포트리에스테르, 포스포로아미데이트, 카바메이트 등) 또는 하전된 연결체(예: 포스포로티오에이트, 포스포로디티오에이트 등)로의 변형이 있을 수 있다.
본 발명에 있어서, 돼지의 육질형질에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 프라이머는 서열번호 5 및 6의 염기쌍이 될 수 있고, 흑모색에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 프라이머는 서열번호 7 및 8의 염기쌍이 될 수 있으며, 혈청내 코르티졸 분비량에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 프라이머는 서열번호 9 및 10의 염기쌍이 될 수 있고, 갈비뼈수에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 프라이머는 서열번호 11 및 12의 염기쌍이 될 수 있다.
본 발명의 용어 "제한효소"란, DNA의 특정한 염기배열을 식별하고 이중사슬을 절단하는 엔도뉴클레아제(핵산분해효소의 하나)로서 유전공학에서 재조합 DNA를 만들기 위해서 사용하는 특수한 효소를 의미한다.
본 발명에 있어서, 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수에 영향을 미치는 SNP를 특이적으로 절단할 수 있는 제한효소는 HhaⅠ, Mae II 등이 될 수 있다.
한편, 상기 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수를 통해 돼지의 품질을 판단하는 대상이 되는 돼지는 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 제주재래돼지, 듀록 또는 제주재래돼지 및 듀록의 교잡종일 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 돼지의 품질 판단용 키트를 제공한다. 구체적으로, 상기 키트는 이에 제한되지는 않으나 PCR(Polymerase Chain Reaction) 키트, DNA 분석용 (예, DNA 칩) 키트일 수 있다.
본 발명의 키트는 상기 조성물을 이용하여 본 발명에서 제공하는 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수에 영향을 미치는 SNP의 유전자형을 증폭을 통해 확인하거나, 또는 mRNA의 발현 수준을 확인함으로써 돼지의 품질을 종합적으로 판단할 수 있다. 구체적인 일례로서, 본 발명에서 제공하는 상기 키트는 RT-PCR을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 키트일 수 있다.
예를 들어, RT-PCR 키트는, 상기 일배체형의 유전자에 대한 특이적인 각각의 프라이머 쌍 외에도 RT-PCR 키트는 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액(pH 및 마그네슘 농도는 다양), 데옥시뉴클레오타이드(dNTPs), Taq-폴리머라아제 및 역전사효소와 같은 효소, DNase, RNAse 억제제, DEPC-수(DEPC-water), 멸균수 등을 포함할 수 있다. 또한 정량 대조군으로 사용되는 유전자에 특이적인 프라이머 쌍을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 본 발명의 키트는 DNA 칩을 수행하기 위해 필요한 필수 요소를 포함하는 돼지 육질형질 수준 판단용 DNA 칩 키트일 수 있다.
본 발명의 용어 "DNA 칩"이란, 수십만 개의 DNA의 각 염기를 한번에 확인할 수 있는 DNA 마이크로어레이의 하나를 의미한다.
상기 DNA 칩 키트는, 일반적으로 편평한 고체 지지판, 전형적으로는 현미경용 슬라이드보다 크지않은 유리 표면에 핵산 종을 격자형 배열(gridded array)로 부착한 것으로, 칩 표면에 핵산이 일정하게 배열되어, DNA 칩 상의 핵산과 칩 표면에 처리된 용액 내에 포함된 상보적인 핵산 간에 다중 혼성화(hybridization) 반응이 일어나 대량 병렬 분석이 가능하도록 하는 도구이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 (a) 개체로부터 분리된 시료의 DNA로부터 6번, 7번 및 12번 염색체상의 SNP를 포함하는 염기서열을 증폭시키는 단계; 및 (b) 상기 증폭된 염기서열에 포함된 각 SNP의 유전자형을 결정하는 단계를 포함하는, 돼지의 품질을 종합적으로 판단하는 방법을 제공한다. 이때, 상기 분리된 시료의 DNA는 개체로부터 분리된 시료로부터 수득할 수 있다.
본 발명의 용어 "개체"란, 품질을 종합적으로 판단하기 위한 대상이 되는 돼지를 의미하며, 상기 돼지로부터 얻어진 검체를 이용하여, 상기 SNP의 다형성 부위의 유전자형을 분석하여, 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 관점에서 평가함으로써, 돼지의 품질을 종합적으로 판단할 수 있다. 상기 검체로는 털, 뇨, 혈액, 각종 체액, 분리된 조직, 분리된 세포 또는 타액과 같은 시료 등이 될 수 있으나, 이에 특별히 제한되지는 않는다.
상기 (a) 단계의 SNP를 포함하는 염기서열을 증폭시키는 단계는 당업자에게 알려진 어떠한 방법이든 사용 가능하다. 예를 들면, 표적 핵산을 PCR을 통하여 증폭하고 이를 정제하여 얻을 수 있다. 그 외 리가제 연쇄 반응(LCR)(Wu 및 Wallace, Genomics 4, 560(1989), Landegren 등, Science 241, 1077(1988)), 전사증폭(transcription amplification)(Kwoh 등, Proc. Natl.Acad. Sci. USA 86, 1173(1989)) 및 자가유지 서열 복제(Guatelli 등, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87, 1874(1990)) 및 핵산에 근거한 서열 증폭(NASBA)이 사용될 수 있다.
상기 방법 중 (b)단계의 증폭된 SNP의 유전자형을 결정하는 것은 서열 분석, 마이크로어레이(microarray)에 의한 혼성화, 대립유전자 특이적인 PCR(allele specific PCR), 다이나믹 대립유전자 혼성화 기법(dynamic allele-specifichybridization, DASH), PCR 연장 분석, PCR-SSCP, PCR-RFLP 분석 또는 TaqMan 기법, SNPlex 플랫폼(Applied Biosystems), 질량 분석법(예를 들면, Sequenom의 MassARRAY 시스템), 미니-시퀀싱(mini-sequencing) 방법, Bio-Plex 시스템(BioRad), CEQ and SNPstream 시스템(Beckman), Molecular Inversion Probe 어레이 기술(예를 들면, Affymetrix GeneChip), 및 BeadArray Technologies(예를 들면, Illumina GoldenGate 및 Infinium 분석법) 등을 이용하여 수행될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다. 상기 방법들 또는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 이용 가능한 다른 방법에 의해, 상기 변이 부위를 포함하는 일배체형에서의 하나 이상의 대립유전자를 확인할 수 있다. 이와 같은 변이 부위의 염기를 결정하는 것은 바람직하게는 DNA 칩을 통해 수행할 수 있다.
상기 TaqMan 방법은 (1) 원하는 DNA 단편을 증폭할 수 있도록 프라이머 및 TaqMan 탐침을 설계 및 제작하는 단계; (2) 서로 다른 대립유전자의 탐침을 FAM 염료 및 VIC 염료로 표지(Applied Biosystems)하는 단계; (3) 상기 DNA를 주형으로 하고, 상기의 프라이머 및 탐침을 이용하여 PCR을 수행하는 단계; (4) 상기의 PCR 반응이 완성된 후, TaqMan 분석 플레이트를 핵산 분석기로 분석 및 확인하는 단계; 및 (5) 상기 분석결과로부터 단계 (1)의 폴리뉴클레오티들의 유전자형을 결정하는 단계를 포함한다.
상기 시퀀싱 분석은 염기서열 결정을 위한 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 자동화된 유전자분석기를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 대립유전자 특이적 PCR은 변이 부위가 위치하는 염기를 3' 말단으로 하여 고안한 프라이머를 포함한 프라이머 세트로 상기 변이가 위치하는 DNA 단편을 증폭하는 PCR 방법을 의미한다. 상기 방법의 원리는, 예를 들어, 특정 염기가 A에서 G로 치환된 경우, 상기 A를 3' 말단염기로 포함하는 프라이머 및 적당한 크기의 DNA 단편을 증폭할 수 있는 반대 방향 프라이머를 고안하여 PCR 반응을 수행할 경우, 상기 변이 위치의 염기가 A인 경우에는 증폭반응이 정상적으로 수행되어 원하는 위치의 밴드가 관찰되고, 상기 염기가 G로 치환된 경우에는 프라이머는 주형 DNA에 상보결합할수 있으나, 3' 말단 쪽이 상보결합을 하지 못함으로써 증폭반응이 제대로 수행되지 않는 점을 이용한 것이다. DASH는 통상적인 방법으로 수행될 수 있고, 바람직하게는 프린스 등에 의한 방법에 의하여 수행될 수 있다.
한편, PCR 연장 분석은 먼저 단일염기 다형성이 위치하는 염기를 포함하는 DNA 단편을 프라이머 쌍으로 증폭을 한 다음, 반응에 첨가된 모든 뉴클레오티드를 탈인산화시킴으로써 불활성화시키고, 여기에 특이적 연장 프라이머, dNTP 혼합물, 디디옥시뉴클레오티드, 반응 완충액 및 DNA 중합효소를 첨가하여 프라이머 연장반응을 수행함으로써 이루어진다. 이때, 연장 프라이머는 변이 부위가 위치하는 염기의 5' 방향의 바로 인접한 염기를 3' 말단으로 삼으며, dNTP 혼합물에는 디디옥시뉴클레오티드와 동일한 염기를 갖는 핵산이 제외되고, 상기 디디옥시뉴클레오티드는 변이를 나타내는 염기 종류 중 하나에서 선택된다. 예를 들어, A에서 G로의 치환이 있는 경우, dGTP, dCTP 및 TTP 혼합물과 ddATP를 반응에 첨가할 경우, 상기 치환이 일어난 염기에서 프라이머는 DNA 중합효소에 의하여 연장되고, 몇 염기가 지난 후 A 염기가 최초로 나타나는 위치에서 ddATP에 의하여 프라이머 연장반응이 종결된다. 만일 상기 치환이 일어나지 않았다면, 그 위치에서 연장반응이 종결되므로, 상기 연장된 프라이머의 길이를 비교함으로써 변이를 나타내는 염기 종류를 판별할 수 있게 된다.
이때, 검출방법으로는 연장 프라이머 또는 디디옥시뉴클레오티드를 형광 표지한 경우에는 일반적인 염기서열 결정에 사용되는 유전자 분석기(예를 들어, ABI사의 Model 3700 등)를 사용하여 형광을 검출함으로써 상기 변이를 검출할 수 있으며, 무-표지된 연장 프라이머 및 디디옥시뉴클레오티드를 사용할 경우에는 MALDI-TOF(matrix assisted laser desorption ionization-time of flight) 기법을 이용하여 분자량을 측정함으로써 상기 SNP의 유전적 변이를 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 12번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형이 A인 경우에는 G인 경우보다도 육질형질이 높은 수준을 나타내어 고품질의 돼지인 것으로 판단할 수 있고, 6번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형이 G인 경우에는 A인 경우보다도 더욱 검은색의 털색을 나타내어, 고품질의 돼지인 것으로 판단할 수 있으며, 7번 염색체상에 존재하는 완전 연관된 3개의 SNP의 유전자형이 순차적으로 A-T-C인 경우에는 G-C-A인 경우보다도 혈청내 코르티졸 분비량이 낮은 수준을 나타내어 고품질의 돼지인 것으로 판단할 수 있고, 7번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형이 G인 경우에는 A인 경우보다도 갈비뼈수가 증가하여, 장체장을 갖는 고품질의 돼지인 것으로 판단할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계를 포함하는 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 돼지를 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 SNP의 유전형질은 돼지의 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수를 조절할 수 있으므로, 상기 유전형질을 특정한 형질로 고정시키면, 육질형질, 흑모색, 혈청내 코르티졸 분비량 및 갈비뼈수의 수준이 증가되어 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지를 제조할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지의 제조방법은 육질형질을 조절하고, 12번 염색체에 위치한 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드의 499번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 A로 고정시키며, 흑모색을 조절하고, 6번 염색체에 위치한 서열번호 2의 폴리뉴클레오티드의 727번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 G로 고정시키며, 혈청내 코르티졸 분비량을 조절하고, 7번 염색체에 위치한 서열번호 3의 폴리뉴클레오티드의 457, 470 및 501번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 각각 A, T 및 C로 고정시키며, 갈비뼈수를 조절하고, 7번 염색체에 위치한 서열번호 4의 폴리뉴클레오티드의 501번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 G로 고정시키는 단계를 포함한다.
상기 방법으로 제조된 돼지는 상술한 각 SNP의 형질이 고정되어, 육질형질의 일종인 근내지방함량 및 적육색의 수준이 향상되고, 높은 수준의 흑모색을 나타내며, 혈청내 코르티졸 분비량이 감소하고, 갈비뼈수가 증가되며, 특히, 제주흑돼지를 대상으로 상기 방법을 적용하면, 육질, 외관, 스트레스에 대한 내성 및 육량이 강화된 흑돼지를 제조할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 돼지의 품질을 판단하는 방법을 이용하면, 단순히 돼지의 육질형질만을 기준으로 하는 것이 아니라, 돼지의 외관, 건강상태 및 육량의 관점에서 돼지의 품질을 종합적으로 판단할 수 있으므로, 보다 효과적인 돼지의 품질판단을 통한 돼지육의 유통질서 확립에 이바지할 수 있을 것이다.
도 1a는 육질형질의 하나인 근내지방함량과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이고,
도 1b는 육질형질의 하나인 적육색과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1c는 흑모색과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2a는 육질형질 및 흑모색과 관련된 SNP를 PCR 증폭시킨 결과를 나타내는 사진으로서, 499bp의 밴드는 육질관련 SNP를 포함하는 유전자 단편을 나타내고, 186bp의 밴드는 흑모색관련 SNP를 포함하는 유전자 단편을 나타낸다.
도 2b는 육질형질 및 흑모색과 관련된 SNP의 증폭산물에 제한효소 Hha I을 처리한 결과를 나타내는 전기영동사진이다.
도 3a는 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3b는 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP의 염기서열을 분석할 결과를 나타내는 개략도이다.
도 4a는 갈비뼈수와 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4b는 7번 염색체상의 102.8Mb위치의 ASGA0035487 SNP의 서열 및 프라이머 결정부를 나타내는 개략도이다.
도 4c는 돼지의 갈비뼈수와 관련된 SNP를 증폭시킬 수 있는 프라이머를 사용하여 PCR 증폭을 수행한 결과를 나타내는 전기영동사진이다.
도 4d는 돼지의 갈비뼈수와 관련된 SNP를 포함하는 염기서열을 제한효소인 Mae II로 절단한 결과를 나타내는 전기영동사진이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 고품질 돼지의 표현형과 관련된 SNP 발굴
실시예 1-1: 육질형질의 결정과 관련된 SNP 발굴
제주재래돼지와 듀록종의 돼지를 교배하여 수득한 후대 돼지로부터 게놈 DNA를 수득하고, 상기 수득한 게놈 DNA를 대용량 SNP 칩인 Infinium Porcine SNP60 V2 Beadchip(illumina)에 적용하여 육질형질의 일종인 근내지방함량 및 적육색에 대한 GWAS(genome-wide association study) 분석을 수행하였다(도 1a 및 1b).
도 1a는 육질형질의 하나인 근내지방함량과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 1b는 육질형질의 하나인 적육색과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 1a 및 1b에서 보듯이, 돼지의 근내지방함량 및 적육색의 결정과 관련된 SNP는 12번 염색체상에 존재하는 ALGA0067099임을 확인하였다.
실시예 1-2: 흑모색의 결정과 관련된 SNP 발굴
제주재래돼지와 듀록종의 돼지를 교배하여 수득한 후대 돼지로부터 게놈 DNA를 수득하고, 상기 수득한 게놈 DNA를 대용량 SNP 칩에 적용하여 흑모색에 대한 GWAS(genome-wide association study) 분석을 수행하였다(도 1c).
도 1c는 흑모색과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 1c에서 보듯이, 돼지의 흑모색의 결정과 관련된 SNP는 6번 염색체상에 존재함을 확인하였다.
실시예 1-3: 고품질 돼지 판별
상기 실시예 1-1 및 1-2에서 결정된 SNP를 확인하여 고품질 돼지를 판별하고자 하였다.
12번 염색체상에 존재하는 육질(근내지방함량 및 적육색)과 관련된 SNP와 6번 염색체상에 존재하는 흑모색과 관련된 SNP를 하기의 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여 증폭시켰다:(도 2a).
육질관련 SNP 증폭용 프라이머
Meat_F: 5'-catagctgactccccacactg-3'(서열번호 5)
Meat_R: 5'-gccctttcttctcaagtagctg-3'(서열번호 6)
흑모색관련 SNP 증폭용 프라이머
PMC1R_1F: 5'-gctccacaagacgcagcaccc-3'(서열번호 7)
PMC1R_1R: 5'-gccagaaagaggttgacgttctt-3'(서열번호 8)
도 2a는 육질(근내지방함량 및 적육색) 및 흑모색과 관련된 SNP를 PCR 증폭시킨 결과를 나타내는 사진으로서, 499bp의 밴드는 육질관련 SNP를 포함하는 유전자 단편을 나타내고, 186bp의 밴드는 흑모색관련 SNP를 포함하는 유전자 단편을 나타낸다.
또한, 상기 증폭산물에 제한효소 Hha I을 처리하고, 다시 전기영동하였다(도 2b).
도 2b는 육질(근내지방함량 및 적육색) 및 흑모색과 관련된 SNP의 증폭산물에 제한효소 Hha I을 처리한 결과를 나타내는 전기영동사진이다. 도 2b에서 보듯이, 근내지방함량 및 적육색을 높은 수준으로 나타내는 고육질 돼지는 SNP의 증폭산물이 제한효소 Hha I에 의하여 절단되지 않지만, 상기 근내지방함량 및 적육색을 낮은 수준으로 나타내는 저육질 돼지는 SNP의 증폭산물이 제한효소 Hha I에 의하여 절단되어 270bp 및 229bp의 절단된 밴드를 생성하며, 중간육질의 돼지는 상기 제한효소에 의하여 절단되지 않은 499bp의 밴드와 절단된 270bp 및 229bp의 밴드를 모두 나타냄을 확인하였다.
아울러, 흑모색을 높은 수준으로 나타내는 돼지는 SNP의 증폭산물이 제한효소 Hha I에 의하여 절단되어 136bp의 밴드를 생성하고, 흑모색을 나타내지 않고 적모색을 나타내는 돼지는 SNP의 증폭산물이 제한효소 Hha I에 의하여 절단되지 않아 186bp의 밴드를 그대로 유지하며, 적모색은 아니지만 낮은 수준의 흑모색을 나타내는 돼지는 상기 제한효소에 의하여 절단되지 않은 186bp의 밴드와 절단된 136bp의 밴드를 모두 나타냄을 확인하였다.
실시예 1-4: SNP 근내지방함량의 연관성 분석
상기 실시예 1-1에서 확인된 SNP인 ALGA0067099의 유전자형과 근내지방함량의 연관성을, 298마리의 후대 돼지를 대상으로 하여 분석하였다(표 1).
육질 관련 SNP의 유전자형과 근내지방함량의 연관성
육질형 유전자형 두수 평균 근내지방함량
고육질형
중간육질형
저육질형
A/A
A/G
G/G
51
140
107
9.21±3.92
5.65±2.52
3.26±1.67
종합 298 5.40±3.27
상기 표 1에서 보듯이, 육질(근내지방함량 및 적육색) 관련 SNP의 유전자형에 따라, 돼지의 평균 근내지방함량이 변화됨을 확인하였다. 따라서, 상기 육질(근내지방함량 및 적육색) 관련 SNP의 유전자형을 분석함으로써, 돼지의 육질판정이 가능함을 알 수 있었다.
실시예 1-5: SNP 흑모색의 연관성 분석
상기 실시예 1-3에서 판별된 제한효소 Hha I의 절단유형을 이용하여, 흑모색 관련 SNP의 유전자형과 흑모색의 연관성을, 기초축군(7마리의 제주재래돼지 및 10마리의 듀록종의 돼지), 129마리의 1세대 후대 돼지 및 524마리의 2세대 후대 돼지를 대상으로 하여 분석하였다(표 2).
흑모색 관련 SNP의 유전자형과 흑모색의 연관성
세대 두수 모색 제한효소 절단유형
기초축군(제주재래돼지)
기초축군(듀록종의 돼지)
7
10
흑색
적색
2(50bp 및 136bp)
1(186bp)
1세대 후대 돼지 129 흑색 3(50bp, 136bp 및 186bp)
2세대 후대 돼지 416
108
흑색
적색
2(50bp/136bp) 또는 3(50b/136/186bp)
1(186bp)
실시예 2: 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP 발굴
실시예 2-1: 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP 발굴
제주재래돼지와 듀록종의 돼지를 교배하여 수득한 후대 돼지로부터 게놈 DNA를 수득하고, 상기 수득한 게놈 DNA를 대용량 SNP 칩에 적용하여 혈청내 코르티졸 분비량에 대한 GWAS(genome-wide association study) 분석을 수행하였다(도 3a).
도 3a는 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 3a에서 보듯이, 돼지의 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP는 7번 염색체상에 존재하는 ITPK1(inositol-tetrakisphosphate 1-kinase) 유전자에 존재하는 SNP임을 확인하였다.
실시예 2-2: SNP 혈청내 코르티졸 분비량의 연관성 분석
상기 실시예 2-1에서 확인된 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP를 하기의 프라이머를 사용한 PCR을 수행하여 증폭시켰다.
Cortisol_F: 5'-gctccacaagacgcagcaccc-3'(서열번호 9)
Cortisol_R: 5'-gccagaaagaggttgacgttctt-3'(서열번호 10)
상기 증폭된 PCR 단편을 대상으로 하기 염기서열의 프라이머를 이용하여 각 SNP 영역의 염기서열 및 각 SNP의 유전자형을 결정하였다(도 3b).
mini_seq1: 5'-TCTGCAGTGTGGCCTGTCTT-3'(서열번호 13)
mini_seq2: 5'-CTGTCTTACGTTTACCCTGC-3'(서열번호 14)
mini_seq3: 5'-GCTTTCCACATGCGGTGGAT-3'(서열번호 15)
INPUT 1: 5'-[A/G]CGTTTACC-3'(서열번호 16)
INPUT 2: 5'-[C/T]TGGGACTC-3'(서열번호 17)
INPUT 3: 5'-[A/C]AGAAACAG-3'(서열번호 18)
도 3b는 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP의 염기서열을 분석할 결과를 나타내는 개략도이다. 도 3b에서 보듯이, 혈청내 코르티졸 분비량과 관련된 SNP는 3개가 존재하고, 이들은 서로 완전연관되어 있음을 확인하였다.
상기 확인된 SNP와 혈청내 코르티졸 분비량을 분석하였다(표 3)
SNP의 유전자형과 혈청내 코르티졸 분비량의 연관성
SNP 유전자형 혈청내 코르티졸 분비량
1번 2번 3번
A
G
T
C
C
A
소량분비
대량분비
상기 표 3에서 보듯이, 상기 완전연관된 3개 SNP가 A, T 및 C의 유전형을 나타내는 돼지에서는 혈청내 코르티졸 분비량이 낮은 수준을 나타내는 고품질의 돼지임을 확인한 반면, 상기 완전연관된 3개 SNP가 G, C 및 A의 유전형을 나타내는 돼지에서는 혈청내 코르티졸 분비량이 높은 수준을 나타내는 저품질의 돼지임을 확인하였다.
실시예 3: 갈비뼈수와 관련된 SNP 검증
실시예 3-1: 갈비뼈수와 관련된 SNP 발굴
제주재래돼지와 듀록종의 돼지를 교배하여 수득한 후대 돼지로부터 게놈 DNA를 수득하고, 상기 수득한 게놈 DNA를 대용량 SNP 칩에 적용하여 돼지의 갈비뼈수에 대한 GWAS(genome-wide association study) 분석을 수행하였다(도 4a).
도 4a는 갈비뼈수와 관련된 SNP 유전자의 좌위를 분석한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 4a에서 보듯이, 돼지의 갈비뼈수와 관련된 SNP는 7번 염색체상의 102Mb 위치에 존재함을 알 수 있었다.
아울러, 상기 위치는 제주재래돼지와 랜드레이스 교배 축군에서 확인된 위치와 유사하므로, 상기 제주재래돼지와 랜드레이스 교배 축군에서 확인된 7번 염색체상의 102.8Mb위치의 ASGA0035487 SNP를 후보로서 결정하고, 이를 증폭하기 위한 프라이머를 다음과 같이 설계하였다(도 4b).
도 4b는 7번 염색체상의 102.8Mb위치의 ASGA0035487 SNP의 서열 및 프라이머 결정부를 나타내는 개략도이다.
Rib_F: 5'-CTCTGCCCTCCAGGTAATTCT-3'(서열번호 11)
Rib_R: 5'-TCCTTACCATGTATCAAGCACAA-3'(서열번호 12)
실시예 3-2: 장체장 돼지 판별
상기 갈비뼈수가 많아지면, 돼지의 체장이 길어져서 전체적인 육량이 증가하는 반면, 상기 갈비뼈수가 적어지면, 돼지의 체장이 짧아져서 전체적인 육량이 감소하므로, 상기 실시예 3-1에서 설계한 프라이머를 이용하여 돼지의 게놈 DNA에 포함된 갈비뼈수와 관련된 SNP를 증폭시키고, 이의 유전자형을 확인하여, 장체장을 갖는 돼지를 판별하고자 하였다(도 4c).
도 4c는 돼지의 갈비뼈수와 관련된 SNP를 증폭시킬 수 있는 프라이머를 사용하여 PCR 증폭을 수행한 결과를 나타내는 전기영동사진이다. 도 4c에서 보듯이, 278bp의 증폭산물을 수득할 수 있었다.
상기 증폭된 서열에는 제한효소인 Mae II에 의해 절단될 수 있는 부위가 존재하므로, 상기 증폭이 정상적으로 수행되었는지를 확인하기 위하여, 상기 증폭된 염기서열에 제한효소인 Mae II를 처리한 후, 전기영동을 수행하였다(도 4d).
도 4d는 돼지의 갈비뼈수와 관련된 SNP를 포함하는 염기서열을 제한효소인 Mae II로 절단한 결과를 나타내는 전기영동사진이다. 도 4d에서 보듯이, 상기 돼지의 갈비뼈수와 관련된 SNP를 포함하는 염기서열은 제한효소인 Mae II의 절단을 통하여, 절단되지 않는 염기서열, 일부만이 절단되는 염기서열 및 모두 절단되는 염기서열로 구별됨을 확인하였다.
실시예 3-3: SNP 갈비뼈수의 연관성 분석
상기 실시예 3-2에서 판별된 유전자형을 이용하여, 갈비뼈수 관련 SNP의 유전자형과 갈비뼈수의 연관성을, 297마리의 후대 돼지를 대상으로 갈비뼈수가 많은 장체장형, 중간수준의 갈비뼈수를 갖는 중간체장형 또는 갈비뼈수가 적은 단체장형으로 분류하여 분석하였다(표 4).
SNP의 유전자형과 갈비뼈수의 연관성
체형 유전자형 두수 평균 갈비뼈수
장체장
중간체장
단체장
G/G
G/A
A/A
97
148
52
15.20±0.62
14.88±0.48
14.50±0.50
종합 297 14.92±0.58
상기 표 4에서 보듯이, 갈비뼈수 관련 SNP의 유전자형에 따라, 돼지의 평균 갈비뼈수가 변화됨을 확인하였다. 따라서, 상기 갈비뼈수 관련 SNP의 유전자형을 분석함으로써, 돼지의 갈비뼈수에 기초한 육량예측이 가능함을 알 수 있었다.
<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION) <120> Black pig having enhanced fleshiness and stress tolerance and process for preparing the same <130> KPA140945-KR <160> 18 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 999 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> nucleotide containing SNP <400> 1 agtccatttt ccttctcgcc accacagggg ttggattgtt ttccctgagg tgtcccccct 60 ccccccagcc cccaactcac tttttcctct gttatgtgga gccatttagc tccgccttgg 120 acatgcatac ttactcatct ggttactcaa caaaagtcct caagtgagga agctcacttt 180 catccttaga aagtttgggg gccactattt tcaggcacat attccttttg ggggggcctc 240 atctttatcc caccgctatg ccccatagtc catagctgac tccccacact gccgtcctgt 300 cccttccaca tctgagagga agggtgtcca cgagggtttt ctctagtctt gctgtagaat 360 cattttgtca actctaatgc aaagagaact ttagtagtag tatccaaaga agtcaaggga 420 agtggtcttt tcgagagaga agatagaata aaaaagctcc gtggagaagc tggagaaaag 480 gagggccttg ggaagggcrc tgggttgatc agagaggtga tcctgacatt gatgtcagca 540 ggatggtggg ggtggaagct ttgaaggcaa ggattaagga 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Claims (13)

  1. (a) 돼지의 육질형질을 판단하기 위한, 서열번호 1의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 499번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 499 번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제;
    (b) 돼지의 흑모색을 판단하기 위한, 서열번호 2의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 727번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 727번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제;
    (c) 돼지의 혈청내 코르티졸 분비량을 판단하기 위한, 서열번호 3의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 457번째 염기가 A 또는 G이고, 470번째 염기가 T 또는 C이며, 501번째 염기가 C 또는 A이고, 상기 457, 470 또는 501번째 염기에 위치한 SNP 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제;
    (d) 돼지의 갈비뼈수를 판단하기 위한, 서열번호 4의 염기서열로 구성되는 폴리뉴클레오티드에서 501번째 염기가 G 또는 A이고, 상기 501번째 염기를 포함하는 5 내지 1,000개의 연속적인 염기로 구성되는 폴리뉴클레오티드 또는 이의 상보적인 폴리뉴클레오티드를 검출 또는 증폭할 수 있는 제제; 및
    (e) 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 제제를 포함하는, 돼지의 품질 판단용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제제는 SNP가 포함된 다형성 부위에 특이적으로 결합할 수 있는 프로브, 상기 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드를 특이적으로 증폭할 수 있는 프라이머 또는 상기 SNP를 포함하는 폴리뉴클레오티드를 특이적으로 제한효소인 것인 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프라이머는 육질형질에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 서열번호 5 및 6의 프라이머 염기쌍, 흑모색에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 서열번호 7 및 8의 프라이머 염기쌍, 혈청내 코르티졸 분비량에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 서열번호 9 및 10의 프라이머 염기쌍, 갈비뼈수에 영향을 미치는 SNP를 증폭시킬 수 있는 서열번호 11 및 12의 프라이머 염기쌍 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 프라이머 염기쌍인 것인 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제한효소는 HhaⅠ 또는 Mae II인 것인 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돼지는 제주재래돼지, 듀록 또는 제주재래돼지와 듀록의 교잡종인 것인 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 돼지의 품질 판단용 키트.
  7. (a) 개체로부터 분리된 시료의 DNA로부터 6번, 7번 및 12번 염색체상의 SNP를 포함하는 염기서열을 증폭시키는 단계; 및
    (b) 상기 증폭된 염기서열에 포함된 각 SNP의 유전자형을 결정하는 단계를 포함하는, 돼지의 품질을 종합적으로 판단하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    12번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형이 A인 경우에는 G인 경우보다도 육질형질이 높은 수준을 나타내어 고품질의 돼지인 것으로 판단하는 것인 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    6번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형이 G인 경우에는 A인 경우보다도 더욱 검은색의 털색을 나타내어, 고품질의 돼지인 것으로 판단하는 것인 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    7번 염색체상에 존재하는 완전 연관된 3개의 SNP의 유전자형이 순차적으로 A-T-C인 경우에는 G-C-A인 경우보다도 혈청내 코르티졸 분비량이 낮은 수준을 나타내어 고품질의 돼지인 것으로 판단하는 것인 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    7번 염색체상에 존재하는 SNP의 유전자형이 G인 경우에는 A인 경우보다도 갈비뼈수가 증가하여, 장체장을 갖는 고품질의 돼지인 것으로 판단하는 것인 방법.
  12. 육질형질을 조절하고, 12번 염색체에 위치한 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드의 499번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 A로 고정시키며, 흑모색을 조절하고, 6번 염색체에 위치한 서열번호 2의 폴리뉴클레오티드의 727번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 G로 고정시키며, 혈청내 코르티졸 분비량을 조절하고, 7번 염색체에 위치한 서열번호 3의 폴리뉴클레오티드의 457, 470 및 501번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 각각 A, T 및 C로 고정시키며, 갈비뼈수를 조절하고, 7번 염색체에 위치한 서열번호 4의 폴리뉴클레오티드의 501번째 염기에 해당하는 SNP의 유전자형을 G로 고정시키는 단계를 포함하는, 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지의 제조방법.
  13. 제12항의 방법으로 제조되어, 육질 및 스트레스에 대한 내성이 강화된 돼지.
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KR20140050493A (ko) * 2012-10-19 2014-04-29 고려대학교 산학협력단 돼지 myf5 유전자의 snp를 이용한 육질향상 확인용 dna 표지인자

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Non-Patent Citations (1)

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Title
[학위논문] 고문석. 제주재래돼지를 활용한 고 육질형 난축맛돈의 개발. 충북대학교, 2014. 8. *

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