KR20160127882A - 두록과 한국재래돼지의 교배에 의한 합성돈의 생산방법 및 이에 따른 합성돈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)의 교배에 의하여 합성돈을 생산하는 방법으로서, 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계;를 포함함으로서, 두록의 우수한 성장형질과 한국재래돼지의 우수한 육질형질을 모두 보유하는 합성돈을 생산할 수 있는 효과가 있으며, 나아가 흑모색에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 더 고정시킴으로서 성장성과 육품질 및 모색이 모두 우수한 합성돈을 생산할 수 있다.
Description
본 발명은 합성돈(synthetic pig)의 생산방법에 대한 것으로, 특히 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)의 교배에 의하여 합성돈을 생산하는 것이며, 더욱 구체적으로는 성장형질과 육질형질이 우수하거나 또는 성장성과 육품질 및 모색이 모두 우수한 합성돈의 생산방법 및 이에 따른 합성돈에 대한 것이다.
우리나라의 재래돼지는 만주지역에서 서식하던 돼지에서 비롯된 것으로, 체형에 따라 대중소형으로 구분될 수 있고, 이중에서도 운반수단 미비 등으로 인해 소형종이 정착됐다는 것이 지배적인 학설이다.
한국재래돼지의 특징이나 특성에 관한 기록은 많지 않고 1920년 조선농업편람에 재래돼지는 피모가 흑색으로 체격으로 왜소하고 체중은 22.5~32.5kg, 머리는 길고 뾰족하며 만숙에 비만성이 없으나 체질은 강건하고 번식력은 양호하다고 기록되어 있다. 즉, 한국재래돼지는 체질이 강건하여 질병저항성에 강하고, 고기는 적육뿐이라고 기록되어 있는 바와 같이, 한국재래돼지는 한반도에 정착한 이후 국내의 기후풍토에 적응하면서 토착화된 품종특성을 유지한 것으로 보고되고 있다.
다만, 한국재래돼지는 서구에서 들어온 개량된 돼지와 비교하여, 성장속도가 느리고 이에 따라 생산성이 낮아서 한국의 재래돼지 숫자는 점차 줄어들고 있었다.
그러나, 2000년대에 들어서면서 국가 유전자원의 중요성이 부각되었고, 국립축산과학원은 한국의 재래돼지를 복원하기 시작하였으며, 이에 따르면 한국재래돼지는 모색은 흑모, 지체가 흑색이고, 머리는 길고 뾰족하며, 이마에 산 모양의 주름이 있고, 코는 길고 곧으며 세로 줄음이 있고, 턱은 곧으며, 귀는 직립전향인 개체로 정의되고 있다.
그럼에도 불구하고, 한국재래돼지는 고기의 품질은 좋지만 여전히 성장속도가 느리고 생산성이 낮아서 양돈업계에서는 외면을 받고 있는 실정이다. 현재 우리나라의 종돈은 전량 외국으로부터의 수입에 의존하고 있어서 매년 막대한 외화를 지출하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서라도 우리나라의 한국재래돼지를 적극적으로 연구하여 활용할 필요성이 있다.
한편, 최근에는 돼지육의 품질을 제고하기 위하여 돼지를 과학적으로 관리하고 이로부터 얻어진 돼지육을 브랜드화하고 있으며, 이미 다양한 브랜드 돼지육이 상업적으로 판매되어 지고 있다. 그러나 브랜드돈육과 일반돈육은 육안으로 식별하기 어렵기 때문에 이점을 악용하여 돼지육을 속여 판매하는 방식으로 유통시장의 혼란을 주고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 돼지육을 판단하는 과학적인 객관적 기준을 마련하는 여러 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 과학적 연구의 일환으로 유전자 분석을 통한 브랜드육을 판별하는 방법이나, PCR(polymerase chain reaction) 기술을 이용하여 여러 가지 응용법을 통하여 돼지의 품종을 개발 발전 시키고자 하고 있다. 예를 들어 최근 공개특허 10-2014-0118479에서 대용량 SNP 칩 분석방법을 이용하여 육질이 우수한 돼지의 제조방법이 특허등록이 되었고, 등록특허 10-1359566에서 대한민국 국민이 선호하는 부위(목심살, 삼겹살, 갈비살, 등심덧살, 갈매기살)의 함량을 유전자 검사로 조기선발할 수 있는 단일염기다형성을 찾아 조기선발 방법과 평가방법에 대하여 보고 하였으며, 등록특허 10-1253293, 10-1270091에서는 SNP로 돼지의 근섬유타입과 육질의 증가여부를 확인할 수 있는 방법을 제시하였다. 또한 돼지에서 경제형질과 연관된 주요 유전자가 현재까지 많은 연구에 의해서 밝혀지고 있다. 돼지의 지방함량과 연관성이 있는 유전자좌위(QTL)로는 염색체 1,2,4,5,6,7,8,9,15,X로 알려져 있고, 육질은 염색체 1,5,6,7,8,12,15,17,X로 알려져 있다.
이러한 배경하에서 본 발명자들은 모색이 흑색이고 성장이 빠르며 품질이 향상된 돼지품종을 개발하기 위하여 노력한 결과, 돼지의 모색을 결정하는 KIT유전자의 SNP와 성장형질을 결정하는 MC4R 유전자의 SNP, 육품질을 결정하는 PRKAG3 유전자의 SNP를 고정시킬 경우, 모색이 흑색이고 성장이 빠르며 품질이 향상된 합성돈을 생산할 수 있음을 확인한 후, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)의 교배에 의하여 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계를 포함하는 합성돈의 생산방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 두록의 우수한 성장형질과 한국재래돼지의 우수한 육질형질을 모두 보유하는 합성돈을 생산할 수 있고, 나아가 성장성과 육품질 및 모색이 모두 우수한 합성돈을 생산하는 것이 목적이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)의 교배에 의하여 합성돈을 생산하는 방법으로서, 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법이다.
이와 함께, 본 발명의 다른 실시예로서 합성돈의 생산방법은, (a) MC4R 유전자의 SNP로서 A와 A 또는 A와 G를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 MC4R 유전자의 SNP가 A로 고정된 제1개체를 선발하는 단계; (b) PRKAG3 유전자의 SNP로서 G와 G 또는 G와 A를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 PRKAG3 유전자의 SNP가 G로 고정된 제2개체를 선발하는 단계; (c) KIT 유전자의 SNP로서 T와 T 또는 T와 C를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 KIT 유전자의 SNP가 T로 고정된 제3개체를 선발하는 단계; 및 (d) 상기 선발된 제1개체 내지 제3개체로 구성된 군으로부터 선택되는 개체를 교배시켜서, MC4R 유전자의 SNP가 A로 고정되고, PRKAG3 유전자의 SNP가 G로 고정되며, KIT 유전자의 SNP가 T로 고정된 돼지를 선발하는 단계;를 포함하는 것이다.
나아가, 본 발명의 다른 실시형태는 상기한 바와 같은 방법으로 생산되어서, 성장형질과 육질형질이 개선된 것을 특징으로 하는 합성돈이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이러한 본 발명은 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)의 교배에 의하여 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계를 포함하는 합성돈의 생산방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 두록의 우수한 성장형질과 한국재래돼지의 우수한 육질형질을 모두 보유하는 합성돈을 생산할 수 있고, 나아가 흑모색에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 더 고정시킴으로서 성장성과 육품질 및 모색이 모두 우수한 합성돈을 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두록과 한국재래돼지의 교배계통도를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성돈과 비교예로서 다른돼지(두록, 재래돼지, 랜드레이스, 요크셔)의 일당증체량(A), 90kg 도달일령(B), 체장(C)을 나타내는 그래프 및 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 모색에 연관성이 있는 KIT 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 성장에 연관성 있는 MC4R 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라 육품질과 연관성이 있는 PRKAG3 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성돈과 비교예로서 다른돼지(두록, 재래돼지, 랜드레이스, 요크셔)의 일당증체량(A), 90kg 도달일령(B), 체장(C)을 나타내는 그래프 및 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 모색에 연관성이 있는 KIT 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따라 성장에 연관성 있는 MC4R 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라 육품질과 연관성이 있는 PRKAG3 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 두록과 한국재래돼지의 교배계통도를 나타내는 모식도이다.
농촌진흥청 국립축산과학원에서는 멸실 위기에 처해있던 고유 재래돼지의 복원 필요성 및 유전자원 확보를 위하여 1988년 기초돈의 수집(9두: 암컷5두, 수컷4두)을 시작으로 20년간에 걸쳐 재래돼지의 순수화 복원을 실시하여 2008년 재래종으로 품종을 인증 받고 품종등록을 완료하였다. 하지만 재래돼지의 낮은 성장형질 등으로 인한 경제성 약화로 농가에서는 우리 고유 돼지품종인 재래돼지의 사육을 기피하고 있는 것이 현실이다.
이에 따라, 본 발명자들은 우리 고유의 재래돼지를 이용한 합성돈(합성흑돼지)의 개발연구를 통하여 재래돼지의 활용성을 높이고자 하였다.
본 발명은 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)의 교배에 의하여 합성돈을 생산하는 방법으로서, 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법이다.
먼저, 본 명세서에서 "두록"이라 함은 돼지의 두록(Duroc) 또는 두록 종을 의미하는 것으로, 두록저어지(Duroc jersey) 종 또는 한국의 축진듀록을 포함하는 개념이다. 상기 두록저어지는 원산지가 미국이고 모색이 담홍색에서 농적색에 이르기까지 다양하며 대형종에 속하는 돼지의 한 종이다. 머리는 비교적 작고 안면이 약간 오목하나 직선에 가까우며, 귀는 앞쪽으로 직립되어 있지만 그 끝이 아래로 처져 있는 것이 특징이다. 상기 축진듀록은 국립축산과학원이 자체 개발한 두록 품목의 상표명으로서 축산업을 진흥시킨다는 의미를 갖고 있다. 상기 축진듀록은 소비자의 수요 및 수입 돈육과의 차별화를 위한 씨돼지 개발 요구에 따라 개발되었다. 상기 축진듀록은 1997년 완성되었으며 1998년부터 계통 조성을 시작해 2008년 특허청 상표 등록을 마쳤고, 이후 전국 우수돼지인공수정센터에 보급돼 돼지고기를 생산하는 데 주로 활용되고 있다. 일반 두록종은 다른 종과 비교하여 성장률, 성장속도 등이 우수하고, 축진듀록은 일반 두록종과 비교했을 때 육질이 더욱 우수한 특징을 가지고 있다.
또한, 본 명세서에서 "한국재래돼지"라 함은 한반도에서 서식하는 돼지의 한 품종으로서, 소목 멧돼짓과의 포유류이다. 일반적으로 모색은 흑모, 지체가 흑색이고, 머리는 길고 뾰족하며, 이마에 산 모양의 주름이 있고, 코는 길고 곧으며 세로 줄음이 있고, 턱은 곧으며, 귀는 직립전향인 개체로 정의되고 있다. 상기 한국재래돼지는 일반적인 재래돼지, 흑돼지, 제주재래흑돼지 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "합성돈"이라 함은 서로 다른 종족이나 종, 속, 혹은 품종 간의 교잡에 의하여 태어난 자손 돼지를 포함하는 개념이다. 단순한 잡종돈 뿐만 아니라 능력이 유전적으로 고정된 품종이나 계통간의 교배로 생산된 종돈(하이브리드돈)을 의미할 수도 있고, 세가지 이상의 서로 다른 여러 품종을 교배시켜 육종한 종돈인 것도 가능하다. 이러한 합성돈은 고정된 유전적인 능력을 보이며, 한편으로는 새로운 품종처럼 사용할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 "성장형질"이라 함은 돼지의 성장과 관련된 다양한 표현형질을 의미하고, 예를 들어 성장율, 성장속도, 일당증체량, 90kg 도달일령 등일 수 있으며, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 "성장형질에 관여하는 유전자"라 함은 돼지의 성장형질에 영향을 주는 유전자를 의미하고, 상기 유전자가 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하게는 MC4R(Melanocortin-4 receptor) 유전자 등일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "MC4R 유전자"라 함은 돼지의 1번 염색체 위에 존재하고 성장과 사료효율에 영향을 미치는 유전자로서, 에너지 중심 조절에 중요한 G-protein 쌍의 receptor를 중심으로 발현하며, 에너지 균형 조절과 비만의 유전적 기초에 있어서 중대한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(Farooqi 등, 2003). 상기 MC4R 유전자는 바람직하게는 서열번호 1의 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 본 발명에서 있어서, 돼지 MC4R 유전자 내의 Asp298Asn 단일염기변이로서 A(Asn) 대립유전자를 가지고 있으면, 우수한 성장률을 가지는 돼지를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 상기 성장형질에 관여하는 유전자의 SNP는 MC4R 유전자의 298번째 염기가 A인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 명세서에서 "육질형질"이라 함은 돼지로부터 얻어진 도축물의 상태를 나타내는 다양한 표현형질을 의미하고, 예를 들어 Ph, 육색, 보수력, 가열감량, 근내지방함량, 전단력 등과 같은 육품질일 수 있으며, 특별히 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 "육질형질에 관여하는 유전자"라 함은 돼지의 육질형질에 영향을 주는 유전자를 의미하고, 상기 유전자가 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하게는 PRKAG3(AMP-activated protein kinase, gamma 3 subunit gene) 유전자 등일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "PRKAG3 유전자"라 함은 돼지의 15번 염색체 위에 존재하며, 돼지 근육의 글리코겐 함량을 조절하는 단백질을 만드는 유전자이다. 상기 PRKAG3 유전자는 바람직하게는 서열번호 2의 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. PRKAG3유전자의 ATG(시작코돈)을 기준으로 1846번째 염기에 G/A SNP가 존재한다고 알려져 있고, 본 발명에 있어서 상기 1846번째 염기가 G인 경우, 돈육의 Ph, 육색, 보수력, 가열감량 등과 같은 육품질이 우수한 돼지고기를 얻을 수 있다.
기본적으로, 본 발명은 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)를 교배시켜서 합성돈을 생산하는 방법에 대한 것이다. 일반적으로, 상기 두록은 성장형질이 우수하고, 상기 한국재래돼지는 육질형질이 우수한 것으로 알려져 있다. 이에 본 발명자들은 두록의 장점과 한국재래돼지의 장점만을 가지는 합성돈을 제조하고자 하였다. 즉, 본 발명은 두록처럼 성장율이 우수할 뿐만 아니라 동시에 한국재래돼지처럼 육품질이 우수한 합성돈을 제조하고자 한 것이다.
이에 본 발명에서는 두록과 한국재래돼지를 교배시켜서 합성돈을 생산하였으며, 특별히 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시킴으로서, 우수한 성장율과 우수한 육품질을 가지는 합성돈을 제조할 수 있었다. 상기 유전자의 SNP 형질 고정은 상기 SNP들의 유전자형 분석방법(PCR-RFLP, Sequencing)을 통하여 상기 SNP를 모두 보유하고 있는 동형접합체를 선발하는 것에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 SNP 형질을 모두 가지는 haplotype을 보유하고 있는 개체를 교배시켜서, 목적하는 형질을 갖는 동형접합체를 선발함에 의해 수행되는 것이 가능하다.
본 발명에서 두록과 한국재래돼지의 교배는 두록 암컷과 한국재래돼지 수컷을 교배시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 두록 암컷과 한국재래돼지 수컷을 교배시켜서 얻은 잡종1세대 암컷과, 두록 수컷을 퇴교배하여 잡종2세대 암컷을 얻고, 상기 얻은 잡종2세대 암컷과 상기 잡종1세대 수컷을 퇴교배하는 것이 적합하다.
이러한 교배 방법에 의하면, 한국재래돼지 혈액비율이 37.5%인 합성돈을 얻을 수 있다(도 1 참조). 본 발명에 따른 합성돈에 있어서, 한국재래돼지의 혈액비율이 37.5%인 경우에는 그렇지 않은 경우(25% 또는 50%) 보다 생체중, 색좌표(적색), 보수성, 가열감량, 전단력(연도) 등이 우수한 개체를 얻을 수 있었다.
본 발명의 다른 특징은 흑모색에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계;를 더 포함하고, 상기 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자는 성장형질과 육질형질 및 흑모색에 관여하는 유전자일 수 있다.
본 명세서에서 "흑모색에 관여하는 유전자"란, 돼지의 털색에 영향을 주는 유전자를 의미하는데, 상기 유전자가 특별히 이에 제한되지는 않으나, KIT 유전자 등이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 용어 "KIT 유전자"란, mast/stem cell growth factor receptor라는, 돼지, 소, 말, 개 등의 가축의 모색을 결정하는 단백질을 코딩하는 유전자를 의미하는데, 상기 KIT 유전자는 돼지의 경우 21개의 exon으로 구성되고, mRNA 염기서열을 기준으로 2,919bp의 길이를 가지며, 아미노산 서열을 기준으로는 949aa의 길이를 갖는다. 상기 KIT 유전자의 염기서열은 NCBI의 GenBank 등 공지의 데이터베이스에서 얻을 수 있는데, 그 예로서, GenBank Accession No. NG_007456.1로 표시되는 유전자가 될 수 있으며, 바람직하게는 서열번호 3의 폴리뉴클레오티드를 포함할 수 있다. KIT 유전자는 멜라닌 세포분화의 제어, 생존, 사멸, 증식 등 생존에 필수적인 요인으로 역할을 수행하고, 상기 KIT 유전자의 변이는 소화기관 기질종양, 비만세포병, 얼룩백색증 등에 연관된다고 알려져 있다. 특히, 돼지의 KIT 유전자는 유색과 백색을 식별하는데 유용하게 이용되는데, 백색돼지의 KIT 유전자는 2개 이상 유전자가 중복되는 특성(CNV, copy number variation)을 갖고 있으나, 흑색과 적색 등 유색을 나타내는 돼지는 한 개의 KIT 유전자만을 보유하는 것으로 알려져 있다. KIT 유전자의 586번째 염기에 해당하는 염기가 T일 경우, 향상된 돼지의 흑모색을 나타낼 수 있다.
이와 함께, 본 발명의 다른 실시예로서 합성돈의 생산방법은, (a) MC4R 유전자의 SNP로서 A와 A 또는 A와 G를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 MC4R 유전자의 SNP가 A로 고정된 제1개체를 선발하는 단계; (b) PRKAG3 유전자의 SNP로서 G와 G 또는 G와 A를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 PRKAG3 유전자의 SNP가 G로 고정된 제2개체를 선발하는 단계; (c) KIT 유전자의 SNP로서 T와 T 또는 T와 C를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 KIT 유전자의 SNP가 T로 고정된 제3개체를 선발하는 단계; 및 (d) 상기 선발된 제1개체 내지 제3개체로 구성된 군으로부터 선택되는 개체를 교배시켜서, MC4R 유전자의 SNP가 A로 고정되고, PRKAG3 유전자의 SNP가 G로 고정되며, KIT 유전자의 SNP가 T로 고정된 돼지를 선발하는 단계;를 포함하는 것이다.
여기서, 상기 제3개체를 선발하는 단계는, KIT 유전자의 PCR-RFLP 분석 결과 136bp와 50bp의 길이를 갖는 동형접합체를 선발하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1개체는 MC4R 유전자 내의 Asp298Asn 단일염기변이로서 A(Asn) 대립유전자를 가지고 있는 것이 가능하다.
또한, 상기 제2개체는 PRKAG3 유전자에서 ATG 시작코돈을 기준으로 1846번째 염기로서 G를 가지고 있는 것일 수 있다.
또한, 상기 제3개체는 KIT 유전자에서 586번째 염기로서 T를 가지고 있는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 돼지의 성장과 육품질에 관여하는 MC4R 유전자(도 4) 및 PRKAG3 유전자(도 5)의 SNP를 직접염기서열분석법에 의하여 유전자형을 확인할 수 있었고, 상기 SNP의 유전자형을 고정할 경우, 성장(도 2)과 육품질(표 2) 및 흑모색이 향상된 합성돈(합성흑돼지)를 제조할 수 있음을 확인하였다.
나아가, 본 발명의 다른 실시형태는 상기한 바와 같은 방법으로 생산되어서, 성장형질과 육질형질이 개선된 것을 특징으로 하는 합성돈이다.
또한, 본 발명은 상기한 바와 같은 방법으로 생산되어서, 성장형질과 육질형질 및 흑모색이 개선된 것을 특징으로 하는 합성돈일 수도 있다.
이러한 본 발명에 의하면, 돼지의 성장형질, 육질형질 및/또는 흑모색에 관여하는 유전자의 SNP를 특정형질로 고정시켜서, 돼지의 성장형질, 육질형질 및/또는 흑모색이 가장 우수한 수준을 나타내도록 개량시킨 돼지를 생산할 수 있다. 본 발명의 목적상 상기 개량된 돼지는 돼지의 성장형질, 육질형질 및/또는 흑모색에 관여하는 유전자인 MC4R 유전자, PRKAG3 유전자 및/또는 KIT 유전자에 존재하는 SNP가 특정한 형질로 고정된 상태를 포함하지만, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에 따른 합성돈은 상술한 교배방법에 의하여 제조된 돼지가 될 수도 있고, 성장형질, 육질형질 및/또는 흑모색에 관여하는 유전자의 SNP가 특정형질로 고정된 유전자를 돼지의 수정란에 형질도입시켜서 제조된 형질전환 수정란을 이용하여 제조된 형질전환 돼지가 될 수 있다. 이때, 유전자를 수정란 내로 형질도입시키는 방법으로는 생화학적 방법, 물리적 방법 또는 바이러스 매개로 한 형질도입 방법이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 생화학적 방법으로 FuGene6 (Roche, USA), 리포펙타민 (LipofectamineTM 2000, Invitrogen, USA) 또는 ExGen 500(MBI Fermentas International Inc. CANADA)를 이용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 리포펙타민을 이용한 지질 매개법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 유전자를 포함하는 발현벡터는 돼지 체세포 주에서 발현시킬 수 있는 모든 발현벡터를 사용할 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
1:
기초돈군
조성
돼지품종 중에 부계씨돼지로 가장 많이 이용되는 두록종의 암컷과 고유 돼지품종인 재래돼지의 수컷을 교배하여 태어난 잡종1세대를 다음 세대의 종축으로 활용하였으며, 잡종1세대의 암컷과 두록의 수컷을 퇴교배하여 태어난 잡종2세대 암컷을 다시 잡종1세대의 수컷과 교배하여, 재래돼지 혈액비율이 37.5%로 고정된 기초축군을 도 1과 같이 조성하였다.
실시예
2 : 돼지 성장에 관여하는 유전자
SNP
의 유전자형 고정
실시예 1의 기초돈군을 이용하여 성장에 관여하는 유전자 SNP의 유전자형을 직접 염기서열분석방법(direct sequencing)을 이용하여 분석하였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성돈과 비교예로서 다른돼지(두록, 재래돼지, 랜드레이스, 요크셔)의 일당증체량(A), 90kg 도달일령(B), 체장(C)을 나타내는 그래프 및 사진이고, 도 3은 본 발명에 따라 성장에 연관성 있는 MC4R 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 3개의 유전자형이 검출되었고 그 중 A/A 유전자형을 가지고 있는 동형접합체 개체를 선발하였다. 이에 따르면, 도 2에 나타난 바와 같이, MC4R 유전자 SNP의 유전자형을 A/A를 갖는 개체를 교배를 통해 유전적으로 고정할 경우 성장이 빠른 돼지를 생산할 수 있음을 알 수 있었다.
실시예
3: 돼지
육품질에
관여하여 유전자
SNP
의 유전자형 고정
실시예 1의 기초돈군을 이용하여 육품질에 관여하는 유전자 SNP의 유전자형을 직접 염기서열분석방법(direct sequencing)을 이용하여 분석하였다.
도 4는 본 발명에 따라 육품질과 연관성이 있는 PRKAG3 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 여기에 나타난 바와 같이, 3개의 유전자형이 검출되었고 그 중 G/G 유전자형을 가지고 있는 동형접합체 개체를 선발하였다. 이에 따르면, 하기 표 2에 나타난 바와 같이 PRKAG3 유전자 SNP의 유전자형이 G/G를 갖는 개체를 교배를 통해 유전적으로 고정할 경우 육품질이 좋은 돼지를 생산할 수 있음을 알 수 있었다.
실시예
4 : 돼지의
흑모색에
관여하는 유전자
SNP
의 유전자형 고정
실시예 1의 기초돈군을 이용하여 흑모색에 관여하는 유전자 SNP의 유전자형을 PCR-RFLP 방법으로 분석하였다.
도 5는 본 발명에 따라 모색에 연관성이 있는 KIT 유전자의 SNP 유전자형 분석 결과를 나타내는 사진이다. 여기에 나타난 바와 같이, 2개의 유전자형이 나왔고 그 중 136bp와 50bp의 길이를 갖는 동형접합체 개체를 선발하였다. 이에 따르면, KIT 유전자 SNP의 유전자형이 136bp + 50bp의 길이를 갖는 개체를 교배를 통해 유전적으로 고정할 경우 흑모색을 나타내는 돼지를 제조할 수 있음을 알 수 있었다.
실시예
5 :
합성돈(합성흑돼지)의
제조
실시예 1의 기초축군을 사용하여 KIT 유전자 SNP의 유전자형이 136bp+50bp의 길이를 갖는 개체를 교배시켜서 KIT 유전자 SNP가 고정된 돼지를 선발하고, MC4R 유전자 SNP의 유전자형이 A/A나 A/G를 갖는 개체를 교배시켜서 MC4R 유전자 SNP가 A/A로 고정된 돼지를 선발하였으며, PRKAG3 유전자 SNP의 유전자형이 G/G나 G/A를 갖는 개체를 교배시켜서 PRKAG3 유전자 SNP가 G/G로 고정된 돼지를 선발하였다.
그런 다음, 상기 선발된 각각의 고정돼지를 순차적으로 교배시켜서, 최종적으로 KIT 유전자 SNP가 136bp+50bp의 길이를 갖고 MC4R 유전자 SNP가 A/A로 고정되며 PRKAG3 유전자 SNP가 G/G로 고정된 돼지를 제조하였으며, 이를 우리흑돈이라고 명명하였다.
실험예
1 : 등심의 관능평가
실시예 5에 따라 제조한 우리흑돈의 육품질을 평가하기 위하여, 재래돼지, 합성흑돼지 및 일반 비육돈(LYD, 삼원교잡종)의 등심부위를 대상으로 관능평가를 수행하였다.
| 평가항목 | 재래돼지 | 합성흑돼지 | 비육돈(LYD) | |
| 외관평가 | 색 | 5.22a | 4.96a | 3.15b |
| 지방량 | 4.26a | 4.19a | 3.07b | |
| 기호도 | 4.52a | 4.41a | 3.07b | |
| 식미평가 | 다즙성 | 3.70a | 3.41ab | 2.93b |
| 연도 | 4.78a | 3.85b | 4.00b | |
| 향미 | 4.30b | 4.81a | 4.15b | |
| 전체기호도 | 4.30a | 4.15a | 3.52b | |
* 동일한 행 간의 서로 다른 알파벳은 통계적으로 5% 수준에서 유의적인 차이
* 매우 좋다(6), 좋다(5), 약간 좋다(4), 약간 싫다(3), 싫다(2), 매우 싫다(1)
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 합성흑돼지(우리흑돈)는 재래돼지의 거의 동일한 결과를 보였고, 일반비육돈보다는 월등하게 우수한 결과를 얻었음을 알 수 있었다.
실험예
2 :
도체성적
분석(
육품질
분석)
실시예 5에 따라 제조한 우리흑돈의 육품질을 평가하기 위하여 국립축산과학원에서 동일하게 사육되어진 재래돼지와 비육돈(LYD)의 등심을 대상으로 도체성적을 분석하여 이를 비교 하였다.
| pH24 | 육색 | 보수력(%) | 조리시 손실(%) | |||
| 명도 | 적색도 | 황색도 | ||||
| 합성흑돼지 | 5.73a | 52.82a | 9.10a | 4.04b | 56.94a | 28.64a |
| 비육돈(LYD) | 5.67a | 52.29a | 7.16b | 3.19b | 54.49b | 31.16b |
| 재래돼지 | 5.51b | 46.85b | 10.37c | 4.71a | 54.76b | 32.55c |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 합성흑돼지(우리흑돈)는 일반 비육돈보다 우수한 육색을 가지는 것으로 나타났고, pH와 보수력 측면에서는 재래돼지보다도 우수한 것을 확인하였다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
<110> REPUBLIC OF KOREA(MANAGEMENT : RURAL DEVELOPMENT ADMINISTRATION)
<120> Preparing method of synthetic pig by a cross between Duroc and
Korean native pig, and synthetic pig using the same
<130> PA-D15079
<160> 3
<170> KopatentIn 2.0
<210> 1
<211> 999
<212> DNA
<213> MC4R gene
<400> 1
atgaactcaa cccatcacca tggaatgcat acttctctcc acttctggaa ccgcagcacc 60
tacggactgc acagcaatgc cagtgagccc cttggaaaag gctactctga aggaggatgc 120
tacgagcaac tttttgtctc tcctgaggtg tttgtgactc tgggtgtcat aagcttgttg 180
gagaacattc tggtgattgt ggccatagcc aagaacaaga atctgcattc acccatgtac 240
tttttcatct gtagcctggc tgtggctgat atgctggtga gcgtttccaa tgggtcagaa 300
accattgtca tcaccctatt aaacagcacg gacacggacg cacagagttt cacagtgaat 360
attgataatg tcattgactc agtgatctgt agctccttac tcgcctcaat ttgcagcctg 420
ctttcgattg cagtggacag gtattttact atcttttatg ctctccagta ccataacatt 480
atgacagtta agcgggttgg aatcatcatc agttgtatct gggcagtctg cacggtgtcg 540
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<210> 2
<211> 2023
<212> DNA
<213> Prkag3 gene
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tcctccacgc agccgctgct tgtccacgaa gacgtctga 2919
Claims (16)
- 두록(Duroc)과 한국재래돼지(Korean native pig)의 교배에 의하여 합성돈을 생산하는 방법으로서,
성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 두록과 한국재래돼지의 교배는, 두록 암컷과 한국재래돼지 수컷을 교배시키는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 두록과 한국재래돼지의 교배는, 두록 암컷과 한국재래돼지 수컷을 교배시켜서 얻은 잡종1세대 암컷과, 두록 수컷을 퇴교배하여 잡종2세대 암컷을 얻고,
상기 얻은 잡종2세대 암컷과 상기 잡종1세대 수컷을 퇴교배하는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 합성돈은 한국재래돼지 혈액비율이 37.5%인 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 성장형질에 관여하는 유전자는 MC4R(Melanocortin-4 receptor)인 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 성장형질에 관여하는 유전자의 SNP는 MC4R 유전자의 298번째 염기가 A인 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 육질형질에 관여하는 유전자는 PRKAG3(AMP-activated protein kinase, gamma 3 subunit gene)인 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 육질형질에 관여하는 유전자의 SNP는 PRKAG3 유전자의 1846번째 염기가 G인 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
흑모색에 관여하는 유전자의 SNP 형질을 고정시키는 단계;를 더 포함하고,
상기 성장형질과 육질형질에 관여하는 유전자는 성장형질과 육질형질 및 흑모색에 관여하는 유전자인 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유전자의 SNP 형질 고정은 상기 SNP 형질을 모두 가지는 haplotype을 보유하고 있는 개체를 교배시켜서, 목적하는 형질을 갖는 동형접합체를 선발함에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- (a) MC4R 유전자의 SNP로서 A와 A 또는 A와 G를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 MC4R 유전자의 SNP가 A로 고정된 제1개체를 선발하는 단계;
(b) PRKAG3 유전자의 SNP로서 G와 G 또는 G와 A를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 PRKAG3 유전자의 SNP가 G로 고정된 제2개체를 선발하는 단계;
(c) KIT 유전자의 SNP로서 T와 T 또는 T와 C를 가지는 haplotype 개체를 교배시키고, 이로부터 수득한 자손 중에서 KIT 유전자의 SNP가 T로 고정된 제3개체를 선발하는 단계; 및
(d) 상기 선발된 제1개체 내지 제3개체로 구성된 군으로부터 선택되는 개체를 교배시켜서, MC4R 유전자의 SNP가 A로 고정되고, PRKAG3 유전자의 SNP가 G로 고정되며, KIT 유전자의 SNP가 T로 고정된 돼지를 선발하는 단계;를 포함하는 합성돈의 생산방법.
- 제11항에 있어서,
상기 제3개체를 선발하는 단계는, KIT 유전자의 PCR-RFLP 분석 결과 136bp와 50bp의 길이를 갖는 동형접합체를 선발하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제11항에 있어서,
상기 제1개체는 MC4R 유전자 내의 Asp298Asn 단일염기변이로서 A(Asn) 대립유전자를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제11항에 있어서,
상기 제2개체는 PRKAG3 유전자에서 ATG 시작코돈을 기준으로 1846번째 염기로서 G를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제11항에 있어서,
상기 제3개체는 KIT 유전자에서 586번째 염기로서 T를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 합성돈의 생산방법.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 생산되어서, 성장형질과 육질형질이 개선된 것을 특징으로 하는 합성돈.
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