한국 재래닭 종자는 일제강점기와 한국전쟁을 겪고 산업화 과정을 거치면서 외래 수입종으로 대체되면서 멸실 위기를 맞았다. 재래닭은 콜라겐 성분이 많아 육질이 쫄깃하며 닭고기의 풍미를 결정하는 Methionine과 Cystine 등 황 아미노산이 풍부하여 기호성이 좋지만 외래종에 비해 생산성이 낮아 외래 도입종으로 대체되면서 수가 급격히 감소되었다. 이에 따라 축산과학원은 닭 종자의 개발을 위하여 1992년부터 전국 각지에 흩어져 사육되어 오던 재래닭을 수집하여 기초계를 조성하고 고유특성에 따른 순수계통을 육성하면서 재래닭 복원을 수행하여 왔다. 최근 축산물 안전성이 대두되면서 재래종의 선호도가 외래종보다 높아지는 추세이며 전 세계적으로 재래가축 유전자원의 중요성이 부각되면서 재래닭의 생산 능력 개량이 절대적으로 필요한 실정이다. Ovocalyxin-32 (OCX-32)는 조류의 난각 형성 마지막 단계에서 자궁액 내 높은 수준으로 존재하여 난각을 형성해 배아 항균작용에 있어 중요한 유전자로 알려져 있다. 가금에서 OCX-32 유전자의 단일염기변이는 산란 및 계란형질에 연관을 가지고 있는 것으로 보고되어 있다. 본 연구는 한국 재래닭의 산란형질 개선을 위한 후보유전자로 OCX-32 유전자를 선발하였고, OCX-32 유전자 내 변이와 재래닭 산란형질과의 연관성 분석을 위해 실시되었다. 국립축산과학원으로부터 산란형질(시산일령, 시산난중, 난중, 산란율)을 보유한 총 4종의 한국 재래닭(오골계, 흑계, 재계, 백계)을 공시 받았으며, PCR-RFLP 방법을 통해 c.494A>C 및 c.267T>G SNP의 genotype을 분석하였다. c.494A>C SNP은 오골계의 산란율(p<0.05)과 백계의 난중(p<0.05)에서 각각 유의적인 연관성이 나타났으며 c.267T>G SNP은 오골계의 난중과 유의적인 상관관계(p<0.05)가 있었다. 그 후 OCX-32 유전자 내 변이에 대한 추가 실험을 위해 targeted sequencing 기법으로 한국 재래닭과 산란형질과의 연관성을 분석하였다. 733 bp 이내의 범위에서 16개의 SNP과 5개의 INDEL을 발굴하였으며 그 중 5개의 SNP (1179T>A, 1183A>G, 1337A>G, 1347A>T, 1500A>C)과 4개의 INDEL (913 del A, ins CTT, ins TTC, 1360 del T)은 새로 발견되었다. 한국 재래닭 OCX-32 유전자 내 총 16개의 SNP 중 13개의 SNP (1025A>G, 1052G>A, 1078T>C, 1125C>G, 1179T>A, 1183A>G, 1201G>A, 1209T>A, 1242G>A, 1347A>T, 1422G>T, 1451T>A, 1500A>C)과 5개의 INDE 중 2개의 INDEL (ins TTC, ins TCT)에서 산란형질과의 유의적인 상관관계가 나타났다(p<0.05). 본 연구 결과, OCX-32 유전자 내 변이는 한국 재래닭의 산란 특성에 따른 품질 개량을 위한 DNA 선발 마커로서 이용가치가 높을 것으로 예상되며, 재래닭과 관련된 분자유전학적 연구의 기초자료가 될 것이라 사료된다.
The identification and utilization of potential candidate genes with significant effects on economically important traits have become increasingly important in poultry breeding programs. The Ovocalyxin-32 (OCX-32) is present at high levels in the uterine fluid during the final phase of eggshell formation. Recently, single nucleotide polymorphism (SNP) of OCX-32 gene has been reported that association with egg production traits in poultry. This study was performed to find novel SNPs and to analyze the association between SNPs of OCX-32 gene and egg production traits in the four Korean native chicken breeds by PCR-RFLP and DNA targeted sequencing. We measured egg production traits of age at first egg, first egg weight, egg production ratio and egg weight. We analyzed two SNPs (c.494A>C and c.267T>G) in the OCX-32 gene by means of PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-Restricted Fragment Length Polymorphism) from four korean native chicken breeds. Polymorphism c.494A>C was significantly associated with egg production ratio in Korean Ogol chickens (p<0.05) and egg weight in Korean white chickens (p<0.05). SNP c.267T>C was significantly associated with egg weight in Korean Ogol chickens (p<0.05). Korean native chicken populations were found to analyze twenty-one variations (sixteen SNPs and five INDELs) SNPs in the intron of OCX-32 gene by targeted sequencing. Nine variant (1179T>C, 1183A>G, 1337A>G, 1347A>T, 1500A>C, 913 del A, ins CTT, ins TTC, 1360 del T) was novel. Fifteen variations (1025A>G, 1052G>A, 1078T>C, 1125C>G, 1179T>A, 1183A>G, 1201G>A, 1209T>A, 1242G>A, 1347A>T, 1422G>T, 1451T>A, 1500A>C, ins TTC, ins TCT) were association with egg production traits (egg production ratio, age at first egg, egg weight) in Korean native chickens (p<0.05). These results suggest that SNPs and INDELs of the OCX-32 gene may be useful as genetic markers for egg production traits in the Korean native chicken breeding.
Ⅰ. 서 론 1Ⅱ. 연구사 31. 한국 재래닭의 기원 32. 한국 재래닭의 특징과 보존의 필요성 43. 한국 재래닭의 형질개량 방법 61) 전통적인 개량방법 62) 분자유전학적 개량방법 64. DNA 표지인자 71) 초위성체 유전자(microsatellite, MS) 72) 단일염기다형성(Single nucleotide polymorphism, SNP) 83) 복제수변이(Copy number varivation, CNV) 85. 유전자형 분석방법 101) Restriction fragment length polymorphism (RFLP) 102) Single strand conformation polymorphism (SSCP) 103) DNA sequencing 11Ⅲ. 재료 및 방법 131. 공시재료 및 산란형질 측정 131) 공시재료 132) 산란형질 조사항목 132. genomic DNA 분리 및 정제 143. PCR-RFLP 151) Primer 제작 152) PCR 증폭 153) 유전자형 분석 164. DNA Targeted sequencing 171) PCR 증폭 172) DNA 염기서열 및 유전자형 분석 185. 통계분석 19Ⅳ. 결 과 201. 한국 재래닭의 산란형질 관측치 202. PCR-RFLP 211) 한국 재래닭 OCX-32 유전자 내 SNP c.494A>C 및 c.267T>G의 유전자형 분석 212) 한국 재래닭 OCX-32 유전자 내 SNP c.494A>C 및 c.267T>G 와 산란형질과의 유의성 분석 223. DNA targeted sequencing 241) 한국 재래닭 OCX-32 유전자 내 21개 SNP의 염기서열 및 유전자형 분석 242) 한국 재래닭 OCX-32 유전자 내 21개 SNP과 산란형질과의 유의성 분석 결과 27Ⅴ. 고 찰 31Ⅵ. 참고문헌 33