MS marker를 이용하여 닭의 유전적 다양성을 분석하였고 대립유전자 빈도 산출을 통해 유전적 거리를 조사했다. 또한 MS marker에 대한 유전자형 분석을 통해 대립유전자수와 이형질성 그리고 PIC값을 제시하였고 토종닭 순계집단과 실용계집단의 유연관계가 가깝다는것과 누적품종식별력 계산을 통해 높은 확률로 개체의 품종을 구분할 수 있다는 것을 알아냈다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <p>본 연구는 토종닭 순계(적갈계통: R, 황갈계통: Y), 토종 닭 실용계(C)와 오골계(O) 및 외래품종(Hy-Line Brown: H, White Leghorn: W)을 대상으로 13종의 MS marker을 활용하여 집단 및 품종간의 유전적 다양성을 분석하였다. 공시재료를 대상으로 각각의 MS marker의 유전자형을 분석하여 전체 집단의 PIC (polymorphism information content: PIC)와 관측된 이형질성(Observed Heterozygosity: Ob H) 및 기대되는 이형질성(Expected Heterozygosity: Ex H)를 계산하여 Table 2에 제시하였다. 결과에 따르면 분석된 MS marker들은 보유한 대립유전자의 수가 3-20개로 다양하게 보유하고 있음을 확인하였다. 13종의 MS marker내에서 총 120개의 대립유전자를 확인하였으며 평균 9.2개의 대립유전자를 보유한 것으로 나타났다. 그러나 ADL0309의 경우 3개의 대립유전자를 보유한 것으로 나타나 전체 MS marker중 가장 적은 수의 대립유전자를 보유한 반면 비교적 높은 이형질성(0.655)을 나타냈으며, LEI0192의 경우 가장 많은 20개의 대립유전자를 보유한 것으로 확인되었다. 관측된 이형질성의 경우 전체평균은 0.63으로 계산되었으며 ADL279는 가장 낮은 이형질성을 가진 것으로 나타났는데 반면 PIC의 값은 0.726으로 상당히 높은 것으로 확인되었다. 이는 보유한 12개의 대립유전자들의 유전자형 이형접합체의 수는 적어도 다양한 동형접합체들이 존재하고 있어 기인한 현상으로 확인되었다. 또한 ADL190은 0.754의 가장 높은 관측된 이형질성을 나타냈으며 8개의 대립유전자를 보유하고 있는 것으로 확인되었다. 기대되는 이형질성과 PIC의 평균값은 각각 0.72와 0.678로 확인되었다. MCW322는 4개의 대립유전자를 보유하고 있으며 관측된 이형질성과 PIC 모두에서 가장 낮은 수치가 확인되었다(각각 0.491, 0.533). 반면 MCW120은 12개의 대립유전자를 보유하고 있으며 가장 높은 관측된 이형질성과 PIC 값(각각 0.713와 0.84)을 나타내고 있었다.</p> <p>Table 3은 각 집단 및 품종에 대한 13종의 MS marker의 유전자형을 분석하여 보유한 평균대립유전자수와 관측된 이형질성(Ob H) 및 기대되는 이형질성 (Ex H)의 평균값을 제시하였다. 분석결과 가장 많은 평균대립유전자를 보유한 집단은 토종닭 실용계 집단이 5.9로 확인 되었으며 기대되는 이형질성이 0.629로 비교적 높게 나타났다. 이는 토종닭 순계집단을 이용한 3원 교잡을 통해 실용계집단을 생산하는 과정에서 기인한 것으로 추정된다. 관측된 이형질성의 경우는 하이라인브라운종(H)에서 0.6으로 가장 높은 것으로 확인되었다. 반면 화이트레그혼종(L)의 경우 관측된 이형질성이 0.409로 가장 낮게 나타났다. 같은 외래 품종간 이들의 차이는 국내에 최초 수입되어 계대를 유지해 오면서 국내에서 토착화 과정을 거친 토착화 품종인 화이트 레그혼종과 매년 12천수의 원종계를 수입하여 종계를 생산하여 농가에 보급이 되고 있는 하이라인브라운종(http://www.Poultryegg.co.kr)간의 사육 환경 및 목적이 반영된 유전적 특성의 차이에서 기인한 것으로 추정된다.</p> <p>6개의 집단 및 품종간의 유전적 유연관계를 알아보기 위해 각 MS marker별 대립유전자의 빈도를 산출하여 이를 근거로 집단간의 보정을 통한 Nei 등의 방법을 이용하는 DISPAN program을 활용하여 유전적 거리에 대한 추정하여 Table 4에 제시하였다. 분석된 결과에 따르면 토종닭 실용계집단(C)의 경우 토종닭 순계 황갈계통집단(Y)과의 유전적 거리가 0.119로 가장 가깝게 나타났으며 토종닭 순계 적갈계통집단(R)과도 0.126으로 매우 가까운 것으로 확인 되어 토종닭 순계집단(R과 Y)과 실용계집단(C)은 서로간에 가까운 유전적 거리를 유지하고 있는 것으로 확인되었다. 하이라인 브라운(H)은 C집단과의 유전적 거리가 0.170으로 확인되어 화이트 레그혼종(W)과 C집단간의 0.186보다 가까운 것으로 확인 되었다. 이렇게 분석된 genetic matrix (Table 4)를 근거로 하여 NJ (Neighbor-Joining)의 clustering 방법을 이용하여 Fig. 1에 집단 간의 유전적 거리에 대한 분지도를 작성하여 제시하였다.</p> <p>Table 5는 각 집단 및 품종 별 각각의 MS marker에 대한 유전자형을 분석하여 보유한 대립유전자수와 이형질성\( (\mathrm{h}_{\mathrm{i}})\) 그리고 PIC값을 제시하였고, 각 MS marker별 품종간의 이형접합률을 이용하여 각 개체들의 집단 내에서 품종을 식별 할 수 있는 확률인 누적품종식별력(CPD)값을 계산한 결과 분석된 13종의 MS marker를 이용하여 개체의 품종을 구분할 수 있는 확률이 \( 99.461 \% \)로 나타났다. 이는 재래돼지 집단에서 10종의 MS marker를 활용할 경우 최고 \( 96.40 \% \)까지 누적 품종 식별력을 보인다는 결과를 제시한 Fan 등의 결과보다 다소 높은 수치를 보였으며, 가금 집단 내에 9~11종의 MS marker를 통한 누적품종식별력이 98.75로 나타낸 것과 비교하여 다소 높게 추정되었다. 또한 국내의 한우집단과 육우집단을 대상으로 16종의 MS marker를 활용하여 \( 99.06 \% \)의 누적품종 식별력을 확인한 김 등의 결과 보다 다소 높은 것으로 확인되었다. 이는 분석에 활용된 토종닭 순계의 경우 긴 시간에 걸쳐 순수화 복원 사업을 통해 그 유전적 특성이 고정화되었으며 이러한 순계집단을 이용하여 토종닭 실용계집단을 생산하였기 때문에 다른 품종들과의 유전적 차별성이 나타난 것에 기인하는 것으로 추정된다. 토종닭 실용계집단의 경우 보유하고 있는 평균 대립유전자의 수가 다른 집단 또는 품종들에 비해 다양한 것으로 확인 되었으며 이 역시 3원 교배를 통해 실용계를 생산한 것에 기인하는 것으로 사료된다. 따라서 토종닭의 진위 여부를 판별하기 위해 본 연구결과에서 제시한 13종의 MS marker를 활용 할 경우 누적품종식별확률은 \( 99.461 \% \)로 확인되었으며 차후 국내 토종닭 산업에 활용하기 위해서는 시중에 유통되고 있는 더 많은 품종들을 대상으로 연구를 진행하여 그 오차 범위를 최대한 줄일 수 있도록 하는 것이 무엇보다 중요할 것으로 사료되어 진다.</p> <h1>초록 : 토종닭 순계와 실용계의 유전적 특성 및 품종식별력 분석</h1> <p>본 연구는 토종닭 순계(적갈계통, 황갈계통), 토종닭 실용계와 오골계 및 외래품종(Hy-Line Brown: HB, White Leghorn: WL)을 대상으로 13종의 MS marker (ADL0309, ADL181, ADL190, ADL279, LEI0073, LEI0192, MCW083, MCW120, MCW153, MCW214, MCW217, MCW226, MCW322)을 활용하여 집단 및 품종간의 유전적 다양성을 분석 하였다. 13종의 MS marker 내에서 총 120개의 대립유전자를 확인 하였으며 평균 9.2개의 대립유전자를 보유한 것으로 나타났다. 관측된 이형질성, 기대되는 이형질성 및 PIC의 평균값은 각각 0.63, 0.72 그리고 0.678로 확인되었다. 가장 많은 평균대립유전자를 보유한 집단은 토종닭 실용계집단이 5.9로 확인 되었으며 기대되는 이형질성이 0.629로 비교적 높게 나타났다. 이는 토종닭 순계 집단을 이용한 3원 교잡을 통해 실용계집단을 생산하는 과정에서 기인한 것으로 추정된다. 집단 및 품종간의 유전적 유연관계를 분석한 결과 토종닭 순계집단(R, Y)과 실용계집단(C)은 서로간에 가까운 유전적 거리를 유지하고 있는 것으로 확인되었다. 각 MS marker별 품종간의 이형접합률을 이용하여 각 개체들의 집단 내에서 품종을 식별 할 수 있는 확률인 누적품종식별력(CPD)값을 계산한 결과 13종의 MS marker를 이용하여 개체의 품종을 구분할 수 있는 확률이 \( 99.461 \% \)로 나타났다.</p>