Study on the Analysis of β-lactoglobulin and κ-casein Genotypes of Cattle using Polymerase Chain Reaction

PCR 기법을 이용한 축우의 β-lactoglobulin 및 κ-casein 유전자형 분석에 관한 연구

This study was performed to offer the basic and applicable data for improvement of Korean cattle and dairy cattle, according to finding the genetic construction obtained from analysis of genetic polymorphisms of ${\beta}$-lactoglobulin and ${\kappa}$-casein loci related Korean cattle and Holstein cows using PCR-RFLP. Genomic DNA used in this study was prepared from the blood of 253 individuals of Korean cattle in Korean Native Cattle Improvement Center, NLCF, and the blood of 113 individuals of Holstein cows in National Livestock Research Institute. The results obtained are summarized as follows : 1. This study confirmed amplified products of 530bp and 262bp fragments obtained from the amplification of ${\beta}$-lactoglobulin and ${\kappa}$-casein loci in Korean cattle and Holstein breed by PCR. 2. The ${\beta}$-lactoglobulin AA genotype showed 153bp and 109bp fragments, and ${\beta}$-lactoglobulin AB genotype showed 153bp, 109bp, 79bp and 74bp fragments, and BB genotype showed 109bp, 79bp and 74bp fragments in amplified products of ${\beta}$-lactoglobulin loci with the restricted enzyme digestion of Hae III. 3. The ${\kappa}$-casein AA genotype showed a 530bp fragment, and ${\kappa}$-casein AB genotype showed 530bp, 344bp and 186bp fragments, and BB genotype showed 344bp and 186bp fragments in amplified products of ${\kappa}$-casein loci with the restricted enzyme digestion of Taq I. 4. On ${\beta}$-lactoglobulin genotypes and gene frequencies, Korean cattle were 6.72%, 26.09% and 67.19% for AA, AB and BB genotypes, and ${\beta}$-lactoglobulin A and B alleles were 0.197 and 0.803, and Holstein were 35.40%, 56.64% and 7.96% for AA, AB and BB genotypes, and ${\beta}$-lactoglobulin A and B alleles were 0.637 and 0.363, respectively. 5. On ${\kappa}$-casein genotypes and gene frequencies, Korean cattle were 46.25%, 39.13% and 14.62% for AA, AB and BB genotypes, and ${\kappa}$-casein A and B alleles were 0.658 and 0.342, and Holstein were 60.18% and 38.94% and 0.88% for AA, AB and BB genotypes, and ${\kappa}$-casein A and B alleles were 0.796 and 0.204, respectively. 6. As a consequence, the gene frequency was 0.197 and 0.803 for ${\beta}$-lactoglobulin A and B alleles, and 0.658 and 0.342 for ${\kappa}$-casein A and B alleles in Korea cattle, but was 0.637 and 0.363 for ${\beta}$-lactoglobulin A and B alleles, and 0.796 and 0.204 for ${\kappa}$-casein A and B alleles in Holstein, respectively.

본 연구는 축협중앙회 한우개량부에서 사육 중인 한우 암소 253두와 축산기술연구소에서 사육 중인 Holstein 113두의 혈액으로 부터 genomic DNA를 추출하고, PCR-RFLP기법에 의해 ${\beta}$-lactoglobulin과 ${\kappa}$-casein 유전자좌위의 유전적 다형을 분석하여 한우와 유우 집단에 대한 이들 유전자의 유전적 구조를 분석함으로써 한우와 유우 개량을 위한 기초 및 응용자료를 제공하고자 실시하였던 바 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 한우와 Holstein종의 genomic DNA로 부터 PCR기법을 이용하여 ${\beta}$-lactoglobulin 과 ${\kappa}$-casem의 유전자좌를 증폭한 결과 각각 530bp와 262bp의 단편이 증폭되었음을 확인하였다. 2. ${\beta}$-lactoglobulin 증폭 산물에 대한 Hae III 제한효소의 처리결과, ${\beta}$-lactoglobulin AA형은 153bp와 109bp의 단편을, AB형은 153bp, 109bp, 79bp 및 74bp의 단편을, 그리고 BB형은 109bp, 79bp 및 74bp의 단편을 나타내었다. 3. ${\kappa}$-casein 유전자좌의 증폭산물에 대한 Taq I의 제한효소 처리결과, ${\kappa}$-casein AA형은 530bp의 단편을, AB형은 530bp, 344bp 및 186b의 단편을, 그리고 BB형은 344bp 및 186mp의 단편을 나타내었다. 4. ${\beta}$-lactoglobulin의 유전자형 및 유전자 빈도에 있어서, 한우의 ${\beta}$-lactoglobulin AA, AB 및 BB 유전자형 의 빈도는 각각 6.72, 26.09 및 67.19%이었으며, ${\beta}$-lactoglobulin A 및 B 유전자 빈도는 각각 0.197 및 0.803이었고, Holstein종의 ${\beta}$-lactoglobulin AA, AB 및 BB 유전자형 빈도는 각각 35.40, 56.64 및 7.96%이었으며, ${\beta}$-lactoglobulin A 및 B 유전자 빈도는 각각 0.637 및 0.363이었다. 5. ${\kappa}$-casein의 유전자형 및 유전자 빈도에 있어서, 한우의 ${\kappa}$-casein AA, AB 및 BB 유전자형의 빈도는 각각 46.25, 39.13 및 14.62%이었으며, K-casein A 및 B 유전자 빈도는 각각 0.658 및 0.342이었고, Holstein종의 ${\kappa}$-casein AA, AB 및 BB유전자형 빈도는 각각 60.18, 38.94 및 0.88%이었고, ${\kappa}$-casein A 및 B 유전자 빈도는 각각 0.796 및 0.204 이었다. 6. 이상의 결과로써 ${\beta}$-lactoglobulin과 ${\kappa}$-casein의 유전자 빈도는 한우에서 ${\beta}$-lactoglobulin A 및 B 대립 유전자 빈도는 각각 0.197 및 0.803이었고 ${\kappa}$-casein A 및 B 대립유전자 빈도는 각각 0.658 및 0.342이었다. 그러나 Holstein 종에서는 ${\beta}$-lactoglobulin A 및 B 대립 유전자 빈도는 0.637 및 0.363이었고, ${\kappa}$-casein A 및 B 대립유전자 빈도는 각각 0.796 및 0.204이었다.