DOI QR코드

DOI QR Code

Genetic Relationship between Populations and Analysis of Genetic Structure in Hanwoo Proven and Regional Area Populations

한우 종모우와 지역별 한우 집단의 유연관계와 유전적 구조 분석

  • Oh, Jae-Don (Poulrty Science Division, National Institute of Animal Science, RDA) ;
  • Jeon, Gwang-Joo (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Lee, Hak-Kyo (Genomic Informatics Center, Hankyong National University) ;
  • Cho, Byung-Wook (School of Bio-Resources and PNU-special Animal Biotechnology Center, Pusan National University) ;
  • Lee, Mi-Rang (School of Bio-Resources and PNU-special Animal Biotechnology Center, Pusan National University) ;
  • Kon, Hong-Sik (Genomic Informatics Center, Hankyong National University)
  • 오재돈 (농촌진흥청 축산과학원 가금과) ;
  • 전광주 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 이학교 (한경대학교 유전정보연구소) ;
  • 조병욱 (부산대학교 생명자원과학대학 동물생명/동물곤충특성화사업단) ;
  • 이미랑 (부산대학교 생명자원과학대학 동물생명/동물곤충특성화사업단) ;
  • 공홍식 (한경대학교 유전정보연구소)
  • Published : 2008.10.30

Abstract

Seven populations of 586 Hanwoo have been characterized by using 10 microsatellite DNA markers. Size of microsatellite markers decided using GeneMapper Software (v.4.0) after analyze in kinds of ABI machine of name of 3130. Frequencies of microsatellites markers were used to estimate heterozygosities and genetic distances. Genetic distancesbetween populations were obtained using Ne's DA distance method. Expected heterozygosity between each population was estimated very analogously. Genetic distances (0.0413) between Kangwan (KW) and Gyonggi (GG), Jeonpuk (JP) were nearest than distances between other populations by 0.021. Genetic distances between Gyonggi (GG) and Kyongpuk (KP) showed far distance than other populations by 0.032. In the UPGMA tree that is made based on DA distance matrix. Each individuals were not ramified to different group and were spread evenly in phylogenetic dendrogram about all Hanwoo of each regional area populations. But Hanwoo proven population was ramified to different group.

본 연구는 10개의 Microsatellite를 이용하여 국내 한우집 단 586두(경기: 100, 전남: 100, 전북: 100, 경남: 100, 경북:86, 강원: 100)와 보증종모우 집단(39두)간의 유전적 거리추정 및 계통지도의 작성을 통해 보증종모우 집단과 지역별 한우집단의 유전적 특성과 유연관계 분석을 실시하였다. 10개의 MS marker의 분석 결과 기대이형접합도의 경우 경남지역에서 가장 높은 0.780을 나타내었으며 종모우 집단에서 가장 낮은 0.760을 나타내었다. 관측된 이형접합도의 경우 종모우 집단에서 가장 높은 0.818을 나타내었으며 경북지역에서 가장 낮은 0.721을 나타내었다. 검출된 대립유전자의 수에서는 것으로 확인 되었다. 종모우 집단은 가장 높은 관측이형접합도를 나타냈음에도 불구하고 가장 낮은 대립유전자의 수를나타내고 음을 확인하였다. 7개의 집단 간의 유전적 유연관계 분석한 결과 강원도 집단의 한우와 경기, 경북의 유전적 거리가 각 0.021로 가장 가까운 것으로 확인 되었으며 경기와 경북 간의 유전적 거리는 0.032인 것으로 가장 먼 것으로 확인 되었다. 또한 경북은 전남과도 0.032의 먼 유전적 거리를 나타내고 있음을 확인하였다. 종모우 집단의 경우 각 지역별 집단 간의 유전적 거리에 비해 상당히 큰 차이의 유전적 거리를 나타내고 있는데 이는 각 지역별 암소집단에 소수의 종모우를 이용해 계획 교배를 실시하고 있어 나타난 것으로 사료된다. 각 개체들 간의 유전적 거리에 대한 추정값을 계산하여 개체별 분지도를 작성한 결과 같은 지역 내의몇몇 개체들이 그룹을 이루어 존재하기는 하지만 일반적으로 넓게 분포되어 있어 각 지역별로 그룹을 이루어 존재하고 있다고 보기엔 어려움이 있음을 확인 하였다. 반면 종모우 집단의 경우 크게 두개의 그룹을 이루어 분지도 내에 분포하고 있음을 확인 할 수 있었다. 따라서 종모우의 유전적 배경이 상당히 좁게 나타나고 있음을 확인 할 수 있었으며 이러한 결과로 인해 국내의 유전자원의 다양성이 작아질 수도 있을 것으로 추정된다. 따라서 국내 유전자원의 다양성 보존을 위해 종모우의 선발 및 사업 추진에 있어 대책을 마련하기 위한 고찰이 진행되어질 필요가 있는 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. Arranz, J. J., Y. Bayon and F. San Primitivo. 1996. Comparison of protein markers and microsatellites in differentiation of cattle populations. Anim. Genet. 27, 415-419. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1996.tb00508.x
  2. Barker, J. S. F., S. G. Tan, O. S. Selvaraj and T. K. Mukherjee. 1997. Genetic variation within and relationships among populations of Asian water buffalo (Bubalus bubalis). Anim. Genet. 28, 1-13. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1997.00036.x
  3. Bjornstad, G., N. O. Nilsen and K. H. Roed. 2003. Genetic relationship between Mongolian and Norwegian horses ? Anim. Genet. 34, 55-58. https://doi.org/10.1046/j.1365-2052.2003.00922.x
  4. Blott, S. C., J. L. Williams and C. S. Haley. 1999. Discriminating among cattle breeds using genetic markers. Heredity. 82, 613-619. https://doi.org/10.1046/j.1365-2540.1999.00521.x
  5. Botstein, D., R. L. White, M. Skolnick and R. W. Davis. 1980. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms. Am J. Hum. Genet. 32, 314-331.
  6. Chung, E. R., W. T. Kim, Y. S. Kim and S. K. Han. 2001. Genetic diversity and parentage testing of Korean cattle using VNTR markers. J. Anim. Sci. 43, 35-44.
  7. Chung, E. R., W. T. Kim, Y. S. Kim and S. K. Han. 2000. DNA fingerprinting of Korean cattle using AFLP markers. J. Anim. Sci. 42, 35-44.
  8. Han, S. K., E. Y. Chung, K. S. Yang and Y. C. Shin. 1991. Studies on the genetic polymorphisms of milk proteins for the genetic improvement of Korean native cattle. Korean J. Anim. Sci. 33, 111-120.
  9. Han, S. K., H. S. Yoon, E. Y. Chung, Y. C. Shin and H. D. Byun. 1995. Studies on serum and red cell protein polymorphisms for conservation of Korean native cattle. Korean J. Anim. Sci. 37, 43-51.
  10. Kim, K. S., J. H. Eum and C. B. Choi. 2001. Genetic diversity of Korean cattle using microsatellite analysis. J. Anim. Sci. 43, 599-608.
  11. Lee, C. and E. J. Pollak. 2002. Genetic antagonism between body weight and milk production in beef cattle. J. Anim. Sci. 80, 316-321. https://doi.org/10.2527/2002.802316x
  12. Li, K., Y. Chen, C. Moran, B. Fan, S. Zhao and Z. Peng. 2000. Analysis of diversity and genetic relationships between four Chinese indigenous pig breeds and one Australian commercial pig breed. Anim. Genet. 31, 322-325. https://doi.org/10.1046/j.1365-2052.2000.00649.x
  13. Martin-Burriel, I., E. Garcia-Muro and P. Zaragoza. 1999. Genetic diversity analysis of six Spanish native cattle breeds using microsatellites. Anim. Genet. 30, 177-182. https://doi.org/10.1046/j.1365-2052.1999.00437.x
  14. Mannen, H., S. Tsuji, F. Mukai, N. Goto and S. Ohtagaki. 1993. Genetic similarity using DNA fingerprinting in cattle to determine relationship coefficient. J Hered. May-Jun. 84, 166-169. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.jhered.a111310
  15. Nei, M., F. Taima and Y. Tateno. 1983. Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular data. J. Mol. Evol. 19, 153-170. https://doi.org/10.1007/BF02300753
  16. Ota, T. 1993. DINPAN. Pennsylvania State University, PA. USA.
  17. Park, S. D. E. 2000. Microsatellite Toolkit For MS Excel 97 or 2000. (in personnel communication).
  18. Peelman, L, J., F. Mortiaux, A. Van Zeveren, A. Dansercoer, G. Mommens, F. Coopman, Y. Bouquet, A. Burny, R. Renaville and D. Portetelle. 1998. Evaluation of the genetic variability of 23 bovine microsatellite markers in four Belgian cattle breeds. Anim Genet. Jun. 29, 161-167. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1998.00280.x
  19. Saitou, N. and M. Nei. 1987. The neighborjoining method: A new method for reconstruction phylogenetic tree. Mol. Biol. 4, 406-425.
  20. Shin, H. D., D. H. Lee, I. S. Yang and U. I. Shin. 1993. Studies on genetic distance between regional groups of Korean native cattle by blood protein polymorphisms. Korean J. Anim. Sci. 35, 347-353.
  21. Shin, W. J., X. J. Shen, Z. Y. Zheng, J. W. Kim, J. H. Lee and J. S. Yeo. 1999. Genetic characteristics for Hanwoo, Yanbian yellow cattle and Wagyu using DNA markers. Korean J. Anim. Sci. 41, 405-410.
  22. Sneath, P. H. A. and R. R. Sokal. 1973. Numerical Taxonomy. Freeman, San Francisco.
  23. Yoon, D. H. 2002. Molecular genetic diversity and development of genetic markers in association with meat quality for Hanwoo (Korean Cattle). Graduate School, Korea Univ.