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Molecular Genetic Evaluation of Korean Native Pig Populations Based on Microsatellite Markers

초위성체 표지를 이용한 한국재래돼지 집단의 분자유전학적 고찰

  • 이풍연 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 위미순 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 고응규 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 손준규 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 이승수 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 진현주 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 연성흠 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 유용희 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 조창연 (농촌진흥청 국립축산과학원)
  • Received : 2010.10.01
  • Accepted : 2010.11.04
  • Published : 2011.02.28

Abstract

The study was conducted to select and optimize microsatellite (MS) markers for evaluation of Korean native pig (KNP) populations in order to provide standard for the classification and breed definition of the indigenous breeds. The study also aimed to characterize and classify each KNP populations. A total of 648 pigs from 17 pig populations including six KNP, four Chinese native pig and four commercial pig populations were analyzed with 26 MS markers. KNP populations formed separate cluster from those of Chinese native pig and introduced pig populations. Expected heterozygosity (He) of KNP populations were 0.48~0.55 except two populations with 0.65. Genetic distances between KNP populations were relatively shorter: 0.12-0.34. Among six KNP populations, three showed high genetic uniformity, two showed lower uniformity and one showed high level of impurity and heterozygosity. The results can be used to evaluate and manage animal genetic resources at national scale.

초위성체(MS) 표지를 이용하여 한국재래돼지 집단의 각각의 분자유전학적 특성을 조사하고 그 평가를 통해 한국재래돼지에 대한 품종 및 계통분류의 기초를 마련하고자 본 연구를 수행하였다. 또한, 각 재래돼지 집단 내 및 집단간의 유전적 변이성을 확인하고, 그 분류 및 특성평가를 위한 MS 분석체계를 마련하여 국내 가축 유전자원 관리에 활용하고자 하였다. 국내 관리기관 및 농가에서 보유하고 있는 6개 재래돼지 집단을 중국의 4개 재래돼지 집단 및 외래종 돼지 7개 집단과 함께 분석하였다. 도합 17집단 648두를 대상으로 26개 MS 표지로 분석한 결과, 한국재래돼지 집단은 외래종과 중국재래돼지로부터 분자유전학적으로 별개의 집단으로 확연히 구분되는 것을 확인하였다. 한국재래돼지 집단의 기대이형접합도($H_E$)는 0.65의 값을 보인 두 집단(B, D)을 제외한 나머지에서 0.48~0.55의 수준을 보여 전반적으로 외래종에 비해 낮았다. 한국재래돼지 집단간의 유전거리 또한 0.12~0.34 정도로 비교대상에 비하여 낮았다. 분석대상 한국재래돼지 6집단 중 세 개의 집단은 높은 유전적 균일도를 보였으나, 두 집단에서는 일부 집단의 혼입을, 나머지 하나의 집단에서는 둘 이상의 집단으로부터의 복잡한 혼입이 의심되는 매우 낮은 유전적 균일도를 확인하였다. 본 연구를 통하여 한국재래돼지 집단간의 유전적 차이 및 동질성, 그리고 집단내의 유전적 균일성을 확인하였다. 이러한 결과는 국내유전자원의 고유성을 인정할 수 있는 과학적인 근거로서, 국가수준의 가축유전자원 평가, 관리의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

Keywords

References

  1. Alexander, L. J., Rohrer, G. A. and Beattie, C. W. 1996. Cloning and characterization of 414 polymorphic porcine microsatellites. Animal Genetics 27:137-148. https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.1996.tb00941.x
  2. Cheong, I. C., Oh, S. J., Kim, T. H., Yoon, D. H., Park, E. W., Chung, H. Y., Choi, B. H., Lee, J. W., Cho, Y. M., Chung, H. W., Lee, H. K. and Choi, Y. H.. 2003. Genetic Mapping of QTL for Major Economical Genes in Pig. Final Report. Ministry of Agriculture and Forestry - Special Grants Research Program
  3. Falush, D., Stephens, M. and Pritchard, J. K. 2003. Inference of Population Structure Using Multilocus Genotype Data: Linked Loci and Correlated Allele Frequencies. Genetics 164:1567-1587.
  4. Felsenstein, J. 1993. PHYLIP (Phylogeny Inference Package) Version 3.5c.
  5. Han, S. H., Shin, K. Y., Lee, S. S., Ko, M. S., Jeong, D. K., Jeon, J. T. and Cho, I. C. 2008. Effects of ADCYP1R1, FABP3, FABP4, MC4R, MYL2 Genotypes on Growth Traits in $F_2$ Population Between Landrace and Jeju Native Black Pig. J Anim Sci Tech 52: 621-632.
  6. ISAG/FAO, 2004. Guidelines for Development of National Farm Animal Genetics Resources Management Plans. Measurement of Domestic Animal Diversity (MoDAD): Recommended Microsat- ellite Markers Recommendations of joint ISAG/FAO Standing Committee.
  7. Kim, M. J., Li, G. H., Oh, J. D., Cho, K. H., Jeon, G. J., Choi, B. H., Lee, J. H., Hong, Y. S., Kong, H. S. and Lee, H. K. 2007. Characterization of a Korean Traditional Porcine Breed Using Microsatellite Markers and the Establishment of an Individual Identification System. Korean J. Food Sci. Anim. Resour. 27: 150-156 https://doi.org/10.5851/kosfa.2007.27.2.150
  8. Kim, S. W., Li, X., Lee, Y. M., Kim, J. J., Kim, T. H., Choi, B. H. and Kim, K. S., 2010. Development of SNP Markers for Domestic Pork Traceability. J Anim Sci Tech 52: 91-96. https://doi.org/10.5187/JAST.2010.52.2.091
  9. Lee, P., Cho, C. Y., Ko, Y. G., Kim, S. W., Yeon, S. H., Moon, S. S., Jung, D. W., Wee, M. S., Choi, S. H. and Yoo, Y. H. Maternal Molecular Genetic Characterization of Korean Native Pigs. Proceedings of 2010 Annual Congress of KSAST. PA10057 p.67.
  10. Lopez-Corrales, N. L., Beattie, C. W. and Rohrer, G. A. 1999. Cytogenetic assignment of 53 microsatellites from the USDAMARC porcine genetic map. Cytogenet Cell Genet 84:140-144. https://doi.org/10.1159/000015241
  11. Miller, S. A., Dykes, D. D. and Polesky, H. F. 1988. A simple salting out procedure for extracting DNA from human nucleated cells. Nucl. Acids Res. 16:-1215. https://doi.org/10.1093/nar/16.3.1215
  12. AGRP. 1998. Primers from U.S. Pig Genome Coordination Project.
  13. Nei, M. 1973. Analysis of Gene Diversity in Subdivided Populations. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 70:3321-3323. https://doi.org/10.1073/pnas.70.12.3321
  14. NOta, T. 1993. DISPAN: Genetic Distance And Phylogenetic Analysis. Pennsylvania State University.
  15. Park, S. D. E. 2001. Trypanotolerance in West African Cattle and the Population Genetic Effects of Selection [Ph.D. thesis]. University of Dublin.
  16. J. K., Stephens, M. and Donnelly, P. 2000. Inference of Population Structure Using Multilocus Genotype Data. Genetics 155: 945-959. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2007.01758.x
  17. Rohrer, G. A., Alexander, L. J., Hu, Z., Smith, T. P., Keele, J. W. and Beattie, C. W. 1996. A comprehensive map of the porcine genome. Genome Research 6:371-391. https://doi.org/10.1101/gr.6.5.371
  18. Rohrer, G. A., Alexander, L. J., Keele, J. W., Smith, T. P. and Beattie, C. W. 1994. A Microsatellite Linkage Map of the Porcine Genome. Genetics 136:231-245.
  19. Roslin Bioinformatics Group, ArkDB database system. The Roslin Institute.
  20. Ruyter, D., Verstege, A. J. M., van der Poel, J. J. and Groenen, M. A. M. 1994. Five porcine polymorphic microsatellite markers. Animal Genetics 25:53-53
  21. Saitou, N. and Nei, M. 1987. The neighbor‐joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol Biol Evol 4: 406-425. https://doi.org/10.1093/molbev/msl072
  22. Vignal, A., Milan, D., SanCristobal, M. and Eggen, A. 2002. A review on SNP and other types of molecular markers and their use in animal genetics. Genetics Selection Evolution 34:275-305. https://doi.org/10.1186/1297-9686-34-3-275
  23. Yerle, M., Lahbib-Mansais, Y., Mellink, C., Goureau, A., Pinton, P., Echard, G., Gellin, J., Zijlstra, C., Haan, N., Bosma, A. A., Chowdhary, B., Gu, F., Gustavsson, I., Thomsen, P. D., Christensen, K., Rettenberger, G., Hameister, H., Schmittz, A., Chaput, B. and Frelat, G. 1995. The PiGMaP consortium cytogenetic map of the domestic pig (Sus scrofa domestica). Mammalian Genome 6:176-186. https://doi.org/10.1007/BF00293009
  24. Yerle, M., Lahbib-Mansais, Y., Pinton, P., Robic, A., Goureau, A., Milan, D. and Gellin, J. 1997. The cytogenetic map of the domestic pig (Sus scrofa domestica). Mammalian Genome 8:592-607. https://doi.org/10.1007/s003359900512
  25. Yoon, D. H., Kong, H. S., Oh, J. D., Lee, J. H., Cho, B. W., Kim, J. D., Jeon, K. J., Jo, C. Y., G., Jeon, J. and Lee, H. K. 2005. Establishment of an Individual Identification System Based on Microsatellite Polymorphisms in Korean Cattle (Hanwoo). AsianAust. J. Anim. Sci. 18:762-766. https://doi.org/10.5713/ajas.2005.762
  26. Jin, H. J. 2007. Molecular Genetic Characterization and Utilization of Native Pigs. Symposium on the Utilization of Native Pigs.

Cited by

  1. Whole-genome resequencing analyses of five pig breeds, including Korean wild and native, and three European origin breeds vol.22, pp.4, 2015, https://doi.org/10.1093/dnares/dsv011