We have utilized the PCR-RFLP method to detect the ryanodine receptor(RYR1) gene mutation and to estimate the genotype frequencies of the RYR1 gene in commercial crossbred pig population. The exon region(659bp) including point mutation(C ${\rightarrow}$T; Arg ${\rightarrow}$Cys) in the porcine ryanodine receptor gene, which is a causal mutation for PSS, was amplified by PCR and digested with Cfo I restriction enzyme. The RYR1 gene was classified into three genotypes by agarose gel electrophoresis. The normal homozygous(NN) individuals showed two DNA fragments consisted of 493 and 166bp. The mutant homozygous(nn) individuals showed only one DNA fragment of 659bp. Also, all three fragments(659, 493 and 166bp) were showed in heterozygous(Nn) carrier animals. The proportions of normal, carrier and PSS pigs within crossbred population of pigs were 81%, 15% and 4%, respectively. According to the results of analysis of variance for the association of genotypes of RYR1 of pigs at 30kg, day age at 90kg and average daily gains, the RYR1 nn genotype was very higher than RYR1 NN genotype for day age at 30kg with 5% level of significant difference, but no significant difference for association of any other genotypes with day age at 90kg and average daily gain in crossbred pigs. Therefore, DNA diagnosis by using PCR-RFLP analysis for the PSS gene was useful for large-scale screening of commercial pigs in the swine industry.
Czyzak-Runowska, Grazyna;Wojtczak, Janusz;Lyczynski, Andrzej;Wojtowski, Jacek;Markiewicz-Keszycka, Maria;Stanislawski, Daniel;Babicz, Marek
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제28권3호
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pp.398-404
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2015
The first aim of the study was to compare selected meat quality parameters in porkers without the gene $RYR1^T$ (ryanodine receptor gene). These were porkers slaughtered at 100 to 115 kg and 116 to 130 kg live weight. The second aim of the study was to determine the occurrence frequency of standard-quality meat (red, firm, nonexudative [RFN]) and the occurence frequency of defective meat (pale, soft, exudative [PSE] and acid, soft, exudative [ASE]). The analysis was conducted on the longissimus lumborum muscle in 114 crossbred porkers. The porkers were a cross of Camborough 22 sows and boars from lines 337PIC (Pig Improvement Company), Norsvin Landrace and Pietrain. All of the animals were provided with identical environmental and nutritional conditions. The average weight of the slaughtered animals in the light and heavy groups was 110 kg and 122 kg, respectively. Both groups had the same average post-slaughter meatiness (56.5%). A statistical analysis of selected meat-quality parameters did not show any significant differences between the weight groups. On the other hand, the classification based on carcass quality showed an occurence frequency of defective meat in heavier crossbred porkers (116 to 130 kg) that was three times higher than in those cross bred animals which weighed 100 to 115 kg when slaughtered. In porkers without the gene $RYR1^T$, the defective meat types PSE and ASE occurred with a frequency of 17.54%.
본 연구는 319두의 서로 다른 품종에서 PSE육을 생산하는 PSS 돼지 출현빈도를 조사하였다(Yorkshire 150; Landrace 89 and Duroc 80). PCR-RFLP법을 이용하여 돼지의 모근을 DNA sample로 사용하여, PCR로 증폭된 유전자는 Cfo I 제한 효소로 절단하여 종돈에 존재하는 ryanodine receptor (RYR 1) 돌연변이 유전자의 출현빈도를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 모근에서 추출한 DNA를 주형으로 한 Primary PCR을 수행한 결과 ryanodine receptor 유전자 중 659bp의 증폭산물을 얻었으며, second PCR을 수행한 결과에서는 522 bp의 증폭산물을 얻었다. 이 증폭산물은 porcine ryanodine receptor 유전자의 exon 영역 중 PSS를 유발하는 point mutation(C\longrightarrowT; Arg\longrightarrowCys) 부분을 포함하고 있으므로 Cfo I 제한효소에 의해 분석될 수 있으며, agarose gel 전기영동에 의하여 세 가지의 유전자형으로 분류할 수 있다. 정상 homotype(NN)은 두 개의 DNA band(439, 83bp)로 나타나며, 열성 homotype(nn)은 552 bp의 단일 밴드로 출현한다. 그리고 세 개의 밴드(522, 439 그리고, 83 bp)는 heterotype(Nn)의 잠재성 돼지로 표현된다. Yorkshire종에서는 정상돼지가 98.00%로 나타났으며, hetero 돼지는 2.00% 그리고, PSS돼지는 출현하지 않았다. Landrace 돼지에서는 정상돼지가 87.64%로 나타났으며, hetero 돼지와 PSS패지가 각각 11.24와 1.12%로 나타났으나, Duroc종에서는 정장돼지(NN)만이 출현하였다. 대립 유전자 빈도는 Yorkshire종은 정상 N유전자가 0.990의 비율로 나타났으며, 열성 n 유전자는 0.010의 비율로 출현하였으며, Landrace종에서는 N유전자와 n유전자가 각각 0.933과 0.067의 빈도로 출현하였으며, Duroc종에서는 N 유전자의 빈도가 1.000의 빈도로 나타났으나, n유전자의 빈도는 0.000의 빈도로 나타났다. 3품종 집단 모두에서 Hardy-Weinberg 법칙과 일치하여 유전적 평형을 이루고 있었다.
돼지 골격근 근소포체의 $Ca^{2+}$ 방출통로(calcium - release channel)를 지정하는 ryanodine receptor (RYR1) 유전자의 이상은 악성고열증(malignant hyperthermia, MH)을 유발하고, RYR1 유전자의 점 돌연변이는 돼지 스트레스 증후군(porcine stress syndrome, PSS)과 밀접하게 관련되어 있다. PSS 유전인자 보유 돼지의 90% 이상은 PSE 돈육을 생산하는 것으로 알려져 있어 물퇘지 발생과 생산성 하락으로 경제적 손실을 초래하는 유전적 원인의 PSS 유전자를 검사하여 제거하는 것은 고품질 돼지고기 생산 및 국내 양돈산업의 경쟁력 향상에 매우 중요한 과제라고 할 수 있다. 따라서, 본 연구는 PCR-RFLP 및 PCR-SSCP 기법을 이용하여 PSE 돈육을 생산 하는 PSS 돼지 유전자 진단기술을 개발하고 이를 이용한 국내 종돈 및 교잡 비육돈의 PSS 유전자형 출현빈도를 파악하고자 수행하였다. 돼지 PSS의 원인이 되는 RYR 유전자의 단일염기 돌연변이 (RYR1 C1843T)를 포함하는 DNA 영역을 PCR로 증폭한 후 RFLP 및 SSCP 기법을 이용하여 분석한 결과 동형접합체의 정상 개체(N/N), 이형접합체의 잠재성 개체(N/n)그리고 열성의 돌연변이 유전자를 동형접합체 상태로 갖는 PSS 감수성 개체(n/n)에 각각 특이적인 RFLP 및 SSCP 유전자형이 검출되어 PSS 저항성, 잠재성 및 감수성 개체의 정확한 판별이 가능하였다. 돼지 주요 품종 집단내 PSS유전자형 출현빈도를 조사한 결과 Landrace는 PSS저항성 개체가 57.1%, 잠재성 개체가 35.7%그리고 PSS 감수성 개체의 출현 비율은 7.1%로 분석되었고 L. Yorkshire는 82.5, 15.8 및 1.7%, Duroc은 95.2, 4.8 및 0.0%로 각각 조사되었다. 비육용 교잡돈은 정상 개체가 72.0%, 잠재성 개체가 22.7% 그리고 PSS 감수성 개체는 5.3%였다. 특히, PCR-SSCP 기법을 이용한 RYR1 유전자 돌연변이 검출 방법은 보다 신속 간편하면서도 상대적으로 분석비용이 저렴한 정확성이 높은 PSS 돼지 진단기술로서 대규모 돼지집단 검색이나 RFLP 방법으로 판정이 불확실한 시료의 재검에 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.
The current study was conducted to investigate the relationship between stress related gene and meat quality in pigs. A total number of 212 three-way cross bred (Landrace-$Yorkshire{\times}Duroc$) and 38 Duroc were sampled from the Korean pig industry to determine genotype frequency of porcine stress syndrome (PSS) and heat shock protein 70 kDa (HSP70) genes and their relationship with carcass traits and longissimus meat quality. Screen of HSP70 was performed by the single strand conformation polymorphism (SSCP) technique. Based on the analysis of restriction fragment length polymorphism (RFLP) in ryanodine receptor 1 (RYR1) gene, genetic disorder of PSS was related to a mutation at $18,168^{th}$ (C to T) of exon 17. There was no significant difference in ultimate meat pH and backfat thickness between HSP70 K1-AA type and -BB type in pure Duroc breed. In Landrace-$Yorkshire{\times}Duroc$ (L-$Y{\times}D$) cross bred pig, our results indicated that HSP70 derivate type in Duroc had a limited effect on backfat thickness, but L-$Y{\times}D$ type had a noticeable linkage with HSP70 K1-AA and K3-AB. This tendency was also observed in hot carcass weight where HSP70 K1-AA and K3-AB resulted in heavier weight with 86.3 kg compared to HSP70 K1-AB and K3-BB of 74.3 kg. Results imply that stress related HSP70 genotype has a potential association with backfat thickness and carcass weight.
Halothane 검정에 의한 L(Landrace) 및 Lw (Largewhite)의 halothane 양성돈 출현율은 각각 5.8, 6.6 %로 두 품종간에 큰 차이가 없었으며 음성과 양성돈의 중간반응을 나타내는 의양성돈은 20.5 %의 출현율을 보인 L과 Lw의 13.2 %에 비해 높았으나 음성돈 출현율은 L 및 Lw가 각각 76.1, 80.1 %로 Lw가 약간 높았다. hal-gene 분석결과는 L품종만이 hetro형이 출현하였을 뿐 전 조사 품종에서 halothane 양성돈은 나타나지 않았다. 품종별 pH1은 KNP (Korean Native Pig)가 L, Lw 및 H(Hybrid)에 비해 약간 높았으나 통계적 유의성은 없었다. pHu는 KNP와 H가 Lw 및 L에 비해 유의 (p〈0.05)하게 높았으나 KNP와 H품종사이에는 유의적인 차이가 없었다. NPPC 기준 육색은 L이 Lw 및 KNP에 비해 유의적(p〈0.05)으로 낮았고 H와는 유의차가 없었으며 CIE L*값 또한 같은 경향을 보여 L품종이 다른 품종보다 색깔이 창백한 고기를 생산할 기능성이 큰 것으로 사료되었다. 보수성은 재래종인 KNP가 H에 비해 유의적으로(p〈0.05)으로 높았으며 개량종인 Lw, L 및 H에서는 유의적인 차이가 없었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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