• 한국초지조사료학회지
• /
• 제43권3호
• /
• pp.168-176
• /
• 2023

Silicon (Si) has the potential to improve plant growth and stress tolerance. The study aimed to explore Si-involving plant responses and molecular characterization of different Si-responsive genes in alfalfa. In this study, the exogenous supplementation of Si enhanced plant growth, and biomass yield. Si-acquisition in alfalfa root and shoot was higher in Si-supplemented compared to silicon deficient (-Si) plants, implying Si-acquisition has beneficial on alfalfa plants. As a consequence, the quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) was significantly increased in silicon-sufficient (+Si) plants. The quantitative gene expression analysis exhibited a significant upregulation of the Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes in alfalfa roots, while BOR1, BOR4, NIP2, and NIP3 showed no significant variation in their expression. The MEME results further noticed the association of four motifs related to the major intrinsic protein (MIP). The interaction analysis revealed that NIP5;1 and Lsi1 showed a shared gene network with NIP2, BOR1, and BOR4, and Lsi2, Lsi3 and NIP3-1, respectively. These results suggest that members of the major intrinsic proteins (MIPs) family especially Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes helped to pass water and other neutral solutes through the cell membrane and those played significant roles in Si uptake and transport in plants. Together, these insights might be useful for alfalfa breeding and genome editing approaches for alfalfa improvement.

• 한국동물생명공학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.158-166
• /
• 2023

Background: Copy number variation (CNV) can be identified using next-generation sequencing and microarray technologies, the research on the analysis of its association with meat traits in livestock breeding has significantly increased in recent years. Hanwoo is an inherent species raised in the Republic of Korea. It is now considered one of the most economically important species and a major food source mainly used for meat (Hanwoo beef). Methods: In this study, CNVs and the relationship between the obtained CNV regions (CNVRs) can be identified in the Hanwoo steer samples (n = 473) using Illumina Hanwoo SNP 50K bead chip and bioinformatic tools, which were used to locate the required data and meat traits were investigated. The PennCNV software was used for the identification of CNVs, followed by the use of the CNV Ruler software for locating the different CNVRs. Furthermore, bioinformatics analysis was performed. Results: We found a total of 2,575 autosomal CNVs (933 losses, 1,642 gains) and 416 CNVRs (289 gains, 111 losses, and 16 mixed), which were established with ranged in size from 2,183 bp to 983,333 bp and 10,004 bp to 381,836 bp, respectively. Upon analyzing the restriction of minor alleles frequency > 0.05 for meat traits association, 6 CNVRs in the carcass weight, 2 CNVRs in the marbling score, 3 CNVRs in the backfat thickness, and 2 CNVRs in the longissimus muscle area were related to the meat traits. In addition, we identified an overlap of 347 CNVRs. Moreover, 3 CNVRs were determined to have a gene that affects meat quality. Conclusions: Our results confirmed the relationship between Hanwoo CNVR and meat traits, and the possibility of overlapping candidate genes, annotations, and quantitative trait loci that results depended on to contribute to the greater understanding of CNVs in Hanwoo and its role in genetic variation among cattle livestock.

• Animal Bioscience
• /
• 제37권8호
• /
• pp.1355-1366
• /
• 2024

Objective: The analysis of runs of homozygosity (ROH) has been applied to assess the level of inbreeding and identify selection signatures in various livestock species. The objectives of this study were to characterize the ROH pattern, estimate the rate of inbreeding, and identify signatures of selection in the red-brown Korean native chickens. Methods: The Illumina 60K single nucleotide polymorphism chip data of 651 chickens was used in the analysis. Runs of homozygosity were analysed using the PLINK v1.9 software. Inbreeding coefficients were estimated using the GCTA software and their correlations were examined. Genomic regions with high levels of ROH were explored to identify selection signatures. Results: A total of 32,176 ROH segments were detected in this study. The majority of the ROH segments were shorter than 4 Mb. The average ROH inbreeding coefficients (F_ROH) varied with the length of ROH segments. The means of inbreeding coefficients calculated from different methods were also variable. The correlations between different inbreeding coefficients were positive and highly variable (r = 0.18-1). Five ROH islands harbouring important quantitative trait loci were identified. Conclusion: This study assessed the level of inbreeding and patterns of homozygosity in Red-brown native Korean chickens. The results of this study suggest that the level of recent inbreeding is low which indicates substantial progress in the conservation of red-brown Korean native chickens. Additionally, Candidate genomic regions associated with important production traits were detected in homozygous regions.

• 생명과학회지
• /
• 제20권8호
• /
• pp.1186-1192
• /
• 2010

콩은 세계 유지작물시장에서 48%을 차지하는 중요한 작물이다. 콩 종실의 크기와 기름함량의 양적 및 질적 개선이 콩 육종에 있어서 가장 중요한 목적중의 하나이다. 이 연구의 목적은 종실의 크기와 지방산조성을 조절하는 양적 형질 유전자좌를 밝히는 것이다. 큰올콩과 익산10호의 교배로부터 F2:10 세대의 재조합자식계통 115계통을 이용하였다. 협의 유전력 검정에서는 백립중이 0.72, 포화지방산(팔미트산 + 스테아릭산)이 0.60, 올레익산이 0.83과 리놀레익산이 0.77 및 리놀렌산이 0.81을 나타내었다. 백립중과 연관된 양적형질유전자좌는 염색체 1번, 3번, 8번, 9번과 16번 및 17번에 7개로 나타났다. 포화지방산은 염색체 17번과 19번에 2개의 독립된 양적 형질 유전자좌가 연관되어 있었다. 올레익산 함량에 대해서는 다섯 개의 독립적인 양적 형질 유전자좌가 염색체 7번, 11번, 14번과 16번 및 19번에서 확인하였다. 리놀레익산 함량에 대한 5개의 양적 형질 유전자좌는 염색체 2번, 11번, 14번과 16번 및 19번에 있었다. 리놀렌산 함량은 3개의 양적형질유전자좌가 염색체 8번과 10번 및 19번에 관련되어 있었다. 그리고 올레익산과, 리놀레익산 및 리놀렌산에 공통적으로 확인되는 주요 양적 형질 유전자좌는 염색체 19번 이었다.

• 한국작물학회지
• /
• 제48권6호
• /
• pp.442-446
• /
• 2003

참깨는 무한화서로 영양생장과 생식생장을 동시에 하는 특성 때문에 생육후기 상위부 꼬투리의 등숙 불량에 의해 수량감소 및 품질 저하를 초래하여 고품질 다수성 참깨 품종 육성의 큰 난제가 되어왔다. 본 연구는 참깨 고등숙 양질 다수성 품종을 육성의 기초자료를 얻기 위하여 유한형 2품종, 무한형 2품종 및 반유한형 1품종에 대해 이면교잡을 통하여 생육형 및 품종간 양적형질들의 유전분석을 실시하여 이들의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 이면교배 유전분석결과 개화기간, 등숙기간, 경장, 주당삭수, 주당분지수 및 등숙율 등 주로 수량에 관련된 형질들에서 비대립유전자의 상호작용이 존재함이 인정되었다. 2. 분산-공분산의 회귀식이 개화기간, 등숙율은 원점을 통과하여 완전우성을 보였으나 경장, 주당삭수 및 분지수는 원점 위를 통과하여 부분우성을 보였다. 3. 경장, 분지수는 상가적 효과가 우성효과와 거의 비슷하였으며, 개화기간은 우성효과가 상가적 효과보다 컸다. 4. 광의의 유전력은 개화기간, 경장, 주당삭수 와 분지수에서 0.91-0.99로 높았으나, 협의의 유전력은 개화기간, 삭장,등숙율 및 천립중은 0.18-0.34로 낮았고, 경장주당삭수와 분지수는 0.77-0.81로 광의의 유전력과 협의의 유전력간에 차이가 적었다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제103권2호
• /
• pp.211-217
• /
• 2014

잣나무의 주요생장관련 대사물질 인자를 구명하기 위하여 3개 지역에 풍매차대 가계로 조성한 29년생 잣나무의 대사물질을 GC/MS을 이용하여 대사체분석을 실시하였다. 분리한 110종의 대사 물질 중 62종이 우수가계와 저조가계 간에 유의적 차이(p<0.05)가 있었으며 모두 상대적으로 우수가계에서 대사물질 함량을 높게 함유하고 있는 것으로 나타났다. Phosphoric acid, alanine, glycine, malic acid, sucrose, d-turanose, succinic acid 등 22종의 물질은 생장 저조 가계에 비해 생장 우수 가계에서 1.5배 이상 높게 함유되어 있었다. 한편 생장특성과 대사물질간의 상관관계를 분석한 결과 생장 우수가계와 생장 저조가계 그룹 간에 유의적 차이가 있었던 alanine, malic acid, sucrose, d-turanose, succinic acid 등 15종에서 고도의 정의 상관관계(p<0.01)가 있었다. 또한 생장과 유의적 상관관계(p<0.05)가 있으면서 지역간에 변이가 적어 환경에 영향을 적게 받고 있는 대사물질로는 acetic acid, succinic acid, butanoic acid, glutamic acid 및 inositol로 분석되었다. 이들 물질은 잣나무 생장 우수개체에 유의적으로 높게 함유하고 있는 대사물질 인자로 추정되었다.

• 한국작물학회지
• /
• 제66권4호
• /
• pp.365-374
• /
• 2021

이소플라본 함량이 높으며 장류콩인 대풍2호와 이소플라본 함량이 낮으며 나물콩인 풍산나물콩을 재료로 하여 콩 발아기간 동안 이소플라본 생합성 관련 유전자 6종(CHS6, HID, IF7GT, IF7MaT, GmIMaT1 및 GmIMaT3)의 발현량을 qRT-PCR로 분석하였다. 1. 공시재료 모두 발아기간 경과에 따라 이소플라본 함량이 높아졌으며, 총 이소플라본 함량 중 malonyl-glucosides 함량이 80% 이상을 차지하여 제일 높았으며 acetyl-glucosides는 거의 분석되지 않았다. 한편, 자엽과 배축에서 이소플라본 축적 정도가 각각 다르게 나타났으며 개별 이소플라본 함량에서도 차이가 있었다. 2. 이소플라본 생합성 관련 유전자들은 콩 발아시기 경과에 따라 발현량이 높아져 이소플라본 축적 정도와 상관이 있는 것으로 판단되나 유전자들의 발현량이 시기별로 각각 달라 개별 이소플라본 함량과 유전자간 뚜렷한 상관은 찾을 수 없었다. 3. HID 유전자는 대풍2호와 풍산나물콩 모두 발아 3일차를 제외하고는 발아시간 경과에 따라 유전자의 발현량이 높아졌으나 다른 유전자들의 상대적 발현량은 품종 간 차이가 있었으며, 또한 발아시간 경과에 따른 유전자의 발현 양상은 유전자별로 각각 달랐다. 4. 발아시간 별로 유전자들의 상대적 발현량을 비교한 결과 품종 간 차이가 있었으며 자엽과 배축에서도 상대적 발현량이 다르게 나타났다. 자엽에서는 GmIMaT1을 제외한 다른 유전자들의 발현량이 대풍2호와 풍산나물콩에서 비슷하게 나타난 반면, 배축에서는 HID 발현량이 2품종 모두 높게 나타났으나 다른 유전자들은 유전자 발현량에 일정한 경향이 없었다.

• Animal Bioscience
• /
• 제35권1호
• /
• pp.115-125
• /
• 2022

Objective: Intramuscular fat (IMF) is a critical economic indicator of pork quality. Studies on IMF among different pig breeds have been performed via high-throughput sequencing, but comparisons within the same pig breed remain unreported. Methods: This study was performed to explore the gene profile and identify candidate long noncoding RNA (lncRNAs) and mRNAs associated with IMF deposition among Laiwu pigs with different IMF contents. Based on the longissimus dorsi muscle IMF content, eight pigs from the same breed and management were selected and divided into two groups: a high IMF (>12%, H) and low IMF group (<5%, L). Whole-transcriptome sequencing was performed to explore the differentially expressed (DE) genes between these two groups. Results: The IMF content varied greatly among Laiwu pig individuals (2.17% to 13.93%). Seventeen DE lncRNAs (11 upregulated and 6 downregulated) and 180 mRNAs (112 upregulated and 68 downregulated) were found. Gene Ontology analysis indicated that the following biological processes played an important role in IMF deposition: fatty acid and lipid biosynthetic processes; the extracellular signal-regulated kinase cascade; and white fat cell differentiation. In addition, the peroxisome proliferator-activated receptor, phosphatidylinositol-3-kinase-protein kinase B, and mammalian target of rapamycin pathways were enriched in the pathway analysis. Intersection analysis of the target genes of DE lncRNAs and mRNAs revealed seven candidate genes associated with IMF accumulation. Five DE lncRNAs and 20 DE mRNAs based on the pig quantitative trait locus database were identified and shown to be related to fat deposition. The expression of five DE lncRNAs and mRNAs was verified by quantitative real time polymerase chain reaction (qRT-PCR). The results of qRT-PCR and RNA-sequencing were consistent. Conclusion: These results demonstrated that the different IMF contents among pig individuals may be due to the DE lncRNAs and mRNAs associated with lipid droplets and fat deposition.

• 한국수산과학회지
• /
• 제56권4호
• /
• pp.411-418
• /
• 2023

Genome wide association studies (GWAS) identify genetic loci associated with quantitative traits in genomic selection. Although several studies have compared performance of various algorithms, no study compares them in olive flounder Paralichthys olivaceus. This study compared the GWAS results of four mixed linear model (MLM) algorithms and one Fixed and random model Circulating Probability Unification (FarmCPU) algorithm in olive flounder. Considering gender and genetic association matrices as fixed and random effects, the MLM had stable performance without inflation for λ_GC (genomic inflation factor) of -log₁₀P. The FarmCPU algorithm had some appropriate λ_GC of -log₁₀P, and an upward tail was identified in quantile-quantile plots. Therefore, the models were suitable for detecting genetic variants associated with olive flounder growth traits. Moreover, significant genotypes appeared several times at chromosome 22, around which quantitative trait loci are expected to exist. Finally, in both models, some of the most genetic variants were found in genes related to growth traits, confirming their reliability. These results will be helpful when applied to the genomic selection of olive flounder growth traits in the future.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제51권3호
• /
• pp.185-192
• /
• 2009

소 염색체 19번에 존재하는 유지방 함량 및 지방산 조성에 영향을 미치는 양적경제 형질 유전자 좌위에서 발견된 지방산 합성 효소인 FASN 유전자는 포화지방산과 불포화지방산의 함량을 조절하는 강력한 후보유전자이다. 본 연구에서 FASN 유전자의 g.17924 A>G 변이를 한우집단과 미국산 육우 집단에서 분석하였고 그 결과는 한우에서는 GG형의 개체빈도가(71%)로 매우 높았으며, 미국산육우에서는 GG형 빈도는 불과(35%)밖에 되지 않았다. 한우 품종에서 FASN 유전자의 염기서열 분석을 하여 27 개의 단일염기 변이를 발견 하였고, 그 중 9개는 본 연구에서 처음으로 밝혀지는 단일염기 변이이다. 한우 집단 100두와 수입우 집단 96에 대하여 유전자형 분석을 수행한 결과, FASN 유전자 내의 4개의 단일염기 변이의 연관 불평형 및 반수체 구역을 연구하였다. g.10568 C>T와 g.11280 G>A 단일염기 변이의 다형성은 한우집단에서 고기의 육색(P=0.004)과 고기의 조직감(P=0.0114)에 고도의 유의성이 통계적인 분석에 의하여 나타났다. 그리고 g.13125 C>T와 g.17924 G>A 다형성은 등지방두께 및 육량지수에 유의성을 관찰할 수 있었다(P=0.0179, 0.0495). 이상의 결과는 소 FASN 유전자 내의 변이들이 한우집단의 불포화 지방산 함량과 도체 형질에 연관성은 차별화된 고급한우육을 생산하기 위한 중요한 DNA 마커로써 활용가치가 있을 것으로 사료된다.