• 생명과학회지
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• 제19권3호
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• pp.384-389
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• 2009

본 연구는 한우, 제주흑우, Holstein에서 모색 발현 양상과 MC1R 유전자형의 분포에 따라 melanin 합성에 핵심적인 과정에 참여하는 3 가지 유전자(TYR, TYRP1, DCT) 유전자들의 발현 수준의 상호 연관관계를 구명하기 위하여 수행되었다. 반정량 Real-time RT-PCR 분석을 통하여, 세 가지 유전자의 발현 수준을 MC1R 유전자형이 e/e인 한우의 황갈색 부위, $E^+/E^+$인 제주흑우의 야생형 흑색 부위, $E^D/E^D$인 Holstein의 우성 흑반과 백반부로 대표되는 4 종류의 피부 조직에서 분석하였다. TYR, TYRP1, DCT 유전자 모두 Holstein의 흑반 부위에서 제주흑우의 흑색 부위에 비해 각각 4.5 배, 2.3 배, 2.5 배 이상의 유전자 발현 수준을 나타내었다(p<0.001). 또한, 제주 흑우의 이들 3 가지 유전자들의 발현 수준은 한우에 비해 유의적으로 높은 수준을 나타내었다(p<0.001). 이러한 결과들은 한우와 제주흑우, Holstein의 흑색 부위의 모색 발현 양상들이 이들 3 가지 melanin 생합성 유전자들의 전사 수준과 직접적인 연관이 있는 것으로 사료되며, 이는 한우 e/e, 제주흑우 $E^+/E^+$ Holstein의 $E^D/E^D$ 등 서로 상이한 MC1R 유전자형의 관여가 반영된 결과로 추정되었다. 결론적으로 본 연구는 MC1R 단백질의 상태가 TYR과 일련의 melanin 합성 주관 유전자들의 전사활성을 유도할 뿐만 아니라 소의 피부에서 총 melanin 함량의 수준을 결정함을 제시하고 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제53권2호
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• pp.107-111
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• 2011

본 연구는 제주마의 기본모색 분류체계와 유전 변이간의 관계를 확인하기 위해 수행되었다. pyrosequencing 방법을 이용하여 melanocortin receptor 1 (MC1R)과 agouti signaling protein (ASIP) 유전자의 변이를 분석하였다. MC1R은 g.901C>T 염기치환을 분석하였고, ASIP는 11-bp 결실돌연변이를 분석하였다. 가라마필은 MC1R에서는 $E^+$/- ($E^+/E^+$ or $E^+/E^e$), ASIP에서는 $A^a/A^a$ 유전자형이 나타났다. 유마 마필에서는 MC1R은 $E^+$/- 그리고 ASIP는 $A^A$/- 유전자형이 나타났다. 반면에 적다 마필에서 MC1R은 $E^e/E^e$ 유전자형만이 나타났으며, ASIP에서는 모든 조합의 유전자형이 나타났다. 가라모색과 유마모색은 MC1R에서 적어도 1개의 $E^+$ 우성대립유전자를 갖고 있어야하며, 적다모색에서는 동형열성대립유전자인 $E^e/E^e$ 유전자형을 가져야 한다. 이는 ASIP 유전자형 분포와 관계없이 MC1R 유전자형에 의해 가라/유마모색과 적다모색을 결정하는 것이다. 또한 MC1R은 $E^+$/- 그리고 ASIP은 우성대립유전자인 $A^A$/-를 갖는 마필은 유마모색을 나타내는데 이는 ASIP은 우성대립유전자인 $A^A$에 의해 사지를 제외한 부분에서 흑모색발현을 억제하는 것으로 추정된다. 가계분석에서는 제주마와 더러브렛간에 교배로 생산된 $F_1$ 자마의 기본모색 양상과 MC1R 및 ASIP 유전자형 분포와의 관계에 대해 일정한 결과를 보여주고 있다. 본 결과는 모색에 대한 표현형과 유전양상 간의 관계를 보여주고 있으며, 제주마의 분자육종을 위한 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권2호
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• pp.118-123
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• 2020

The black seed coat of soybeans contain anthocyanins which promote health. However, mature soybean seeds contain anti-nutritional factors like lipoxygenase, lectin and Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) proteins. Furthermore, these seeds can be used only after the genetic elimination of these proteins. Therefore, the objective of this study was to develop novel soybean genotypes with black seed coat and triple recessive alleles (lx1lx1lx2lx2lx3lx3, titilele) for lipoxygenase, lectin, and KTI proteins. From a cross of parent1 (lx1lx2lx3/lx1lx2lx3, ti/ti, Le/Le) and parent2 (lx1lx2lx3/lx1lx2lx3, Ti/Ti, le/le), 132 F₂ seeds were obtained. A 3:1 segregation ratio was observed during F₂ seed generation for the inheritance of lectin and KTI proteins. Between a cross of the Le and Ti genes, the observed independent inheritance ratio in the F₂ seed generation was 9: 3 : 3 : 1 (69 Le_Ti_: 32 leleTi_: 22 Le_titi: 9 leletiti) (χ²=2.87, P=0.5 - 0.1). From nine F₂ seeds with triple recessive alleles (lx1lx1lx2lx2lx3lx3, titilele genotype), one novel strain posessing black seed coat, and free of lipoxygenase, lectin and KTI proteins, was selected. The seed coat color of the new strain was black and the cotyledon color of the mature seed was green. The weight of 100 seeds belonging to the new strain was 35.4 g. This black soybean strain with lx1lx1lx2lx2lx3lx3, titilele genotype is a novel strain free of lipoxygenase, lectin, and KTI proteins.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제23권4호
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• pp.430-436
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• 2010

The objective of the present studies was to develop and validate a system for isolation, purification and extended culture of pigment-producing cells in alpaca skin (melanocytes) responsible for coat color and to determine the effect of alpha melanocyte stimulating hormone treatment on mRNA expression for the melanocortin 1 receptor, a key gene involved in coat color regulation in other species. Skin punch biopsies were harvested from the dorsal region of 1-3 yr old alpacas and three different enzyme digestion methods were evaluated for effects on yield of viable cells and attachment in vitro. Greatest cell yields and attachment were obtained following dispersion with dispase II relative to trypsin and trypsin-EDTA treatment. Culture of cells in medium supplemented with basic fibroblast growth factor, bovine pituitary extract, hydrocortisone, insulin, 12-O-tetradecanolphorbol-13-acetate and cholera toxin yielded highly pure populations of melanocytes by passage 3 as confirmed by detection of tyrosinase activity and immunocytochemical localization of melanocyte markers including tyrosinase, S-100 and micropthalmia-associated transcription factor. Abundance of mRNA for tyrosinase, a key enzyme in melanocyte pigment production, was maintained through 10 passages showing preservation of melanocyte phenotypic characteristics with extended culture. To determine hormonal responsiveness of cultured melanocytes and investigate regulation of melanocortin 1 receptor expression, cultured melanocytes were treated with increasing concentrations of ${\alpha}$-melanocyte stimulating hormone. Treatment with ${\alpha}$-melanocyte stimulating hormone increased melanocortin receptor 1 mRNA in a dose dependent fashion. The results demonstrated culture of pure populations of alpaca melanocytes to 10 passages and illustrate the potential utility of such cells for studies of intrinsic and extrinsic regulation of genes controlling pigmentation and coat color in fiber-producing species.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제49권1호
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• pp.147-154
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• 2007

한우와 제주흑우의 모색 특성과 양적 수치화를 위하여 분광광도법적 분석을 수행하였다. 분석 결과 제주흑우의 총 melanin 함량은 같은 흑색 품종인 Holstein과 Angus에 비해 유의적으로 낮았고 한우나 적색 품종 보다는 높은 수준을 보였다(P<0.001). 한우의 총 melanin 함량은 적색 품종에 비해 유의적으로 낮았고 한우×Charolais 교잡종에 비해 높았다(P<0.001). 전체 melanin 중 eumelanin, pheomelanin의 상대적 수준을 분석한 결과 Angus, 제주흑우, Red Holstein과 한우 각각 0.382, 0.359, 0.112와 0.124 이었다. 품종별 모발 melanin 색소 함량 분석결과는 분광광도법적 분석이 소 품종별 모색의 양적 수치화 및 특성 비교에 이용 가능하고 한우와 제주흑우의 주요 모색 관련 유전자 연구의 기초 자료로 유용함을 보여주고 있다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권11호
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• pp.1518-1522
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• 2013

TYR (Tyrosinase) and TYRP1 (Tyrosinase-related protein 1) play crucial roles in determining the coat color of birds. In this paper, we aimed to characterize the relationship of TYR and TYRP1 genes with plumage colors in Korean quails. The SNPs were searched by cDNA sequencing and PCR-SSCP in three plumage color Korean quails (maroon, white and black plumage). Two SNPs ($367T{\rightarrow}C$ and $1153C{\rightarrow}T$) were found in the coding region of TYRP1 gene, but had no significant association with plumage phenotype in Korean quails. The expression of TYR was higher in black plumage quails than that in maroon plumage quails. In contrast, the expression of TYRP1 was lower in black plumage quails than that in maroon plumage quails. This study suggested that the melanic plumage color in Korean quails may be associated with either increased production of TYR or decreased production of TYRP1.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.381-387
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• 2010

농가에 보급된 제주흑우 수정란이식 및 인공수정 생산축의 확인을 위하여 분자유전학적 실험기법을 이용한 개체 추척을 수행하였다. 유전자 marker 체계는 ISAG 권장 MS marker 11종, 예비시험 후 선발된 SAES marker 11종, 흑모색 관련 MC1R과 ASIP 유전자들을 조합하여 분석하였다. 분석결과 부모 정보가 없는 상태에서의 부권 부정율이 국제권장기준보다 높은 수준을 보였으며, 형매간 동일개체출현률은 $5.3{\times}10^{-10}$으로 조사되었다. 친자검정 결과 후보축에 대한 후보 부, 모, 부모 모두가 확인되는 경우는 각각 77.0, 54.0, 40.5%였다. 부-모-자간 trio-mismatch가 전혀 없는 수정란이식 개체는 공급 수정란 대비 14.7%로 확인되었고, 전체 후보축군 중 32.4%는 후보 부와의 mismatch가 없는 인공수정에 의해 생산된 개체들로 판정하였다. ISAG marker들만을 분석한 결과에서는 7두가 동일한 3가지 유전자형 조합을 나타내었으나, ISAG/SAES marker들을 조합했을 때에는 2두에서만 동일 유전자형 조합을 나타내었다. MS와 모색유전자 분석자료를 모두 조합했을 때는 조사된 모든 개체들이 서로 구분되었다. 현재의 제주흑우집단이 소수 핵군에서 인공수정과 수정란이식 등 생명공학 기법으로 육성된 집단이기에 제주흑우집단의 유전적 다양성은 낮게 나타났다. 본 연구는 유전자 개체식별과 혈통관리 체계의 구축을 위해서는 적어도 20개 이상의 MS marker와 모색관련 유전자형 자료가 필수적으로 활용되어야함을 제안하고 있으며, 연구결과는 향후 제주흑우의 분자육종에 있어 유용한 자료가 될 것으로 시사하고 있다.

• Journal of Biomedical and Translational Research
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• 제19권4호
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• pp.116-124
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• 2018

Korean Native Pig (KNP) has a uniform black coat color, excellent meat quality, white colored fat, solid fat structure and good marbling. However, its growth performance is low, while the western origin Yorkshire pig has high growth performance. To take advantage of the unique performance of the two pig breeds, we raised crossbreeds (KNP ${\times}$ Yorkshire to make use of the heterotic effect. We then analyzed the liver transcriptome as it plays an important role in fat metabolism. We sampled at two stages: 10 weeks and at 26 weeks. The stages were chosen to correspond to the change in feeding system. A total of 16 pigs (8 from each stage) were sampled and RNA sequencing was performed. The reads were mapped to the reference genome and differential expression analysis was performed with edgeR package. A total of 324 genes were found to be significantly differentially expressed (${\left|log2FC\right|}$ > 1 & q < 0.01), out of which 180 genes were up-regulated and 144 genes were down-regulated. Principal Component Analysis (PCA) showed that the samples clustered according to stages. Functional annotation of significant DEGs (differentially expressed genes) showed that GO terms such as DNA replication, cell division, protein phosphorylation, regulation of signal transduction by p53 class mediator, ribosome, focal adhesion, DNA helicase activity, protein kinase activity etc. were enriched. KEGG pathway analysis showed that the DEGs functioned in cell cycle, Ras signaling pathway, p53 signaling pathway, MAPK signaling pathway etc. Twenty-nine transcripts were also part of the DEGs, these were predominantly Cys2His2-like fold group (C2H2) family of zinc fingers. A protein-protein interaction (PPI) network analysis showed that there were three highly interconnected clusters, suggesting an enrichment of genes with similar biological function. This study presents the first report of liver tissue specific gene regulation in a cross-bred Korean pig.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.147-166
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• 2023

Seed color is controlled by several genes and is a key trait in determining the metabolite content and biological activities of legume genotypes. In this study, 296 adzuki bean accessions, including 159 grey, 99 red, and 38 white adzuki beans, were grown in Korea. Variations in total phenolic content (TPC), total saponin content (TSC), DPPH^• scavenging activity, ABTS^•+ scavenging activity, and ferric reducing antioxidant power (FRAP) were assessed and were reported to be in the ranges of 1.52-8.24 mg GAE/g, 14.36-114.22 mg DE/g, 0.23-12.84 mg AAE/g, 1.05-17.66 mg TE/g, and 0.59-13.14 mg AAE/g, respectively, with a wide variation across adzuki beans. Except for DPPH^• scavenging activity, the average values declined in the order gray > red > white adzuki beans, each demonstrating a significant variation (p < 0.05). White adzuki beans, which showed low metabolite content and antioxidant activity, were clearly separated from the gray and red genotypes using principal component and hierarchical cluster analyses. Moreover, TPC, TSC, and antioxidant activities were strongly correlated, regardless of seed color. Overall, the diversity of the TPC, TSC, and antioxidant activity in a broad population of adzuki bean genotypes was determined. Furthermore, this study found that seed color variation in adzuki beans had a significant effect on the metabolite content and antioxidant activity. Superior accessions with high levels of TPC, TSC, and antioxidant activity were also discovered and could be used for functional plant breeding and human consumption. The findings of this study may be useful for understanding the relationship between seed coat color and metabolite concentration in adzuki beans, paving the way for molecular-level analyses.

• 한국작물학회지
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• 제53권1호
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• pp.85-92
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• 2008

신팔달콩2호와 GC83006를 교잡하여 총 118개의 $F_7$ 계통을 육성하였다. 127개의 분자마커를 사용하여 유전자지도를 이용하여 종실 및 생육특성에 대한 QTLs분석을 실시하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 100립중, 경장, 엽면적 그리고 개화까지 일수는 정규분포를 보였다. 100립중을 제외한 3개의 형질에서 양친의 값을 벗어나는 초월변이 계통이 관찰되었는데, 특히 개화까지의 일수는 개화기가 지연되는 쪽으로 초월변이 계통이 다수 관찰되었다. 2. 100립중, 경장, 엽면적 그리고 개차까지 일수에 대한 QTL분석 결과, 전체 7개의 QTL이 탐지되었다. 100립중에 관여하는 3개의 QTL은 전체변이의 $10.1%\;{\sim}\;12.5%$를 설명하였고, 경장은 전체변이의 22%를 설명하는 1개의 QTL이 탐지되었다. 엽면적은 전체 변이의 10% 및 8.6%를 설명하는 2개의 QTL이 탐지되었으며 개화기 일수는 전체 변이의 41.0%를 설명하는 1개의 QTL이 탐지되었다. 3. 신팔달콩2호와 GC83006의 모용은 각각 회색과 갈색이었으며 모용색은 1개의 유전자가 관여하는 것으로 나타났다. 분석결과 모용색은 연관군 C2에 위치하는 Satt134 마커와 밀접히 연관되어 있었다. 제색은 신팔달콩2호와 GC83006이 각각 흑색과 황색이었으며 후대 중에는 갈색의 배꼽을 갖고 있는 계통도 발견되었다. 종피색은 신팔달콩 2호와 GC83006이 각각 황색과 녹색을 보였으며 후대에서 황색과 녹색 계통이 1 : 1의 분리비를 보여 종피색에는 하나의 유전자가 관여하는 것으로 나타났고, 이 유전자는 연관군 D1a의 마커 Satt077과 밀접한 연관을 보였다.