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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.48 No.3 pp.105-112
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2014.48.3.105

Estimates of Genetic parameters for Growth Traits of Different Breeds in Swine

Jong-Hyun Jung2, Kwan-Seob Shim1, Ho-Sung Choe1, Chong-Sam Na1*
1Dept of Animal biotechnology, Chunbuk National University, Korea
2Dasan Pig Breeding Co.
Corresponding author: Chong-Sam Na, Tel: +82-63-270-2607; Fax: +82-63-270-2614; E-mail: csna@jbnu.ac.kr
December 13, 2013 March 31, 2014 May 26, 2014

Abstract

The objective of this study was to estimate the genetic and environmental effect for growth traits of different breeds. Performance data were composed of average daily gain(ADG), backfat thickness(BF) and days to 90kg(days90kg). Estimation of genetic parameters from 23,213 heads considering the economic traits were based on farm performance data from Jan. 2006 to Dec. 2011 in a swine GGP farm. Genetic parameters were estimated with a multiple animal model by using DF-REML(Derivative-Free Restricted Maximum Likelihood). In this study, the estimated heritabilities of Berkshire, Duroc, Landrace and Yorkshire were about 0.30~0.41 for the ADG, 0.39~0.60 for the BF and 0.37~0.45 for the Days90kg. Genetic correlation of ADG with BF and Days90kg of the four breeds were range to -0.07~0.13 and -0.98~-0.90, respectively. Genetic correlation of BF with Days90kg of the four breeds were range to -0.16~0.04. Genetic trends of Duroc, Landrace, Yorkshire were increasing for ADG and BF, decreasing for Days90kg especially from animals born after 2009.


돼지의 품종별 산육형질에 대한 유전모수 및 유전적 변화추세 추정

정 종현2, 심 관섭1, 최 호성1, 나 종삼1*
1국립전북대학교 동물생명공학과
2다산육종

초록

본 연구는 2006년부터 2011년까지 6년동안 전남 영광소재 N종돈장에서 검정된 23,213두의 산육형질을 활용하여 유전모수 및 유전적 추세를 추정하므로서 돼지 개의 기초자료로 활용하기 위하여 실시하였다. 본 연구에서 추정한 유전모수는 다형질 개체모형을 이용하여 추정하였다. 본 연구에서 추정한 품종별 성 장형질에 대한 유전력의 범위를 살펴보면, 일당증체량은 0.30~0.31로 추정되었고, 등지방두께는 0.39~0.60 및 90kg 도달일령은 0.37~0.45로 추정되었다. 일당증체량과 등지방두께 및 90kg 도달일령 의 유전상관의 품종별 범위는 각각 -0.07~0.13과 -0.98~-0.90으로 추정되었다. 등지방두께와 90kg도 달일령은 -0.16~0.04로 추정되어 저도의 상관도를 보였다. 특히 일당증체량과 등지방두께는 2009년 이 후에 태어난 개체들이 증가하는 경향을 보였고, 90kg도달일령은 감소하는 경향을 보였다.


    I.서론

    돼지의 주요경제형질은 산육형질, 번식형질 및 육질형질로 분류할 수 있고, 최근에는 양돈현장에 서 다양한 질병의 발생으로 인하여 질병저항성 분 야에 대해 활발히 연구가 수행되고 있다. 특히 산 육형질인 일당증체량, 사료효율 및 등지방두께와 번식형질인 복당총산자수, 생존자돈수 및 발정재귀 일령은 양돈장의 수익성에 직접적인 영향을 미치 므로 양돈산업 측면에서는 매우 중요한 부분이라 고 할 수 있다. 종돈개량에 있어 육종피라미드의 최상의 집단에 있는 핵돈군(Nucleus herd)의 개량 효과는 중간집단에 있는 증식돈군(Multiplier herd)에 전달이 되고, 하위집단에 있는 비육돈 생 산농가인 실용돈군(Commercial herd)에 직접적인 영향을 미치므로 순종 돈군인 핵돈군의 개량은 그만 큼 중요하다고 할 수 있다. 핵돈군(Nucleus herd)의 개량을 위해서는 유전적으로 우수한 종돈을 선발해 야 하므로 표현형효과에서 유전효과와 환경효과를 정확히 추정하는 것이 바람직하다. 현재 생산비에서 사료비의 급상승으로 인해 생산비의 부담이 가중되 고 있는 상황에서 산육형질의 중요성은 더 중요시되 고 있으므로 품종별 산육형질의 유전적 특성을 파악 하여 유전적 개량량을 극대화시킬 수 있는 육종전략 을 구축할 필요가 있다. 따라서, 본 연구는 돼지의 검정자료를 활용하여 산육형질인 일당증체량, 등지 방두께, 90kg도달일령에 대한 유전모수를 추정하고 이를 활용하여 핵돈군의 개량을 위한 기초자료를 제 공하기 위하여 실시하였다.

    II.재료 및 방법

    2.1.공시재료

    본 연구에 이용된 자료는 2006년부터 2011년까지 전라남도 영광소재 N농장에서 검정한 Berkshire종, Duroc종, Landrace종, 및 Yorkshire종의 4개 품종 총 25,316두에서 개체들의 형질별 실측값이 이상치 를 나타내는 2,103두를 제외한 23,213두의 능력 검 정자료를 이용하여 분석한 것이며 Table 1에 품종, 성별, 검정년도, 계절 및 검정종료체중의 그룹별 빈 도를 표시하였다.

    2.2.조사형질

    본 연구에서는 돼지의 대표적인 산육형질인 일당 증체량, 90kg도달일령, 등지방두께에 대한 자료를 수집하였으며 측정방법은 다음과 같았다.

    2.2.1.일당증체량

    생시에서 검정종료 체중까지의 평균 증체량을 이 용하였고, 다음 공식에 의해 계산하였다.

    일당 증체량 = (검정종료체중 - 검정개시체중) ÷ (검정종료일령 - 검정개시일령)

    2.2.2.90kg도달일령

    90kg도달일령은 검정종료체중, 종료일령 및 검 정기간의 일당증체량을 가지고 다음의 공식에 의하 여 계산하였다.

    90kg도달일령 = 검정종료일령 + {(90 - 검정종 료체중) × (검정종료일령 - 38) ÷ 일당증체량}

    2.2.3.등지방두께

    A-mode 초음파측정기를 사용하여 측정하였으며 측정부위는 제 4늑골, 최후늑골, 최후척추 부분의 정 중앙선에서 또는 좌측 또는 우측 5cm 부분을 측정 하여 평균값을 90kg으로 보정한 값을 사용하였다. 보정치 산출방식은 다음과 같다.

    보정 등지방두께 = 검정종료 등지방두께 + {(90 kg - 측정체중) × 검정종료 등지방두께 ÷ (검정종 료체중 - 11.34)}

    2.3.통계분석방법

    본 연구에서는 산육형질에 영향하는 환경요인에 대한 효과를 추정하기 위하여 SAS 통계분석프로그 램을 이용하여 아래와 같이 분산분석을 실시하였다.

    y ijklm=μ+B i +Sex j+Y k+S l+Wm+e ijklm

    여기서, yijklm,: i번째 품종, j번째 성, k번째 출생 년도, l번째 출생계절, m번째 검정종료체중에 해당 하는 개체의 측정치

    μ, : 전체평균,

    B i : I번째 품종의 효과(i=1, 2, 3, 4),

    Sex j : j번째 성의 효과(j=1, 2),

    Y k : k번째 출생년도의 효과(k=1, 2,‥ ,5, 6)

    S l , : l번째 출생계절의 효과(l=1, 2, 3, 4),

    Wm: m번째 검정종료체중의 효과(m=1, 2, 3, 4, 5),

    e ijklm : 임의오차

    유전모수 추정 및 육종가의 추정은 다음과 같은 Animal model을 사용하였다.

    y ijklmi+YS ij+S ik+Wil+a ijklm+e ijklm

    여기서, yijklm,: i번째 형질, j번째 동기군 그룹, k 번째 성, l번째 검정종료체중에 해당하는 개체의 측 정치, m번째 개체효과,

    μ i , : 전체평균,

    YSij : i번째 형질의 j번째 동기군그룹의 효과(동일출 생년도 및 계절),

    Sik, : i번째 형질의 k번째 성의 효과,

    Wil,: i번째 형질의 l번째 검정종료체중의 효과,

    aijklm : 개체에 대한 임의효과,

    e ijklm : 임의오차

    본 연구에서는 상기의 모형을 활용하여 분석프로 그램은 WOMBET(Meyer, 1988) 프로그램을 이용하 였고, DF-REML(Derivative Free Restricted Maximum Likelihood) 방법으로 log likelihood값의 차이가 10-8이하에 도달할 때를 수렴조건으로 하여 반복추정하였다. 이와 같이 추정된 분산치를 이용한 상가적 유전효과에 대한 유전력은 다음과 같이 구하 였다.

    h 2 = σ a 2 σ a 2 + σ e 2

    여기서 h2= 유전력 σa2 = 상가적 유전분산, σe2 = 환 경효과 및 비상가적 유전효과에 의한 분산

    그리고, 측정된 형질간의 유전상관 및 표현형상관 은 다음과 같이 구하였다.

    r G = co υ a ij ˆ σ a i 2 + σ a i 2 r P = co υ P ij ˆ σ P i 2 + σ P i 2

    여기서, rG = 유전상관, co υ a ij ˆ = 두 형질간 유전공 분산, σ a i 2 = i번째 형질의 상가적유전분산, σ a i 2 =j번 째 형질의 상가적유전분산, rP = 표현형 상관, co υ a ij ˆ = 두 형질의 표현형공분산, σ P i 2 =i번째 형질 의 표현형분산, σ P i 2 =j번째 형질의 표현형분산

    III.결과 및 고찰

    3.1.일반능력

    본 연구에서 조사한 전체 자료에 대한 기초통계량 분석은 Table 2에 제시하였다. 표현형 관측치에 있 어서 평균과 표준편차는 일당증체량은 611.1±65.3g, 등지방두께가 1.30±0.41cm 및 90kg도달일령이 148.2±14.5일로 조사되었다.

    3.2.환경요인 분석

    Table 3에는 각 요인들의 유의성을 파악하기 위해 분산분석을 통하여 살펴본 결과를 나타냈다. 모든 형질에 있어서, 품종, 성, 출생년도, 출생계절 및 검 정종료체중에 따라 0.01%수준에서 유의적인 차이가 있는 것으로 분석되었다.

    Table 4에는 품종별 또는 성별 산육형질에 대한 최소자승평균치와 표준오차를 나타내었다. 일당증체 량, 등지방두께 및 90kg도달일령은 본 연구에서 이 용한 모든 품종에 대해 유의적인 차이를 보였고, 특 히 Landrace종이 Duroc, Yorkshire 및Berkshire종 보다 성장이 빠른 것으로 나타났으며, 등지방두께는 상대적으로 Berkshire종이 가장 두꺼운 것으로 조사 되었다.

    3.3.유전모수 추정

    3.3.1.형질별 유전력

    본 연구에서 추정한 산육형질에 대한 품종별 유전 모수를 Table 5에 제시하였다. 품종별 일당증체량에 대한 유전력은 Berkshire종, Duroc종, Landrace종 및 Yorkshire종에서 각각 0.37, 0.36, 0.30 및 0.41 으로 중도의 유전력을 나타내었으며, 이와 같은 결 과는 Van Steenbergen et al.(1990)의 0.30±0.06 과 Ferraz and Johnson(1993)의 결과와 부합되는 결과를 나타냈으며, 또한 국내연구결과에서는 Kang et al.(2012)의 연구결과와 유사한 결과를 보였다. 등지방두께에 대한 유전력은 Berkshire종, Duroc종, Landrace종 및 Yorkshire종에서 각각 0.60, 0.39, 0.44 및 0.42로 추정되었으며 이와 같은 결과는 Van Diepen and Kennedy(1989)가 보고한 0.4~0.44의 범위와 Choi(2013)가 보고한 0.47~0.62의 결과와 유사하였지만, Jefferies et al.(1982)과 Johnson et al.(1999)이 품종별 등지방두께의 유전력을 저도의 유전력이라고 보고한 결과에 상반된 결과를 보였다. 90kg도달 일령에 대한 유전력은 0.41~0.45로 추정 되었고, 이와 같은 결과는 Kang(2012)과 Choi (2013)가 발표한 결과와 유사하였고, 품종별 유전력 은 Duroc종과 Landrace종의 유전력을 각각 0.45과 0.43로 보고한 Bereskin et al.(1988), Keele et al.(1987) 및 Jo et al.(1998)의 결과와 비슷한 결과 를 발표하였다.

    3.3.2.유전상관 및 표현형상관

    Table 6은 각 품종에 대한 형질별 표현형상관과 유 전상관을 나타내었다. 일당증체량과 등지방두께의 유전상관은 -0.07~0.13의 범위로 추정되었으며 Berkshire종이 가장 높은 것으로 나타냈고 표현형상 관은 -0.13~-0.18의 범위로 부의 상관도를 나타냈 다. 90kg도달일령과 등지방두께와의 유전상관은 -0.16~0.04의 범위로 추정되었고, Duroc종에서 가 장 높은 정의 상관을 나타냈었고 Berkshire종은 부 의 상관을 보였다. 표현형상관은 0.08~0.13의 범위 로 모두 정의 상관을 나타냈으며 표현형상관 또한 Duroc종이 가장 높게 나타났다. Kang et al.(2012) 은 각 품종별 산육형질의 상관도를 분석한 결과 유 전상관과 표현형상관 모두 Duroc종이 가장 높다고 본 연구의 부합된 결과를 보고하지만, Seo (1996)는 성별 90kg 도달일령과 등지방두께의 유전상관과 표 현형상관 모두 부의 상관관계로 보고하여 본 연구와 상반된 결과를 보고하였다. 90kg 도달일령과 일당증 체량의 유전상관 및 표현형상관은 각각 –0.98~ -0.90과 -0.99~-0.98범위로 조사되어 모두 높은 부의 상관반응이 나타났고, 이 결과는 Cho et al. (2010)과 Ryu (2009)도 부합되는 결과를 보고하였다.

    3.3.3.유전적 변화 추세

    Fig.1은 일당증체량에 대한 연도별 유전적 변화 추이를 나타냈다. Landrace종, Yorkshire종은 매년 큰 폭으로 증가하였지만, Duroc종은 2008년 이전에 는 감소하다가 2009년부터 큰 폭으로 증가하였고, Berkshire종은 2008년까지 감소하다가 2009년부터 다소 증가하였다. 이 같은 결과는 Duroc종은 부계품 종으로서 종료웅돈을 고려한 선발기준을 설정한 결 과이고, Landrace종과 Yorkshire종은 모계품종으로 서 성장률과 번식형질을 고려한 선발결과이므로 유 색과 백색계통의 통상적인 개량목적에 부합되는 결 과라고 할 수 있다. 하지만 Berkshire종은 육질형질 위주로 개량이 이루어져왔기 때문에 개량추이는 다 른 품종에 비해 떨어지게 나타날 수 있을 것으로 사 료된다.

    등지방두께에 대한 유전적 개량의 추세를 Fig.2에 나타냈다. 매년 모든 품종에서 두꺼워지는 추세로 나타났고 특히 Landrace종과 Yorkshire종에서 급속 도로 두꺼워지는 것으로 나타났다. 이 결과는 모계 품종인 Landrace종과 Yorkshire종은 등지방두께의 가중치를 높여 두껍게 개량되었다는 점을 의미하며 이는 2006년부터 등지방 두께에 대한 개량을 꾸준히 추진함으로서 등지방두께가 얇으면 모돈의 연산성에 나쁜 영향을 끼치고 사육 스트레스로 인하여 폐사율 이 높아지고 성장률이 저하된다는 요구에 의해 등지 방두께에 대한 제한적인 선발이 이루어진 결과이다. 하지만 Duroc종과 Berkshire종과 같은 부계품종은 한국의 도축 방식이 박피보다는 탕박을 더 선호하는 경향이 있어 등지방두께로 인한 경매 손실을 적게 할 목적으로 선발한 결과라고 할 수 있다.

    Fig.3에 90kg 도달일령에 대한 유전적 개량 추세 를 나타냈다. Fig.3 을 보면 크게 두 그룹으로 유전 적 개량 추세를 나타냈고 Landrace종 및 Yorkshire 종의 개량과 달리 Berkshire종과 Duroc종의 경우는 증감을 반복하며 최종적으로 2010년과 2011년도에 최고치의 개량량을 나타냈다. 이는 일반적으로 Duroc종은 육질과 산육형질이 우수하여 부계품종으 로서 활용하기 때문이고 반면에 Berkshire종은 육질 은 우수하지만 산육형질과 번식형질이 다소 떨어지 기 때문에 개량이 다소 이루어지지 않은 결과라고 할 수 있다.

    Figure

    Genetic trend of estimated breeding values for average daily gain in the breeds.

    Genetic trend of estimated breeding values for Backfat thickness.

    Genetic trend of estimated breeding values for days at 90kg.

    Table

    Number of animals by breed, sex, year of birth, season of birth and weight at the end of test

    1)Wt: weight at the end of test.

    Overall means and standard deviations of the traits

    1)ADG : average daily gain, BF : Backfat thickness, Days90kg: days to 90kg.

    Source of the variation, degree of freedom, mean square and test of significance for each trait

    1)ADG : average daily gain, BF : Backfat thickness, Days90kg: days to 90kg,Wt: weight at the end of test, ** : p < 0.01

    Least-square means and standard errors of each trait by breed and sex

    ADG : average daily gain, BF : Backfat thickness, Days90kg: days to 90kg,Means in the same column with different letter are statistically significant at 5% level of significance.

    Estimation of components of variance and genetic parameters for growth traits in the breeds

    ADG : average daily gain, BF : Backfat thickness, Days90kg: days to 90kg,1)σ2a: additive genetic variance;2)σ2e: environmental variance,;3)σ2p: phenotypic variance;4)h2: heritability.

    The phenotypic and genetic correlations between growth traits in the breeds

    ADG : average daily gain, BF : Backfat thickness, Days90kg: days to 90kg, Genetic correlation coefficients are above diagonal and phenotypic correlations are below diagonal.

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