Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.50 No.1 pp.147-153
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2016.50.1.147

Estimation of Genetic Parameters for Residual feed intake in Duroc pigs

Na-Rae Song1, Yong-Min Kim1, Doo-Wan Kim1, Soo-Jin Sa1, Ki-Hyun Kim1, Young-Hwa Kim1, Kyu-Ho Cho1, Chang-hee Do2, Joon-Ki Hong1*
1National Institute of Animal Science, R.D.A, Cheonan, 31000, Korea
2Chungnam National University, Daejeon, 34134, Korea
Corresponding author: Joon-Ki Hong +82-41-580-3458+82-41-580-3459john8604@korea.kr
February 11, 2015 October 13, 2015 October 27, 2015

Abstract

Residual feed intake(RFI), a linear index, is a trait derived from the difference between actual feed intake and that predicted on the basis of the requirements for maintenance of body weight and production. This study was conducted to estimate RFI genetic parameters of swine in Korea, and used 8,696 of productions data of Duroc swine species which were born from 2001 to 2014. Correlation between average daily gain and RFI breeding value has been investigated by negative correlation of –0.2(P>0.01). Estimates of heritability for RFI1(residual feed intake calculated from model average dily gain) and RFI2(residual feed intake calculated from model average dily gain and backfat) were 0.37 and 0.45. From the genetic parameter estimates found in this study, selection for low RFI in Duroc pigs has the potential to improve feed conversion ratio and reduce feed intake.


두록 품종에서 잔류사료섭취량의 유전모수 추정

송 나래1, 김 용민1, 김 두완1, 사 수진1, 김 기현1, 김 영화1, 조 규호1, 도 창희2, 홍 준기1*
1농촌진흥청 국립축산과학원
2충남대학교

초록

사료이용 측면에서 유지 및 성장에 필요한 섭취량과 체내에 이용되지 않은 섭취량으로 구분할 수 있 으며, 체내에 이용되지 않은 섭취량을 잔류사료섭취량(Residual Feed Intake; RFI)이라 한다. 본 실험 은 국내 종돈의 RFI 유전모수를 추정하기 위해 2001년부터 2014년까지 태어난 Duroc종 8,696두의 검 정자료를 활용하였다. 일당증체량과 RFI의 육종가 상관관계는 -0.2로 음의 상관으로 조사되었는데 (P>0.01), RFI를 낮추면 일당증체량 개량에도 긍정적인 영향을 줄 수 있는 것으로 사료된다. 회귀추정 방식에 따른 RFI1(일당증체량)과 RFI2(일당증체량, 등지방두께)의 유전력은 각각 0.37, 0.45로 고도의 유전력을 나타내었다. 향후 국내에서도 개체단위 사료섭취량 측정으로 추정된 RFI를 개량에 활용한다면 농가 수익 개선에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.


    Rural Development Administration
    PJ00991901

    서론

    사료비는 축산 생산비에서 차지하는 비중이 크기 때문에 수익을 결정하는 중요한 요소이다. 따라서 개량으로 인한 사료효율 향상은 사료비를 절감하는 데 많은 도움을 줄 수 있다. 개체의 성장속도 역시 중요한 형질이지만 성장속도 위주의 선발 프로그램 은 장기적으로 사료효율 개선효과를 떨어뜨릴 수 있 다(Web, 1989; Smith et al., 1991).

    사료이용 측면에서 유지 및 성장에 필요한 섭취량 과 체내에 이용되지 않은 섭취량으로 구분할 수 있 으며, 체내에 이용되지 않은 섭취량을 잔류사료섭취 량(Residual Feed Intake; RFI)이라 한다(Hoque & Suzuki, 2009). 초창기 RFI는 산란계의 사료섭취량 을 조절하기 위한 직접적인 방법으로 1940년대 초 에 제안되었고, 소와 돼지에서도 같은 목적으로 지 속적으로 연구되었다(Koch et al., 1963; Foster et al., 1983). 가축 개량 측면에서 볼 때, RFI는 전체 사료섭취량에서 유지와 성장에 필요한 요구량을 제 외시킨 값을 의미한다. 따라서 종축에서 낮은 RFI에 대한 선발로 사료효율을 높이는 데에 도움을 줄 수 있다(Kennedy et al., 1993; Archer et al., 1999). 개체 사료효율을 직접적으로 측정하는 방법은 어렵 기 때문에 성장형질과의 관계를 통해 간접적으로 개 선 할 수 있다(Cleveland et al., 1983). Nguyen et al.(2004)의 리뷰 논문에 따르면, 자유채식으로 조사된 돼지의 RFI는 중고도의 유전력 범위를 가지 는 것으로 조사된 바 있다. 또한 돼지 품종별(랜드 레이스, 두록 및 요크셔)로 조사한 RFI 역시 모든 품종에서 고도의 유전력으로 조사되었다(Do et al., 2013). 따라서 RFI는 개량에서 매우 중요한 경제적 가치를 가지기 때문에, 국내 적용을 검토할 필요가 있다.

    하지만 국내 종돈산업의 경우 사료자동섭취 측정 기계의 활용 부족으로 개체 단위 사료섭취량, 사료 요구율 및 RFI를 조사하는데 많은 어려움을 격고 있다. 또한 국내 종돈에 대한 RFI 추정 연구는 현재 까지 전무하다. 장기적인 수익을 고려할 시 국내 역 시 RFI에 대한 유전모수 추정과 적용 가능성에 대 한 검증이 필요하다. 따라서 본 연구는 2두 단위로 조사된 사료섭취량 자료을 활용하여 RFI의 유전모 수와 개량에 대한 경제가치를 추정하기 위해 수행하 였다.

    재료 및 방법

    1공시재료

    본 연구는 국립축산과학원에서 2001년부터 2014 년까지 태어난 Duroc종 8,696두의 검정자료를 활 용하였다. 초기 기초집단 구성을 위해 1998~2001 까지 Genetic porc(캐나다), Stein&stewart(미국), Compart(미국)의 회사로부터 130두의 씨돼지를 도 입하였고 그 후 폐쇄집단을 형성하여 계통을 조성하 였다. 사료섭취량은 동복 2마리 평균으로 조사되었 는데, 동복의 중복자료를 삭제하여 2,914두의 자료 를 활용하였다.

    2조사형질 및 조사방법

    본 연구에서 사용된 조사형질은 일당증체량, 등지 방두께, 사료총량, 일일사료섭취량이다. 집단의 개 량은 부계라인 특성상 90kg 도달일령을 중심으로 선발하였다. 각형질의 조사방법은 다음과 같다.

    2.1일당증체량(ADG; Average Daily Gain)

    하루 동안 증가된 체중의 평균치로써, 검정기간동 안 증가한 체중을 검정기간일로 나누어 계산하였다.

    일당증체량= 검정종료체중− 검정개시체중 검정일수 × 100

    2.2등지방두께(BF; Backfat)

    전방, 중간, 후방 부분을 측정하여 평균값의 보정 치를 이용하였다. 보정치 산출식은 다음과 같다.

    등지방두께=평균등지방+ 90kg−검정종료체중 × 평균등지방/ 검정종료체중−11.34

    2.3일일사료섭취량(FI; daily Feed Intake)

    검정기간에 섭취한 사료의 총량을 검정일 수로 나 누어 나타내었다.

    일일사료섭취량=사료섭취량/ 검정일 수

    2.4사료요구율(FC; Feed Conversion Ration)

    검정기간동안 체중증가량 대한 섭취한 사료의 양을 나타내었다.

    사료요구율=사료섭취량/ 검정종료체중−검정개시체중

    2.5잔류사료섭취량(RFI; Residual Feed Intake)

    잔류사료섭취량은 Roberts(2004)의 기대사료섭취 량 추정방법을 활용하였으며, 실제 섭취한 일일 사 료섭취량에서 성장과 유지를 위한 기대사료섭취량을 제외하여 아래와 같이 계산하였다.

    RFI 1=FI− β 0 β g 1 × ADG RFI 2=FI− β 0 β g 2 × ADG− β b 1 × BF

    RFI1은 일당증체량을 이용한 잔류사료섭취 량, RFI2는 일당증체량과 등지방두께를 이용한 잔류사료섭취량, FI는 일일 사료 섭취량, ADG 는 일당증체량, BF는 등지방두께, β0는 선형회 귀 절편, β g1은 FI에 대한 ADG의 회귀계수, β g2β b1는 FI에 대한 ADG와 BF의 회귀계 수이다.

    2.6RFI에 대한 경제가치 추정

    최근 수입 원료 가격 동향(한국단미사료협회, Korea Feed Ingredients Association. 2014) 자 료를 활용하여 평균 사료가격(479원/kg)을 산출 하였다. 경제적 가치는 다음 공식 같이 유전적 개 량량 단위에 따른 가치로 계산하였다.

    Δ G=상위 10% 육종가 동동기군 육종가 경제적 가치=검정기간 × Δ G × 사료가격

    3통계분석

    형질별 육종가 및 유전모수 추정은 BLUPF90 (Misztal et al., 2002) 프로그램을 활용하여 REML 방법으로 분석하였다. 일반 통계분석은 SAS@9.1 Package/ PC를 이용하여 회귀 및 상관 분석을 하였다.

    결과

    2001년부터 2014년까지 형질별 육종가 변화를 Table 1에 나타내었다. 본 시험에 활용된 두록 품종 은 성장 위주로 계통조성된 집단이기 때문에 일당증 체량 위주의 육종가 개선이 이루어졌다.

    Table 2는 조사된 형질(일당증체량, 등지방두께, 사료요구율 및 잔류사료섭취량)에 대한 기초 통계량 이다. 표현형 평균을 보면, 일당증체량 943일, 등지 방두께 12mm, 사료섭취량 2.31kg/day, 사료요구율 2.29kg/wt, RFI1 –0.01 및 RFI2 –0.01의 수준으로 조사되었다. 육종가 평균을 보면 일당증체량 88.9, 등지방두께 –0.41, 사료섭취량 –0.04, 사료요구율 -0.13, RFI1 –0.10 및 RFI2 –0.10으로 조사되었다.

    Table 3은 형질 육종가 사이의 상관분석 결과이 다. RFI1은 사료섭취량과 0.8, 사료요구율과 0.9의 상관으로 매우 높았으며, RFI2 역시 유사하게 조사 되었다(P<0.01). RFI1과 RFI2 모두 일당증체량과 – 0.2 수준의 상관관계를 가졌다(P<0.01). RFI1과 RFI2는 등지방두께를 제외하고 타형질과 비슷한 상 관관계를 가졌다.

    Table 4는 일일사료섭취량, 사료요구율, RFI에 대한 유전모수 추정 결과이다. 유전력에서 사료섭취 량 0.66, 사료요구율 0.40, RFI1 0.37, RFI2 0.45 로 모두 고도의 유전력으로 분석되었다.

    Table 5는 RFI의 유전적 개량량 및 경제적 가치 를 추정한 결과이다. 유전적 개량량은 RFI1과 RFI2 모두 –0.17로 조사되었다. 개량에 따른 경제적 가치 를 조사한 결과, RFI1과 RFI2는 각각 –5773(원/두), -5761(원/두)로 분석되었다.

    고찰

    국내의 경우 현재까지 RFI에 대한 선행연구는 없기 때문에 형질에 대한 유전모수를 추정하였다. 선행 연구에서 RFI와 사료섭취량의 상관은 Hoque et al.(2008)a는 0.78, Hoque et al.(2007)에서는 0.81로 보고되었고, RFI와 일당증체량과의 상관은 Hoque & Suzuki(2008)b은 0.03으로, Hoque et al. (2008)a은 0.22로 보고되었다. 우선, 형질 육종가 사이의 상관 분석에서 RFI는 사료섭취량보다는 사 료요구율과 더 높은 상관관계를 가졌다. RFI 추정식 은 사료섭취량, 일당증체량 및 등지방두께 등을 내 포하고 있기 때문에(Cai, 2008), 사료섭취량과 일당 증체량으로 계산된 사료요구율과의 상관이 더 높게 측정된 것으로 사료된다. 일당증체량과 RFI의 육종 가 상관관계는 -0.2로 음의 상관으로 조사되었다 (P>0.01). Gilbert et al.(2006)이 보고한 결과에 따 르면, RFI와 일당증체량의 유전상관은 –0.16의 음의 상관으로 보고되어 본 실험의 결과와 유사하였다. 위의 선행연구와 본 실험의 결과를 종합해보면, RFI 는 사료섭취량을 제외하고 타 형질과 낮은 유전상관 을 가지기 때문에 타 형질에 영향 받지 않고 독립적 으로 개량할 수 있을 것으로 사료된다.

    RFI1, RFI2의 유전력은 각각 0.37, 0.45로 고도 의 유전력을 나타내었다. 선행연구의 RFI 유전력 추정 결과에서 Hoque & Suzuki(2009)는 0.38, Foster et al.(1983)은 0.30, Haer(1992)는 0.45, Saintilan et al.(2013)은 0.23~0.33으로 본 실험 의 결과(0.37~0.54)가 선행연구와 유사한 수준으 로 추정되었다. 또한 품종별 RFI 유전력 연구에서 두록은 0.34~0.38, 요크셔는 0.39~40, 랜드레이 스는 0.34~0.36으로 조사되었는데(Do et al., 2013), 같은 두록 품종으로 비교해 보면 RFI1, RFI2 각각 0.37, 0.45로 RFI1과 비슷한 수준을 나 타내었다.

    일당증체량 단독이 아닌 등지방두께 반영한 RFI 의 유전력이 높게 조사되었다(RFI2 > RFI1). 선행 연구는 등지방두께를 반영하지 않은 RFI의 유전력 높게 추정된다고 보고한 바 있는데(Nguyen et al., 2004; Mrode & Kennedy, 1993), 본 실험의 연구 결과와는 상이하였다. 이는 계통집단 특성으로 유전 모수의 차이가 발생하는 것으로 사료된다.

    RFI의 유전적개량량에 대한 경제적 가치 추정 결 과, RFI 0.17 개량 시 두당 약 5,800원의 수익이 발생할 것으로 조사되었다. 부계 두록 품종이 비육 돈에 미치는 파급효과까지 고려한다면 그 수익은 더 욱 커질 것으로 판단된다.

    결과적으로, 본 실험에 사용된 두록 품종 역시 RFI 유전력은 선행연구들과 비슷한 수준으로 조 사되었다. 본 실험의 사료섭취량 자료는 동복 2 두에 대한 평균자료가 유전모수에 2중으로 반영 되는 것을 막기 위해 1두의 자료만 사용하였다. 2 복 중 1두 자료는 결국 평균으로 계산된 자료이기 때문에 상대적으로 유전모수가 실제 개체단위로 측정한 자료보다 정확하지 않을 수 있다. 따라서 선발 정확도를 높이기 위해 지속적으로 개체단위 사료섭취량을 조사할 필요가 있으며, 사료섭취량 을 활용하여 추정된 RFI를 개량에 적용할 필요가 있다.

    감사의 글

    본 논문은 농촌진흥청 연구사업“수입대체 및 수출대비용 부계 우량계통 육성”(과제번호: PJ00 991901)의 지원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    Table

    Breeding value of production traits according to year

    1)ADG, Average Daily Gain. wt/day
    2)BF, Backfat. mm
    3)FI, Daily Feed Intake. kg/day
    4)FC, Feed Conversion ration. kg/wt
    5)RFI1, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain
    6)RFI2, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain and backfat

    Basic statistics of the phenotypic and breeding value of production trait

    1)ADG, Average Daily Gain. wt/day
    2)BF, Backfat. mm
    3)FI, Daily Feed Intake. kg/day
    4)FC, Feed Conversion ration. kg/wt
    5)RFI1, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain
    6)RFI2, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain and backfat

    Pearson partial correlations coefficients and p-value of production trait Breeding value.

    1)ADG, Average Daily Gain. wt/day
    2)BF, Backfat. mm
    3)FI, Daily Feed Intake. kg/day
    4)FC, Feed Conversion ration. kg/wt
    5)RFI1, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain
    6)RFI2, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain and backfat
    (*P<0.05)

    Genetic variances(σa2), residual variances(σe2) and heritabilities(h2) of production traits

    1)FI, Daily Feed Intake. kg/day
    2)FC, Feed Conversion ration. kg/wt
    3)RFI1, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain
    4)RFI2, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain and backfat

    Economic values of residual feed intake

    1)ΔG= Top 10% BV Contemporary Group BV
    2)Economic Values= Test period(day) × ΔG × feed cost(479won)
    3)RFI1, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain
    4)RFI2, Residual Feed Intake calculated form model included average daily gain and backfat

    Reference

    1. Archer JA , Richardson EC , Herd RM , Arthur PF (1999) Potential for selection to improve efficiency of feed use in beef cattle: A review , J. Agric. Res, Vol.50 ; pp.147-151
    2. Cleveland ER , Johnson RK , Mandigo RW , Peo ER (1983) Index selection and feed intake restriction in swine. II Effect on energy utilization , J. Anim. Sci, Vol.56 ; pp.570-578
    3. Cai W , Casey DS , Dekkers JCM (2008) Selection response and genetic parameters for residual feed intake in Yorkshire swine , J. Anim. Sci, Vol.86 ; pp.287-298
    4. Do DN , Strathe AB , Mark Jensen T , Kadarmideen HN (2013) Genetic parameters for different measures of feed efficiency and related traits in boars of three pig breeds , J. Anim. Sci, Vol.91 ; pp.4069-4079
    5. Foster WH , Kilpatrick DJ , Heaney IH (1983) Genetic variation in the efficiency of energy utilization by the fattening pigs , Anim. Prod, Vol.37 ; pp.387-393
    6. Gilbert H , Bidanel JP , Gruand J , Caritez JC , Billon Y , Guillouet P , Noblet J , Sellier P (2006) Genetic parameters and responses to divergent selection for residual feed intake in the growing pigs , Proc. 8th World Congr. Genet. Appl. Livest. Prod. Belo Horizonte. Brazil. Electronic Comm. No. 14-178,
    7. Haer LCM (1992) Relevance of eating pattern for selection of growing pigs, Ph.D. thesis. Research Institute for Animal Production(IVO-DLO) Schoonoord, Zeist
    8. Hoque MA , Kadowaki H , Shibata T , Oikawa T , Suzuki K (2007) Genetic parameters for measures of the efficiency of gain of boars and the genetic relationships with its component traits in Duroc pigs , J. Anim. Sci, Vol.85 ; pp.1873-1879
    9. Hoque MA , Kadowaki H , Shibata T , Oikawa T , Suzuki K (2008) Genetic parameters for measures of residual feed intake and growth traits in seven generations of Duroc pigs , Livest. Sci, (in press)a
    10. Hoque MA , Suzuki K (2008) Genetic parameters for production traits and measures of residual feed intake in Duroc and Landrace pigs , Anim. Sci. J, Vol.79 ; pp.543-549b
    11. Hoque MA , Suzuki K (2009) Genetic of residual Feed intake in cattle and pigs , A Review. J. Anim. Sci, Vol.22 ; pp.747-755
    12. Kennedy BW , van de Werf JHJ , Meuwissen THE (1993) Genetic and statistical properties of residual feed intake , J. Anim. Sci, Vol.71 ; pp.3239-3250
    13. Koch RM , Swiger LA , Chambers D , Gregory KE (1963) Efficiency of feed use in beef cattle , J. Anim. Sci, Vol.22 ; pp.486-494
    14. Korea Feed Ingredients Association (2014) Recently imported raw material price trendshttp , http;//www.kfeedia.org (2015.02.11.),
    15. Misztal I , Tsuruta S , Strabel T , Auvray B , Druet T , Lee DH (2002) BLUPF90 and related programs(BGF90) , Proc. 7th World Congr. Genet. Appl. Livest. Prod. Montpellier. France, ; pp.28-07Communication
    16. Mrode RA , Kennedy BW (1993) Genetic variation in measures of food efficiency in pigs and their genetic relationships with growth rate and backfat , Anim. Prod, Vol.56 ; pp.225-232
    17. Nguyen NH , Mc Phee CP , Wade CM (2004) Genetic selection strategies for efficient lean growth in pigs , Pig News Inf, Vol.25 ; pp.149-163
    18. Roberts J (2004) Factors affecting egg internal quality and egg shell quality in laying hens , J. Poult. Sci, Vol.41 ; pp.161-177
    19. Saintilan R , Merour I , Brossard L , Tribout T , Donrmad JY , sellier P , Bidanel J , van Milgen J , Gilbert H (2013) Genetics of residual feed intake in growing pigs: Relationships with production traits and nitrogen and phosphorus excretion traits , J. Anim. Sci, Vol.91 (6) ; pp.2542-2554
    20. SASSAS Version 9.1 SAS Institute Inc (2003)
    21. Smith WC , Ellis M , Chadwick JP , Laird R (1991) The influence of index selection for improved growth and carcass characteristics on appetite in a population of Large White pigs , Anim. Prod, Vol.52 ; pp.193-199
    22. Web AJ (1989) Genetics of feed intake in the pig , The voluntary food intake of pigs, British Society of Animal Production occasional publication, Vol.13 ; pp.41-50
    오늘하루 팝업창 안보기 닫기