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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.51 No.4 pp.111-119
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2017.51.4.111

Estimates of Genetic Parameter for Carcass Traits and Chemical Composition Analysis in Hanwoo

Seung Hee Roh1, Jin Won Kim1, Sung Soo Lee1, Eun Joo Lee1, Byoungho Park2, Taejeong Choi2, Mi Na Park2, Jung Gyu Lee3,4*
1Hanwoo Improvement Center, Nation Agricultural Cooperative Federation, Seosan, 31948, Korea
2National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan, 31000, Korea
3Division of Applied Life Science, Gyeongsang National Univ., Jinju, 52828, Korea
4Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National Univ., Jinju, 52828, Korea
Corresponding author : Jung Gyu Lee +82-55-772-1941+82-55-772-1949jglee@gnu.ac.kr
20170323 20170620 20170705

Abstract

The objective of this study is to check the applicability of the improved trait through the nutritional value of loin and the estimation of genetic parameter through the chemical composition analysis(moisture, crude fat, crude protein, crude ash) for Hanwoo carcass traits and loin. The data of 1㎏ of loin sampled and analyzed for 2,033 Hanwoo progeny test(steers) from 47th to 57th were used as the disclosure material used in this study. The study resulted that the heritability for carcass weight, eye muscle area, back fat thickness and marbling score which are Hanwoo carcass traits was estimated to be 0.37, 0.51, 0.44 and 0.57, respectively and the heritability for moisture, crude fat, crude protein and crude ash which are the chemical composition analysis to be 0.62, 0.64, 0.58 and 0.12, respectively. And the genetic correlation estimate between carcass weight and crude fat was 0.35, and marbling score with moisture, crude fat, crude protein and crude ash was -0.966, 0.964, -0.924 and -0.664, respectively. The genetic correlation between moisture and crude fat, crude protein was analyzed to be -0.998, 0.969 and a high genetic correlation was shown in crude fat and crude protein, -0.979. As the chemical composition analysis value showed high heritability in moisture, crude fat and crude protein, improved traits are considered to be available.


한우 도체형질 및 도체 일반성분 유전모수 추정

노 승희1, 김 진원1, 이 성수1, 이 은주1, 박 병호2, 최 태정2, 박 미나2, 이 정규3,4*
1농협경제지주 한우개량사업소
2국립축산과학원
3경상대학교 농업생명과학대학 축산학과
4경상대학교 부속 농업생명과학연구원

초록

본 연구의 목적은 한우 도체형질과 등심에 대한 일반성분(수분, 조지방, 조단백질, 조회분) 분석을 통 한 등심의 영양학적 가치와 유전모수 추정을 통한 개량형질 적용 가능성을 확인하기 위하여 실시하였 다. 본 연구에 이용된 공시 재료는 한우 후대검정우 47차부터 57차까지 실시한 2,033두에 대하여 등심 1㎏을 시료를 채취하여 분석한 자료를 이용하였다. 연구결과 한우 도체형질인 도체중, 등심단면적, 등 지방두께, 근내지방도에 대한 유전력은 각각 0.37, 0.51, 0.44, 0.57로 추정되었으며, 일반성분 분석인 수분, 조지방, 조단백질, 조회분에 대한 유전력은 각각 0.62, 0.64, 0.58, 0.12로 추정되었다. 그리고, 도체형질과 일반성분간의 유전상관은 도체중과 조지방에서 0.35, 근내지방도와 수분, 조지방, 조단백 질, 조회분에서 각각 -0.966, 0.964, -0.924, -0.664으로 고도의 유전상관을 보였다. 수분과 조지방, 조단백질간의 유전상관은 각각 -0.998, 0.969로 분석되었으며, 조지방과 조단백질에서 -0.979로 고도 의 유전상관을 보였다. 일반성분 분석치인 수분, 조지방, 조단백질에서 고도의 유전력을 보였으므로, 개 량형질 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.


    Rural Development Administration
    PJ011349042017

    서론

    축산선진국과의 FTA체결로 인하여 수입육이 점차 증가하고 있는 상황에서 한우의 수입육과의 경쟁력 에서 우위를 차지하기 위해서 다양한 연구가 실시되 고 있으며, 최근 웰빙에 대한 관심이 증가하고 있으 나 한우 육질에 대한 과도한 지방섭취를 부추긴다는 부정적인 여론이 제기되고 있다. 그러나 쇠고기의 지방은 인체 필요한 열량과 영양성분을 제공할 뿐 아니라 맛에도 영향한다고 알려져 있다(Blumer, 1963). 그리고, Choi et al.(2008)은 한우가 엥거스 나 일본화우보다 올레인산(C18:1)이 월등이 높다고 하 였다. 고기의 맛은 결정하는 중요한 요인은 연도, 다즙성(고기에 포함되어 있는 수분), 풍미등이 높은 상관관계가 있으며, 지방과 다즙성에 관련된 분석은 일반성분 시험법으로 식품중에 일반적으로 함유되어 있는 성분에 관한 시험법으로서 식품의 규격, 순도 의 검사 및 영양가를 평가하기 위하여 수분, 회분, 질소화합물, 탄수화물등에 대하여 기재한 것으로 보 통 식품중의 일반시험으로서는 수분, 조회분, 조단 백질, 조지방 및 조섬유에 대하여 분석하고 있다. 한우에 대하여 지방산 분석, 일반성분분석은 식품과 관련된 많은 연구가 이루어 지고 있으나 한우 개량 형질의 활용가능성에 대한 연구는 전무한 상태이다. 따라서, 본 연구는 후대검정우의 일반성분분석 결과 를 바탕으로 영양학적 가치가 우수한 씨수소를 선발 할 수 있는 한우의 새로운 개량방향을 모색하고, 개 량형질 활용가능성을 확인하기 위하여 실시하였다.Table 1

    재료 및 방법

    1.공시재료

    본 연구에서 이용된 재료는 국가단위 한우개량사 업에 공시되고 있는 한우 후대검정우(47차~57차) 2,033두에 대하여 도체형질인 도체중, 등심단면적, 등지방두께, 근내지방도와 24개월령에 도축 후 등심 1㎏을 시료채취하여 농업기술실용화재단에 의뢰하여 분석한 일반성분인 수분, 조지방, 조단백질, 조회분 자료를 이용하여 분석하였다. 도체형질은 도축 후 0~5℃에서 24시간 이상 냉장시킨 후 좌우 반도체의 중량을 측정하여 반도체의 함량을 냉도체중으로 계 산하였으며, 등심단면적은 제13늑골과 제1요추 사이 를 척추골과 직각이 되게 절개한 후 제13늑골쪽의 면적을 면적자로 계산하였고, 등지방두께는 등심단 면적 측정부위에서 척추쪽으로 2/3안쪽으로 들어간 지점에서 측정하였으며, 근내지방도는 등심단면적 측정부위에서 지방침착도를 기준표(1~9)와 비교하여 육안으로 측정하였다. 일반성분 분석은 도축 후 제1 요추 부분에 요추 한마디(약 1㎏)를 절개하여 농업 기술실용화재단에서 실시하고 있는 일반성분 분석 방법을 이용한 결과치를 이용하였다.

    2.통계적 분석방법

    2.1.환경요인의 효과

    본 연구에서 조사한 도체형질, 일반성분 분석 형 질에 영향을 미치는 검정년도-계절(검정차수), 도축 일령의 효과 추정을 위하여 다음과 같은 선형혼합모 형을 이용하여 분석하였다.

    2.2.분석방법 및 모형

    등심의 일반성분 분석은 농업기술실용화재단에서 실시하고 있는 방법을 통하여 분석하였으며, 각 항 목별 분석방법은 각각 수분 오븐건조법, 지방함량 에테르추출법, 단백질 켈달법, 회분 회로분석법으로 분석하였다. 본 연구에서 조사한 도체형질, 일반성 분 분석형질에 영향을 미치는 검정년도-계절(검정차 수)를 고정효과로 하고, 도축일령을 공변이로 하여 선형혼합모형으로 분석하였다.

    y = μ + C h a s u u i + C o υ i ( s a g e ) + a i + e i

    여기서,

    • y: 도체형질, 일반성분 분석 형질에 대한 관측치

    • μ: 전체평균

    • Chasui : i 번째 검정년도-계절(검정차수)의 효과 (i = 1, 2, …, 11)

    • Covi (sage): 도축일령에 대한 공변이(Covariate)

    • ai : 해당 개체에 대한 임의 효과~N(0, A)

    • ei : 임의오차 효과~N(0, I)

    본 연구에서 설정한 혼합모형은 PC용 SAS Package Ver. 9.1을 이용하였고, GLM(Generalized Linear Model)분석결과 제공되는 4가지 제곱합중에 서 불균형된 자료에 적합한 TYPE Ⅲ 제곱합을 이용 하여 분산분석을 하였으며, 최소제곱 평균치간의 유 의성을 검정을 위하여 귀무가설을 유의수준 90~95% 로 각각 검정하였다.

    2.3.유전모수의 추정

    각 형질에 대한 상가적 유전효과에 대한 유전모수 및 육종가 추정을 위하여 다음과 같은 다형질 혼합 모형을 이용하였다.

    Y i = X i b i + Z i a i + e i

    여기서,

    • Yi : 각 형질의 관측치에 대한 벡터

    • Xi : 고정효과에 대한 계수행렬

    • Zi : 개체에 대한 임의효과에 관한 계수 행 렬~ N ( 0 , A σ a 2 )

    • bi : 알려지지 않은 고정효과에 대한 추정치 벡터

    본 연구에서는 EM-REML Algorism을 바탕으로 하여 전산 프로그램한 REMLF90(Misztal, 2001)을 이용하여 유전모수를 추정하였으며, 이 Package에 서 잔차분산이 10-11 이하로 수렴 될 때 까지 반복 추정 하였다. 얻어진 분산-공분산 값을 이용하여 유 전력과 유전상관을 다음과 같이 구하였다.

    h 2 = σ a 2 ^ σ a 2 ^ σ e 2 ^ r G = C O V ^ a ( i , j ) σ a ( i ) 2 × σ a ( j ) 2 ( i j ) r G = C O V ^ p ( i , j ) σ p ( i ) 2 × σ p ( j ) 2 ( i j )

    여기서,

    • σ a 2 : 상가적 유전분산,

    • σ e 2 : 잔차분산

    • rG : 유전상관,

    • rF : 표현형상관이다.

    2.3.1.혈통파일의 구조

    유전모수 추정을 위한 혈통정보는 Table 2와 같 다. 유전모수추정을 위해서는 모집단의 혈통조사가 선행 되어져야 하며, 본 연구를 위하여 혈통구조 분 석은 BLUPF90계열 프로그램(Misztal, 2001)을 이 용하여 분석하였다. 도체형질과 일반성분 분석에 대 한 유전모수 추정 분석 시 이용된 혈통자료는 개체, 아비, 어미로 구성하여 혈통자료내의 총 개체수는 6,691두이고, 근교된 개체수는 605두로 평균 근교계 수는 0.0312였다. 총 6,691두 중에서 아비와 어미를 모두 알고 있는 개체는 5,818두이고, 아비만 알고 있는 개체는 217두이며 개체만 알고 있는 두수는 656두였다.

    결과 및 고찰

    1.각 형질별 일반성분

    한우의 도체형질과 일반성분에 대한 각 형질별 평 균과 표준편차를 Table 3에 제시하였다.

    도체중의 최소제곱 평균은 363.5±40.79㎏으로 Roh et al.(2004)이 후대검정우에서 분석한 355.71± 37.70㎏ 보다 높게 나타났으며, 등지방두께는 8.7± 3.61㎜로 Choi et al.(2006)이 거세우에 대하여 7.27±3.06㎜로 보고한 자료보다 높았으며, 근내지 방도는 3.3±1.53으로 Kim et al.(2006)이 90년대 중 후반 후대검정우 자료와 비육 시험한 자료를 이 용하여 보고한 1.78±1.18보다 높게 나타났다. 이는 후보씨수소의 후대검정우들이 개량에 의한 효과로 점차 능력이 증가되고 있다고 사료된다.

    2.환경요인의 효과

    2.1.분산분석과 유의성 검정

    본 연구에서 조사된 도체형질에 대한 분산분석표 및 검정년도-계절(검정차수)와 각 형질별 공분산 분 석 그래프를 Table 4와 Fig. 1에 표시하였다.

    Table 4에 표시된 각 요인에 대한 유의성 검정 결 과 검정년도-계절(검정차수)에서는 도체중, 등심단 면적, 등지방두께, 근내지방도에 대하여 고도의 유 의성(p<0.01)이 인정되었고, 도축일령에 대해서는 근내지방도를 제외하고 모든 형질에서 고도의 유의 성(p<0.01)을 보였다. 후대검정우는 동기그룹를 설 정하기 위하여 계절번식을 실시하며, 1년에 두개 차 수씩 검정을 실시함에 따라 도체형질별 유의적인 차 이를 보이는 것은 년도와 계절적인 영향을 받고 있 음을 알 수 있다. Roh et al.(2004)은 출생년도-계 절에 대하여 도체형질에서 고도의 유의성(p<0.01) 이 나타나 본 연구와 비슷한 경향을 보였다.

    공분산분석은 두개의 형질간 상관정도를 볼 수 있 는 방법으로 각 형질별로 도축일령이 증가함에 따라 모든 형질에서 증가하는 추세를 보였다.Fig. 2

    Table 5에 명시한 일반성분 분석 형질에 대한 유 의성 검정 결과 검정년도-계절(검정차수)에서는 수 분, 조지방, 조단백질, 조회분에 대하여 고도의 유 의성(p<0.01)이 인정되었고, 도축일령에 대해서는 조회분만이 유의성(p<0.05)을 보였다.

    일반성분분석에 대한 공분산분석결과 수분과 단백 질에서 도축일령이 증가함에 따라 감소하는 추세를 보였다. Fig. 1에서 도축일령이 증가함에 따라 육질 이 증가하는 추세를 나타냄으로 Lee et al.(2010)이 보고한 육질등급이 증가함에 따라 수분과 단백질이 감소하는 결과와 일치하였다.

    3.유전모수 추정

    3.1.유전력

    본 연구에서 도체형질과 일반성분분석 자료를 이 용한 유전분산, 잔차분산 및 유전력을 분석한 결과 를 Table 6에 나타내었다.

    한우 도체형질인 도체중, 등심단면적, 등지방두 께, 근내지방도의 유전력은 각각 0.37, 0.51, 0.44, 0.57로 높게 추정되었다. Lee et al.(2001)은 도체 중, 도체율, 등심근단면적, 등지방두께, 근내지방도 에서 각각 0.221, 0.335, 0.342, 0.310, 0.362로 보고하였는데, 본 연구결과 모든 형질에서 높은 경 향치를 보였다. Pariacote et al.(1998)은 American Shorthorn을 대상으로 한 보고에 의하면 도체율, 등지방두께, 등심단면적, 근내지방도에서 각각 0.49, 0.46, 0.97, 0.88로 한우 도체형질의 유전력 보다 높게 추정하였다.

    Yoon et al.(2002)은 24개월령 거세우에 대하여 한우개량단지와 한우개량사업소를 대상으로 한 유전 력은 도체중, 등심단면적, 등지방두께, 근내지방도 에서 각각 0.31, 0.27, 0.35, 0.48로 추정하였다. 본 연구결과 도체중에서 유사한 결과를 보였으나, 나머지 형질에 대해서는 다소 차이를 보였다. Lee et al.(2001)이 발표한 Gibbs Sampling을 이용한 Threshold 개체모형에서 도체중, 도체율, 등심단면 적, 등지방두께, 근내지방도에서 각각 0.293, 0.407, 0.380, 0.426, 0.425로 보고하였고, Roh et al. (2004)은 같은 모델에서 각각 0.29, 0.25, 0.40, 0.42, 0.54로 보고하였다. Koo et al.(2008)은 한우능력평 가대회에 참여한 농가의 도체중의 유전력을 0.249로 보고하였으며, 본 연구결과와 다소 차이를 보였다.

    3.2.유전상관 및 표현형상관

    한우의 도체형질과 일반성분 분석 형질에 대한 유 전상관 및 표현형상관 결과를 Table 7에 나타내었다.

    도체중과 등심근단면적, 등지방두께, 근내지방도에 서 유전상관이 각각 0.637, 0.116, 0.359로 나타났 으며, 등심단면적과 등지방두께, 근내지방도 간의 유 전상관은 -0.171, 0.401로 각각 추정되었다. 도체형 질인 근내지방도와 일반성분 분석자료인 수분, 조지 방, 조단백질, 조회분에서 유전상관이 각각 –0.966, 0.964, -0.924, -0.664로 고도의 유전상관을 보였 다. 일반성분 수분과 조지방, 조단백질, 조회분에서 각각 –0.998, 0.969, 0.628로 나타났고, 조지방함량 과 조단백질간의 유전상관은 –0.979로 고도의 유전 상관으로 추정되었다. 근내지방도가 높을수록 등심 내 지방침착이 높으므로, 조지방함량간의 유전상관 이 높은 것은 당연한 결과로 사료된다. 소비자의 요 구에 맞는 개량방향을 설정하기 위해서는 단백질이 높은 개체를 선발하여 이용한다면 지방과의 부의 상 관관계가 있으므로 개량성과가 높을 것으로 사료된다.

    Roh et al.(2004)은 한우의 도체중과 등심근단면적, 등지방두께, 근내지방도는 각각 0.651, 0.138, 0.410 으로 정의상관을 보고하였고, 등심단면적과 등지방두 께에서 -0.139로 부의상관을 등심단면적과 근내지방 도는 0.156로 정의상관을 보고하였는데, 본 연구결 과와 다소 차이를 보였다. 그리고, 등심단면적과 등 지방두께에서 Park & Park(2002)은 0.30으로 정의 상관을 보였는데, 본 연구에서는 이와는 상반된 -0.171 로 부의 상관을 보였으며, Kim et al.(2006)은 등심 단면적과 근내지방도에서 0.76으로 높은 정의상관을 보고하여 본 연구결과와 다소 차이를 보였다. 도체중 과 등심단면적의 유전상관에서 Veseth et al.(1993) 이 보고한 0.58로 유사한 정의상관을 보였다. 등심 단면적과 근내지방도의 유전상관에서 Park & Park (2002)이 보고한 0.02보다 높은 정의상관을 보였다.

    결론

    본 연구는 한우 도체형질 및 등심에 대한 일반성분 분석을 통한 등심의 영양학적 가치와 유전모수 추정 을 통한 개량형질 적용 가능성을 확인하기 위하여 실 시하였다. 연구결과 한우 도체형질인 도체중, 등심단 면적, 등지방두께, 근내지방도에 대한 유전력은 각각 0.37, 0.51, 0.44, 0.57로 추정되었으며, 일반성분 분석인 수분, 조지방, 조단백질, 조회분에 대한 유전 력은 각각 0.62, 0.64, 0.58, 0.12로 추정되었다. 그 리고, 도체형질과 일반성분간의 유전상관은 도체중과 조지방에서 0.35, 근내지방도와 수분, 조지방, 조단 백질, 조회분에서 각각 -0.966, 0.964, -0.924, -0.664 으로 고도의 유전상관을 보였다. 수분과 조지방, 조단 백질간의 유전상관은 각각 -0.998, 0.969로 분석되 었으며, 조지방과 조단백질에서 -0.979로 고도의 유 전상관을 보였다. 유전력은 한 형질에 대하여 자손이 그들 부모의 능력을 닮아가는 지를 나타내는 척도로 써 본 연구결과에서 높은 유전력을 나타냈다는 것은 자손들 한테 그 능력을 전달할 수 있다는 의미이다. 그리고, 단백질과 지방과는 부의 상관관계가 있으므 로 소비가 요구에 맞는 개량방향 설정이 가능할 것이 며, 일반성분 분석 결과를 개량형질로 이용하여 씨수 소 선발에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

    감사의 글

    본 연구는 농촌진흥청 차세대바이오그린21사업 연 구과제(세부과제번호: PJ011349042017)의 지원에 의해 수행되었으며, 한우개량사업소 직원과 동물분 자유전육종사업단에 감사의 말씀을 드립니다.

    Figure

    JALS-51-111_F1.gif

    Analysis of covariance of the carcass traits.

    JALS-51-111_F2.gif

    Analysis of covariance of the chemical composition analysis traits.

    Table

    Number of animals by year-season

    Pedigree information for estimation of genetic parameter

    Basic statistical characteristics of traits

    aCWT: Carcass Weight(kg), EMA: Eye Muscle Area(cm2), BF: Backfat Thickness(mm), MS: Marbling Score, MOT: Mosture(%), Fat: Crude Fat(%), Protein: Crude Protein(%), Ash: Crude Ash(%)

    Analysis of variance of the carcass traits

    *:p<0.05,
    **:p<0.01,
    ns: Not Significant at 0.05 level of significance
    aChasu: Test year and season, Sage: Slaughter age
    bCWT: Carcass weight(kg), EMA: Eye muscle area(cm2), BF: Backfat thickness(mm), MS: Marbling score

    Analysis of variance of the chemical composition analysis traits

    *:p<0.05,
    **:p<0.01,
    ns: Not Significant at 0.05 level of significance
    aChasu: Test year and season, Sage: Slaughter age
    bMOT: Moisture(%), Fat: Crude Fat(%), Protein: Crude Portein(%), Ash: Crude Ash(%)

    Components of variance, heritability of carcass traits and chemical composition analysis traits in Hanwoo

    aCWT: Carcass Weight(kg), EMA: Eye Muscle Area(cm2), BF: Backfat Thickness(mm), MS: Marbling Score, MOT: Mosture(%), Fat: Crude Fat(%), Protein: Crude Protein(%), Ash: Crude Ash(%)

    Genetic and phenotypic correlations among carcass traits and chemical composition analysis traits in Hanwoo

    Note: Genetic correlations are above and phenotypic correlations are below the diagonal

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