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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.53 No.4 pp.69-75
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2019.53.4.69

Concatenation of the Contemporary Groups for Finish Time in Genetic Evaluation of Thoroughbred Racehorses

Kyoung-Tag Do1, Kyung-Do Park2*
1Department of Animal Biotechnology, Jeju National University, Jeju, 63243, Korea
2Department of Animal Biotechnology, Chonbuk National University, Jeonju, 54896, Korea
Corresponding author: Kyung-Do Park Tel: +82-63-270-5934 Fax: +82-63-270-5934 E-mail: doobalo@jbnu.ac.kr
April 15, 2019 June 23, 2019 July 5, 2019

Abstract


This study was undertaken to investigate concatenation of the contemporary groups influencing finish time of Thoroughbreds, using a total of 82,796 records of 6,762 heads that raced at Gwacheon racecourse from January, 2012 to January, 2019. In all distances, when winner’s finish time decreased by one second, the average finish time of individual race in corresponding distances decreased by 0.89-0.99 seconds. The effects of contemporary groups accounted for approximately 41% of the total variation, and the effect of the individual race was the biggest in all distance. The estimates of the genetic variances for the finish time estimated from model I in which contemporary group effects were included and from model II in which winner’s time effects were included were 0.4760 and 0.4148, respectively. The estimates for the heritability and repeatability from model I were 0.26 and 0.47, respectively and those from model II were 0.22 and 0.40, respectively. The estimates for genetic variance and heritability from Model II were lower than those from the model I by 13% and 15%, respectively, and it would be more advantageous for the improvement to include contemporary group effects than to include the winner’s time effect as the environmental effects in the model.



더러브렛 경주마의 유전능력평가에서 주파기록에 대한 동기군의 조성

도 경탁1, 박 경도2*
1제주대학교 생명공학부 동물생명공학전공
2전북대학교 동물생명공학과

초록


본 연구는 2012년 1월부터 2019년 1월까지 과천경마공원에서 경주한 더러브렛, 6,762두의 주파기록, 총 82,796개를 이용하여 동기군의 구성을 조사하기 위하여 수행되었다. 모든 경주거리에서 우승마의 주 파기록이 1초 감소하면 해당 경주의 평균 주파기록은 0.89초에서 0.99초 감소하였다. 주파기록에 대한 동기군의 효과는 총변이의 약 41%를 차지하였으며, 참가경주의 효과는 일괄적으로 모든 경주거리에서 가장 크게 나타났다. 동기군을 포함한 모형(Ⅰ)과 우승마 기록을 포함한 모형(Ⅱ)에서 추정된 주파기록 에 대한 유전분산은 각각 0.4760과 0.4148, 유전력과 반복력은 각각 0.26, 0.47과 0.22, 0.40이었다. 모형 Ⅱ에서 추정된 유전분산과 유전력은 모형 1에 비하여 각각 13%와 15% 감소하는 것으로 나타났으 며, 우승마의 주파기록을 환경효과로 모형에 포함하는 것보다는 동기군을 포함하는 것이 주파기록을 개 량하는데 있어서 더 유리할 것으로 판단되었다.



    Rural Development Administration
    PJ01332901

    서론

    경주마의 경우는 암수 모두 발현할 수 있는 주파 기록이나 수득상금의 표현형이 존재하기 때문에 젖 소의 유량이나 닭의 산란율 등과 같이 한성유전을 하는 형질들을 개량하는 방법과는 다소 차이가 있 다. 수득상금이란 경주마가 출전한 경주에서 경쟁 으로 얻어야하기 때문에 경주능력을 판단할 수 있 으며, 계산이 매우 용이하고 부담중량체계와도 연 계할 수 있다는 장점이 있기 때문에 수득상금은 매 우 중요한 경주형질이다(Langlois & Blouin, 2004;Velie et al., 2014). 수득상금이 높은 개체는 일반적 으로 함께 출전한 상대마들보다 부담중량을 더 많이 부여받는다. 따라서 매년 국제경마연맹(International Federation of Horseracing Authorities, IFHA)에서 는 경마회원국이 보유한 경주마들의 총수득상금에 대한 레이팅지수를 발표하고 국가 간 경주마의 순 위를 정하고 있으며, 씨수말과 씨암말의 선발 기준 이 되었다(IFHA, 2018). 그럼에도 불구하고 경주 상금은 매년 물가상승률이 고려되어 정해지기 때문 에 개량 목표로 삼기에는 적합하지 않다.

    한편, 국산마의 능력을 획기적으로 개량하여 경주 마 수출국으로 전환함으로서 최우수 경마시행국 진 입에 기여한다는 경마혁신대책 이후 국내 경주마의 개량지표는 주파기록을 이용하고 있으며(Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, MAFRA, 2018), 국내 경주마집단의 유전적 개량지표형질은 주파기록이 합리적임이 이미 밝혀진바 있다(Park, 2011). 그러나 아직 국가단위 평가모형이 정착되지 않은 상태에서 표현형 단축량을 이용하여 개량목 표를 달성하는 것은 바람직하지 않다고 판단된다. 따라서 본 연구의 목적은 주파기록에 대한 개량목 표를 달성하는데 있어서 모형설정을 위한 동기군 의 조성 방법을 제시하는데 있다.

    재료 및 방법

    1 공시 재료

    본 연구는 2012년 1월부터 2019년 1월까지 과천 경마공원에서 경주한 더러브렛, 6,762두의 주파기 록, 총 82,796개를 이용하였으며, 원 자료에서 경 주거리별 주파기록이 3.5x표준편차 이상인 기록은 경주 중 부상을 당하거나 장구파손 등으로 인한 비 정상적인 경주기록으로 간주하고 분석 자료에서 제 외하였다(Table 1).

    2 통계적 방법

    분석모형 식 (1)과 식 (2)의 공통 고정효과로는 경주거리, 성별-나이, 경주번호를 포함하였으며, 동 기군(경주년-월-일-참가효과)과 우승마의 주파기록 은 모형별로 각각 포함하여 비교분석을 실시하였다.

    y ijklmn = μ + d i +SA j +n k +YMDR 1 +a m +p m +e ijklmn
    식 (1)

    y ihklm = μ + d i +SA j +  n k + β ( X tijklm X ¯ ) +a 1 +p 1 +e ijklm
    식 (2)

    위에서, yijklmn, yihklm= 주파기록, di=i번째 경주 거리의 고정효과, SAj=j번째 성별-나이의 고정효 과, nk=k번째 경주번호의 고정효과, YMDRl=l번째 경주년-월-일-참가경주의 고정효과, β=1차 회귀 계수, Xtijklm=우승마기록, al, am=l, m번째 개체의 상가적 유전효과, pl, pm=l, m번째 개체의 영구환 경효과, eijklmn, eijklm=임의오차이다. Var(a)=A σ 2 2 , Var(pe)=I σ p e 2 , V a r ( e ) = I σ e 2 , A=혈연계수행렬, I=단 위행렬이며, 주파기록에 대한 분산성분은 제한최대 우도함수(Restricted maximum likelihood, REML)을 기반으로 한 VCE6.0 64비트 프로그램(Groeneveld et al., 2008)으로 추정하였다.

    결과 및 고찰

    1 우승마 기록

    과천경마공원의 경주체계는 국산마의 경우 5개 등급(국6, 국5, 국4, 국3과 국2), 외산마의 경우 2개 등급(혼4과 혼3)으로 나뉘고 2등급과 1등급은 국·외산마 혼합경주이며, 경주거리는 1000 m, 1200 m, 1300 m, 1400 m, 1700 m, 1800 m, 1900 m, 2000 m와 2300 m 등, 총 9의 경주거리로 운영되 고 있다. 또한 경주마의 거리별 적성을 감안하여 3~5개의 경주거리에 선택 출주할 수 있는 경주조건 별 적성거리가 적용은 되나 경주마들이 벌어들인 수 득상금에 따라 출전할 수 있는 참가경주는 제한되 며, 수득상금에 대한 레이팅지수를 이용하여 부담중 량 부과 및 경주가 편성되고 있다(Korea Racing Authority, KRA, 2019).

    이러한 승군제도로 인하여 경주능력이 열등한 개 체는 승군을 하지 못하고 대부분 중간에 도태되고 1군까지 승군한 경주마들은 주로 씨암말로 선호도가 높으며, 간혹 씨수말로 활용되기도 한다. 따라서 경 주거리가 증가할수록 경주기록수가 감소하는 이유는 이러한 승군제에 따른 경주마와 경주의 수가 감소되 기 때문이다(Table 1).

    우승마의 기록은 참가한 경주에서 우승(1착)을 차 지한 경주마의 주파기록으로 경주 편성 당 평균 11.2두가 출전하기 때문에 우승마의 기록은 전체 자 료의 약 9%를 차지하며, 참가경주의 평균 주파기록 보다 약 1.6초 빠르다(Table 1).

    또한 총 6,762두가 7,445개의 경주에 출전하여 한번이라도 우승을 한 개체는 3,424두(50.6%), 한 번도 우승하지 못한 개채는 3,338두(49.4%)두였다. 따라서 우승기록으로 경주마를 평가할 경우 우승기 록이 없는 경주마들은 평가에서 제외되기 때문에 평 가형질로는 적합지 않다. 경주거리별 주파기록은 거 의 정규분포에 가까운 반면, 우승마의 주파기록은 왼쪽으로 약간 치우친 분포를 나타내었다(Fig. 1, 2).

    해당경주의 우승마의 주파기록이 감소하면 함께 출전한 경주마들의 주파기록도 상대적으로 감소하 여 해당경주의 평균 주파기록은 감소하게 되고 이 러한 현상은 모든 경주거리에서 일률적으로 나타남 으로서(Fig. 1) 우승마의 주파기록은 해당경주의 평 균 주파기록과 밀접한 관계가 있다(Bugislaus et al., 2005). 그러나 우승마의 기록이 해당경주의 평 균 주파기록에 영향을 미치는 환경적인 요인도 있 지만 실제로 우승마나 함께 출전한 경주마들의 능 력이 뛰어나서 주파기록이 단축 되는 경우도 존재 하기 때문에 우승마의 기록은 환경적, 유전적 요인 을 모두 포함하는 요소이다.

    모든 경주거리에서 우승마의 주파기록이 1초 감소하 면 해당 경주의 평균 주파기록은 0.89초에서 0.99초 감소하는 것으로 나타났다(Table 2).

    2 동기군

    경마란 반드시 기록경주라 할 수 없다. 함께 출 전한 경주마들의 경주능력에 주파기록은 변할 수 있기 때문에 함께 출전한 경주마들과의 상대성을 고려할 수 있는 동기군을 평가모형에 포함시키는 것 이 적절하다(Buttram et al., 1988;Bugislaus et al., 2005). 동기군은 같은 경마공원과 같은 날짜에 같은 경주에 참가한 경주마의 집단으로 정의될 수 있으며, 과천경마공원의 경주당 평균 동기군의 크기 는 약 11.2두였다(Table 1).

    경주년도는 매년 시행되는 경주체계의 효과, 경 주월은 계절의 효과, 경주일은 당일 경주로의 상태 나 기상효과를 설명할 수 있다. 경주로의 상태는 경주마의 주파기록에 적지 않은 영향을 미치며, 경 주로내 수분함량에 따라서 건조, 양호, 다습, 포 화, 불량으로 나뉜다. 국내 경주로의 상태는 뚜렷 한 사계절로 인하여 계절별로 일정한 특성을 나타 내며, 여름에 불량(수분함량≥20%), 봄과 겨울에는 건조(수분함량<6%), 가을에는 양호(6%≤수분함량 <10%) 주로가 상대적으로 많다(Cho et al., 2008). 그리고 참가경주는 경주등급과 경주마들의 상대성 을 고려할 수 있으며, 우승마의 기록을 설명할 수 있다(Oki et al., 1994;Park, 2011).

    주파기록에 대한 동기군내 각 효과들의 분산구성비 는 SAS 9.3 Nested procedure를 이용하여 추정하였 다. 경주거리별로 참가경주는 총변이의 23.3~32.3%, 경주연도는 5.4~24.8%, 경주월은 7.0~13.6%, 경주 일은 1.4~8.6%를 나타내었고 요인들(동기군)의 총 분산구성비는 32.4~51.9%로 평균 총변이의 약 41% 이상을 차지하고 있어 가장 중요한 환경요인이라 판 단되었다(Table 3).

    3 모형의 비교

    국내 더러브렛의 경우, 주파기록에 대한 유전력 과 반복력은 모형 I과 II에서 각각 0.26, 0.47과 0.22, 0.40으로 추정되었다. 외국의 연구에 따르면 더러브렛 경주마의 주파기록에 대한 유전력의 범위 는 0.10~0.32(Mota, 2006), 0.177~0.353(Ekiz & Kocak, 2007), 0.09~0.13(Bakhtiari & Kashan, 2009)과 0.044~0.106(Orhan & Kaygisiz, 2010) 으로 보고되었다. 그러나 주파기록에 대한 유전력은 분석모형과 각 국가의 경주체계, 주로의 설계 등 많 은 변수로 인하여 정확히 비교하기는 어렵지만 일반 적으로 중도의 유전력(0.25~0.30)을 갖는다고 알려 졌다(Thiruvenkadan et al., 2009). 한편 동기군을 포함한 모형 I과 우승마 기록을 포함한 모형 II에서 주파기록에 대한 유전분산은 각각 0.4760과 0.4148 로 추정되었다(Table 4).

    모형 I과 II에서 추정된 유전분산의 비율은 100:87 로 약 13%, 유전력은 100:85로 약 15%가 모형 II에 서 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 우승마의 주 파기록을 환경효과로 모형에 포함하는 것보다는 동 기군을 포함하는 것이 주파기록의 개량에 더 유리한 것으로 판단되었다. 앞서 언급한 바와 같이 경주마 의 개량목표 달성을 위해서 주파기록에 대한 표현형 단축량만을 이용하는 것보다는 주파기록에 대한 국 내 보유 씨수말들의 정확한 유전능력 평가와 더불어 유전적 개량량을 추정하는 것이 개량목표를 달성하 는데 있어서 더 바람직하다고 판단된다.

    감사의 글

    본 논문은 농촌진흥청 차세대 바이오그린21사업 (세부과제번호: PJ01332901)의 지원에 의해 이루어 진 것임.

    Figure

    JALS-53-4-69_F1.gif

    Distributions of finish (left) and winner (right) time (s) at 1200 m.

    JALS-53-4-69_F2.gif

    Relationship between winner time (X) and average finish time (Y) of the individual race at 1000 m, 1200 m, 1300 m, 1400 m, 1700 m and 1800 m (from top left to bottom right).

    Table

    Distributional properties for data structure by distance

    The linear trends on average finish time (s) of the individual race to winner time by distance

    Percentages of the total variance in finish time (s) accounted for by race years, months, days and individual races by distance

    Additive genetic (σ2a), permanent environmental (σ2pe), residual variance components, heritabilities (h2) and repeatabilities (r) for finish time

    Reference

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