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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.54 No.2 pp.63-68
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2020.54.2.63

Interaction Effect between Herd and Parity in Integrated Evaluation Model for Litter Size

Park Jun, Chong-Sam Na*
Department of Animal Biotechnology, Chonbuk National University, Jeonju 54896, Korea.
*Corresponding author: Chong-Sam Na Tel: +82-63-270-2607 Fax: +82-63-270-2614 E-mail: csna@jbnu.ac.kr
August 27, 2019 March 7, 2020 March 7, 2020

Abstract


This study was conducted to investigate the interaction effect between farms and parity using the reproductive records of Yorkshire pig from six GGP farms owned by three breeding companies. The means of the TNB and NBA were 13.4±3.6 and 12.5±3.4 heads, respectively. Average generation intervals of the LSO and LDO were estimated to be 17.5 and 22.0 months, respectively. The distribution of TNB records by parity showed distinct differences in two groups as farm code A(10), B(21), C(30) and farm code B(20), B(22), C(31). The interaction effect between parity and farm was found to be highly significant (p < 0.01). The estimates of heritability and repeatability in Model II which additionally considered the interaction effect of parity and farm for TNB were 0.13 & 0.21 and for NBA were 0.11 & 0.19, respectively. The proportion of sows with delivery records that were selected in the top 1% according to the breeding value of TNB estimated in Model I was the highest at 67.4%, in A(10) farms, followed by B(20), C(30) and B(21). However, the proportion was highest in B(22), 35.8%, followed by B(20), 34.7% and B(21), 12.6% in Model II. The proportion of boars with progeny records that were selected in the top 1% according to the breeding value of TNB estimated in Model I was the highest at 55.6% in A(10) farms, however, the proportion was highest in C(31), 33.3%, followed by B(20) & B(21), both 22.2% in Model II.



요크셔종의 산자수에 대한 통합평가모형에서 농장과 산차간 상호작용 효과

박 준, 나 종삼*
전북대학교 농업생명과학대학 동물생명공학과

초록


본 연구는 3개의 종돈회사가 보유하고 있는 6곳의 GGP 농장에서 분만한 Yorkshire종 의 번식기록을 이용하여 농장과 산차간의 상호작용효과를 구명하는데 있다. 총산자수와 생존산자수의 평균은 각각 13.4±3.6두와 12.5±3.4두였으며, LSO와 LDO의 평균 세대간격은 각각 17.5개월과 22.0개월 로 추정되었다. 산차별 총산자수 기록의 분포는 A(10), B(21), C(30) 그룹과 B(20), B(22), C(31) 그룹에서 뚜렷한 차이를 나타내었으며, 농장×산차 의 상호작용효과는 고도의 유의차(P < 0.01)가 인정되었다. Model Ⅱ에서 추정된 유전력과 반복력은 총산자수에서 각각 0.13과 0.21, 생존산자수에서 각각 0.11과 0.19로 나타났다. 총산자수의 육종가를 이용하여 선발된 분만 기록이 있는 개체의 top 1% 비율은 ModelⅠ에서 A(10)농장이 67.4%로 가장 높았고 B(20), C(30), B(21)순이었으나, ModelⅡ에서 B(22)농장이 35.8%로 가장 높았고, B(20) 34.7%, B(21) 12.6%순이었다. 총산자수의 육종가를 이용하여 선발된 자손의 기록이 있는 씨수퇘지들의 top 1% 비율은 ModelⅠ에서 A(10)농장이 55.6%로 가장 높았으나 ModelⅡ에서 C(31)농장이 33.3%로 가장 높았고 B(20)과 B(21) 22.2%순이었다.



    서론

    전 세계의 돼지 사육 두수는 2018년 7억 9천만 두에 이르고 있으며, 이 중 중국이 4억3천두(56%)를 사육하고 있고 이어서 EU-28개국(19%), 미국(9%), 브라질(5%) 순이며, 한국은 2018년 기준 전체의 1%수준인 1,100만두이다. 돼지의 생산성 지표로 이 용하는 모돈 두당 연간 출하두수(Marketed pigs per Sow per year, MSY)는 덴마크, 네덜란드, 스페인이 각각 28.5두, 27.8두와 27.2두를 나타내고 있고, 독일 26.1두, 미국과 브라질 등이 25두 수준을 나타낸 반면 국내 MSY는 18두에 그쳐 양돈 선진국에 비하 여 매우 낮은 수치를 나타내고 있다(USDA-FAS, 2018).

    국내 종돈 개량 체계는 핵돈군(순종돈) 생산농장(Great grand parents, GGP), F1 생산농장(Grand parents, GP)과 비육돈 생산농 장(Parent stock, PS)의 피라미드식 구조이며, 종돈개량의 핵심은 순종돈을 생산하는 GGP 농장에 중점을 두고 있다. 이러한 체계는 품종간 잡종강세 효과를 최대로 활용하기 위한 3원교잡종의 생산 에 효과적이며, 이러한 집단구조에서 최상위층인 GGP의 유전적 개량을 통해 전체집단의 개량을 손쉽게 도모할 수 있다(Choi et al., 2006). 그러나 국내 핵돈군 생산농장들의 규모가 양돈 선진국 에 비하여 상대적으로 작고 그동안 폐쇄축군을 유지하면서 농장 특유의 개량 방식에 의존할 수밖에 없었던 것이 현실이다. 종돈 개량의 효율성은 그 집단의 크기에 따라 급격히 증가하기 때문에 검정의 단위를 증가시키는 것이 중요하고 정부는 이러한 종돈개량 의 중요성을 인식하고 각 종돈장간의 유전적 연결을 통하여 종돈의 개량 단위를 확대시키는 돼지개량네트워크 구축사업을 추진하고 있으며(Song et al., 2002), GGP농장의 통합평가모형에 의해 유전 능력을 평가한 후 종돈을 선발하고 있다.

    따라서 본 연구는 국내 3개의 종돈회사가 보유하고 있는 6곳의 GGP 농장에서 수집한 분만기록을 이용하여 요크셔종의 주요 경제 형질인 산자수를 평가하는데 있어서 농장과 산차간의 상호작용효 과를 구명하는데 그 목적이 있다.

    재료 및 방법

    1. 공시재료

    본 연구는 3개의 종돈회사가 소유하고 있는 6곳의 GGP 종돈장 으로부터 2009년 01월부터 2018년 12월 사이에 분만한 개체들의 산자수에 대한 기록을 수집한 후, 생존산자수가 0이거나 표본오류 로 여겨지는 자료들은 분석에서 제외하였다. 총산자수(Total number of piglets born, TNB)는 복당 분만자돈에서 생존한 개체수와 사산 개체수의 합으로 자궁 내에서 사망한 미이라를 제외한 산자수 를 의미하며, 생존산자수(Number of piglets born alive, NBA)는 복당 분만자돈에서 생존한 두수를 의미한다. 실제로 분석에 이용된 자료는 모돈 9,570두에 대한 총 32,051개의 분만기록이었다.

    총산자수에 대한 기록의 수(%)는 종돈회사 A, B와 C사별 각각 4,311개(13.4%), 19,316개(60.3%), 8,424개(26.3%)로 총 32,051 개였으며, 생존산자수가 0인 개체의 기록은 결측치로 간주하였다. 총산자수와 생존산자수에 대한 평균능력은 C(31)에서 15.7±4.3두 와 14.1±3.9두로 가장 높게 나타났고, A(10)에서 12.4±3.4두와 11.5±3.2두로 가장 낮게 나타났으며, 전체 GGP농장의 평균능력 은 각각 13.4±3.6두와 12.5±3.4두였다(Table 1).

    2. 통계적 방법

    산자수형질에 대한 분산성분과 육종가를 추정하기 위한 모형에 는 농장-교배년도-교배주차(동기군)와 산차를 고정효과로 포함하 였으며, 통계적 모형은 다음과 같다.

    y i j k l = μ + H Y W i + P j + a k + p e k + e i j k l model I y i j k l m = μ + H Y W i + P j + H × P k + a l + p e l + e i j k l m model II

    위에서, yijkl, yijklm = observed values of TNB and NBA, μ = overall mean, HYWi = ith fixed effect of herd-mating year-week, Pj = jth fixed effect of parity, H × Pk = kth fixed effect of interaction between herd and parity, ak , al = kth, lth additive genetic effects (breeding values) pek, pel = kth , lth permanent environmental effects, eijkl, eijklm = residual random effects. 산자수형질에 기초 통계량은 SAS@9.4 Package, 분산성분과 육종가는 BLUPF90 family 프로그램(Misztal et al., 2015)을 이용하여 추정하였다.

    결과 및 고찰

    1. 세대간격(Generation interval)

    국내 GGP농장에서 자손을 생산하기 위한 sire(LSO)와 자손을 생산하기 위한 dam(LDO)의 세대간격은 각각 17.5개월과 22.0개월 로 추정되었으며, GGP농장간 세대간격의 차이는 크게 나타났다. LSO는 A(10)농장에서 23.6개월로 가장 길었으며, B(20)농장에서 13.9개월로 가장 짧게 나타났다. 또한 LDO의 경우에는 B(21)농장 에서 23.3개월로 가장 길게, C(31)농장에서 18.7개월로 가장 짧게 나타났으며(Fig. 1), GGP농장간 세대간격의 차이가 나타나는 원 인은 GGP농장의 서로 다른 경영방식에 따른 것으로 생각된다.

    Krupa et al. (2015)은 부계통과 모계통에서 아비와 딸의 세대 간격이 각각 22.7개월과 19.9개월, 어미와 딸의 세대간격이 각각 22.7개월과 21.7개월로 보고하였다. Tang et al. (2013)부모와 자 식의 평균 세대간격(LPO)은 21.4개월이며, LDO는 LSO보다 2.4개월 길어지는 양상을 나타내었다고 보고하였다. 그러나 Welsh et al. (2014)이 보고한 평균 세대간격이 26.5개월로 국내 LPO비하여 현 저히 길게 나타났다.

    2. 환경효과

    국내 통합평가모형에서 7산차 이상의 기록은 다른 산차의 기록 에 비하여 상대적으로 매우 적기 때문에, 6산 이상의 기록은 모두 6산 기록으로 간주하였다. 1산차의 총산자수와 생존산자수의 평균 은 각각 12.9두±3.6두와 12.1±3.4두였으며, 4산차에서 13.9±3.6 두와 13.0±3.4두로 가장 높게 나타났다가 5산차부터 감소하기 시 작하였다(Table 2).

    이와 같은 결과는 총산자수와 생존산자수 모두 1산차에서 각각 10.34±0.107두와 9.67±0.099두로 가장 낮게 나타났고, 4산차에 서 각각 11.80±0.110두와 10.99±0.102두로 가장 높게 나타났으 며, 4산차 이후 산차가 증가할수록 총산자수와 생존산자수 모두 감소한다(Jung et al., 2008)는 국내의 연구결과와 일치하였고 생 존산자수에 대한 산차별 평균능력은 5산차에서 11.15두로 최고치 를 기록한 후 점차 감소한다고 보고한 Tummaruk et al. (2000)의 연구결과와 유사하였다.

    GGP농장의 1산차 기록은 전체 자료의 22.8%~37.4%를 차지하 였으며, 산차가 증가할수록 산자수의 기록은 감소하였고 특히 6산차 의 기록은 B(20), B(22)와 C(31)농장에서 급격히 감소하였다(Table 5). 산차별 총산자수 기록의 분포는 A(10), B(21), C(30)과 B(20), B(22), C(31)간 두 그룹에서 뚜렷한 차이를 나타내었다(Fig. 2).

    ModelⅠ과 ModelⅡ의 고정효과들에 대한 분산분석(Analysis of variance, ANOVA)을 실시한 결과 두 Model 모두 산차에서 고도의 유의차(P < 0.01)가 인정되었으며, 농장×산차의 상호작용 효과도 유의차가 인정되었다(Table 3). 이러한 결과는 국내의 다른 보고와 일치하였다(Lee, 2008).

    3. 유전모수

    ModelⅠ에서 추정된 총산자수에 대한 유전력과 반복력은 각각 0.13과 0.21, ModelⅡ에서 각각 0.12와 0.20으로 추정되었으며, 생존산자수의 경우 ModelⅠ과 Ⅱ에서 0.11과 0.19로 동일하게 추정되었다. 또한 총산자수와 생존산자수의 표현형과 유전상관은 0.94와 0.95로 ModelⅠ과 ModelⅡ에서 각각 동일하게 추정되었 다(Table 4).

    외국의 보고에 따르면, 총산자수에 대한 유전력은 0.102(Gu et al., 1989), 0.14(Short et al., 1994), 0.117(Roehe & Kennedy, 1995)과 0.127(Southwood & Kennedy, 1990)이며, 생존산자수 의 유전력은 0.067±0.042(Gu et al., 1989)와 0.14(Zhang et al., 2000)라고 하였다.

    4. 육종가의 비교

    ModelⅠ에서 추정된 총산자수의 육종가에 따른 top 1%에 선발 된 분만 기록이 있는 개체의 비율은 A(10)농장에서 67.4%로 압도 적으로 높게 나타났으며, B(20), C(30), B(21)순으로 나타났다. Top 5%인 경우에도 A(10) 57.7%로 가장 높았으며, B(20), B(22) 순으로 나타났으나 ModelⅡ에서 추정된 육종가에 따른 top 1%에 선발된 모돈의 비율은 B(22)에서 35.8%로 가장 높았고, B(20) 34.7%, B(21) 12.6%순이었다(Table 5). Table 1에서 A(10)농장 의 평균 총산자수는 12.4두로 GGP농장 중 가장 낮았지만 Model Ⅰ로 추정할 경우 농장×산차간 상호작용이 보정되지 않아 과대 추정되어진 결과이다. 또한 농장간 경영방식에 따른 세대간격이 A(10)에서 가장 길게 나타났다는 것은 씨수퇘지의 사용기간과 씨 암퇘지의 활용기간이 길어짐으로써 고산차가 늘어나기 때문에 모 형에서 동기군과 산차의 고정효과로는 적절하게 보정되지 않았다 고 생각된다. 이러한 결과는 생존산자수의 top %별 GGP농장간 선발비율도 총산자수에서 나타난 결과와 유사하게 나타났다.

    ModelⅠ에서 추정된 총산자수의 육종가에 따른 top 1%에 선발 된 자손의 기록이 있는 씨수퇘지들의 비율은 A(10)농장에서 55.6% 로 가장 크게 나타났으며, B(22), C(30)은 선발된 씨수퇘지가 존재 하지 않은 반면 공통 씨수퇘지 1두가 선발되었다. Top 5%인 경우 에도 A(10) 30.4%로 가장 높았으며, B(21) 17.4%, B(20) 15.2% C(31) 15.2%순으로 나타났다. 그러나 ModelⅡ에서 추정된 육종가 에 따른 top 1%에 선발된 개체들의 비율은 C(31)에서 33.3%로 가장 높았고 B(20) & B(21) 22.2%순이었다(Table 6). 또한 Model Ⅰ에서 가장 높은 선발비율을 차지한 A(10)농장에서는 선발두수가 나타나지 않았으며, 이러한 결과는 생존산자수의 top%별 GGP농 장간 선발비율에서도 유사하게 나타났다.

    또한 ModelⅠ에서 총산자수와 생존산자수의 표현형과 육종가 간의 상관계수는 각각 0.59와 0.58이었으며, ModelⅡ에서는 각각 0.65와 0.62로 추정되어 ModelⅡ에서 추정된 육종가가 표현형과 더욱 높은 상관관계를 나타내었다(Table 7). 따라서 총산자수와 생존산자수의 평균능력이 낮은 A(10)의 경우 농장×산차간 상호작 용효과를 보정함으로써 과대평가되어지는 단점을 보완 할 수 있기 때문에 산자수에 대한 GGP농장간 통합평가모형에는 농장×산차간 상호작용효과가 포함되어지는 것이 바람직하다고 생각된다.

    Figure

    JALS-54-2-63_F1.gif

    Comparison of generation interval among GGP farms.

    JALS-54-2-63_F2.gif

    Percentage(%) of TNB records by parity and GGP Farm.

    JALS-54-2-63_F3.gif

    No. of selected animals and percentage(%) by breeding value from sows with a record (upper) and sire with progeny record (lower) for TNB in each GGP farm by modelⅠ(left) and modelⅡ(right).

    Table

    No. of records, means and standard deviations(STD) for total number of piglets born(TNB) and the number of piglets born alive(NBA) by GGP farm

    No. of records, means and standard deviations(STD) for TNB and NBA by parity

    ANOVA for TNB and NBA

    Additive(σ2a), permanent environmental(σ2PE), residual(σ2E), variance components, heritabilities(h2), repeatabilities(r), genetic and phenotypic correlations

    No. of selected animals and percentage(%) upper top 1%, 5% and 10% of breeding value from sows with a record for TNB in each GGP farm

    No. of selected animals and percentage(%) upper top 1%, 5% and 10% of breeding value from sires with a progeny record for TNB in each GGP farm

    Simple correlation between phenotypic and breeding value(BV) for traits by model

    Reference

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