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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.54 No.2 pp.77-81
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2020.54.2.77

Genetic Parameter Estimates on Production and Reproduction Traits of Jeju Black Pigs

Sang-Min Lee1†, Chong-sam Na1†, Won Kim2, Jong-Hyun Jung3, Young-Chul Jung3*
1Department of Animal Biotechnology, Chonbuk National University, Jeonju, 54896, Korea
2Woorison F&G co.,LTD
3Jung P&C Institute. Inc.

These authors contributed equally to this work.


*Corresponding author: Young-Chul Jung Tel: +82-31-704-8113 Fax: +82-31-705-0296 E-mail: pnc8113@jpnc.co.kr
October 31, 2019 January 16, 2020 April 14, 2020

Abstract


This study was conducted to examine the maternal Environment effect and addictive effect of Jeju black pigs on their backfat thickness (BF), average daily gain(ADG), D90 to 90-kg body weight (D90) and reproduction traits total number of piglets born (TNB), Number of piglet born alive (NBA) through the estimation of the genetic parameters. Heritability estimates of BF, ADG, D90, TNB and NBA were 0.364, 0.271, 0.300, 0.072 and 0.076, respectively. Maternal genetic variance and maternal common environmental variance in production traits were ranged to 0.019-0.385 and 0.034-0.357, respectively. Maternal common environmental variance in reproduction traits were 0.348-0.459. Thus, when estimating genetic parameter of Jeju black pigs, maternal genetic and maternal common environmental effects should be considered. It can prevent over estimate of the genetic parameters and possible to evaluate precise genetic evaluation.



제주흑돈의 생산 및 번식형질에 대한 유전모수 추정

이 상민1, 나 종삼1, 김 원2, 정 종현3, 정 영철3*
1전북대학교 동물생명공학과
2우리손에프앤지
3(주)정 P&C 연구소

초록


본 연구는 제주에서 사육되고 있는 제주흑돈(제주 제래돼지 합성돈)에서 생산형질인 등지방두께, 일당증체량, 90kg도달일령과 번식형질인 총산자 수 및 생존산자수를 조사하고, 이에 대한 상가적효과와 모체환경효과를 통한 분산성분 및 유전모수를 추정하여 유전적 개량에 필요한 기초 자료를 위해 분석을 진행하였다. 생산형질 내에서 등지방두께, 일당증체량 및 90kg도달일령에 대하여 추정된 유전력은 각각 0.364, 0.271 및 0.300으로 추정되었으며, 번식형질 내에서 총산자수와 생존산자수에 대하여 추정된 유전력은 각각 0.072, 및 0.076로 유전력을 갖는 것으로 추정되었다. 생산형질 에서 모체의 유전분산과 모체 공통 환경분산은 각각 0.019-0.385과 0.034-0.357로 추정되었으며, 번식형질의 경우 모체공통 환경분산은 0.348-0.459 로 추정되었다. 따라서, 제주흑돈에 대한 유전모수 추정 시 개체의 직접적인 유전효과 뿐만 아니라, 모체의 유전 또는 공통 환경효과를 고려해야 유전모수 등이 과대 추정 (over-estimate) 되는 현상을 방지 할 수 있으며, 개체들에 대한 정확한 유전 능력 평가가 이루어질 것으로 사료된다.



    Rural Development Administration
    2017R1D1A1B04036320

    서론

    돼지에서 경제적으로 밀접한 형질로는 등지방두께, 일당증체량, 90kg도달일령 등과 같은 생산형질과 총산자수 및 생존산자수 등과 같은 번식형질이 있으며, 이러한 형질들이 우수하다고 평가되는 Landrace, Yorkshire 및 Duroc 등을 통해 국내 비육돈이 생산 되고 있다(Cho et al., 2012). 하지만 국민소득 및 생활수준 향상으로 인해, 고품질 돈육 소비가 높아지고 있으며, 육질이 우수하다고 평 가되는 제주흑돈에 대한 관심도 증가하고 있다(Park et al., 2016).

    제주흑돈은 지방이 단단하고 백색이며 맛이 쫄깃하다고 알려져 있다. 하지만 체구가 작고, 산자수가 적으며, 성장이 느리기 때문에 (Kwon, 2006), 주요 경제형질들의 유전적개량을 통하여 유전능력 을 향상시키는 것이 필요하다. 이러한 경제형질들은 환경적인 요인 과 유전적인 요인들의 합으로 이뤄지는데, 환경적인 요인들은 농장 의 사양관리, 성별, 출생년도-계절 등 여러 환경요인들에 의해 영향 을 받는다. 유전적 요인은 유전력으로 표현 할 수 있는데, 유전력은 전체 분산 중 상가적유전분산의 비율로서 상가적유전분산 이외에 도, 우성효과, 상위성효과, 공통환경효과 및 이들 간의 상호작용에 의해 이루어진다(Park et al., 2010). 본 연구에 사용된 모체효과는 어미의 새끼 관리능력으로 표현되며, 어미에서 자손으로 전달된다. 그러므로 어미의 능력 개량에 초점을 둔다면, 모체유전효과 및 영 구환경효과의 조합에 근거하여 개량에 이용할 수 있다(Bijma et al., 2006).

    따라서, 본 연구는 제주에서 사육되고 있는 제주흑돈(제주 제래 돼지 합성돈)에서 생산형질인 등지방두께, 일당증체량, 90kg도달 일령과 번식형질인 총산자수 및 생존산자수를 조사하고, 이에 대한 상가적효과와 모체효과를 통한 분산성분 및 유전모수를 추정하여 유전적 개량에 필요한 기초 자료를 위해 분석을 진행하였다.

    재료 및 방법

    1. 공시 재료

    본 연구에서는 2013년부터 2019년 사이에 사육된 제주지역의 재래 흑돈(제주 재래돼지 합성돈)에서 번식형질과 생산형질에 대 하여 각각 2,926두와 생산형질 1,913두를 조사하였다. 생산형질은 등지방두께(BF; backfat thickness), 일당증체량(ADG; average daily gain), 90kg도달일령(D90; days to 90-kg body weight)에 대하여 수집하였고, 번식형질은 총산자수(TNB; Total number of piglets born)와 생존산자수(NBA; Number of piglet born alive) 을 수집하였다(Table 1). 환경효과로는 성별, 산차 및 동기군효과 를 이용하였으며, 산차는 1산에서 12산차까지 조사되었으나, 9산 이상의 자료는 적어 분석을 위하여 9산 이산은 9산으로 하여 분석 에 이용하였다(Table 1).

    분석에 이용된 형질에 대한 조사 방법은 아래의 공식에 의하여 계산하였다.

    1.1 일당 증체량

    생시에서 검정종료 체중까지의 평균 증체량을 이용하였고, 다음 공식에 의해 계산하였다.

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

    1.2 90kg 도달일령

    90kg도달일령은 검정종료체중, 종료일령 및 검정기간의 일당증 체량을 가지고 다음의 공식에 의하여 계산하였다.

    90kg도달일령 = 검정종료일령 + { ( 90-검정종료체중 ) × ( 검정종료일령-38 ) 일당증체량 }

    1.3 등지방두께

    A-mode 초음파측정기를 사용하여 측정하였으며 측정부위는 제 4늑골, 최후늑골, 최후척추 부분의 정중앙선에서 또는 좌측 또 는 우측 5cm 부분을 측정하여 평균값을 90kg으로 보정한 값을 사용하였다. 보정치 산출방식은 다음과 같다.

    보정 등지방두께 = 검정종료 등지방두께 + { ( 90kg-측정체중 ) ×검정종료 등지방두께 ( 검정종료체중-11.34 ) }

    1.4 총산자수

    총산자수는 분만 시 정상인 생존산자수와 사산 두수, 미이라, 체중미달인 개체가 포함된 총 자돈수 이다. 이중 체중미달 개체는 현장 작업자가 동복자 돈과 비교하여 현저하게 체중이 낮을 경우 체중미달 로 판단한다. 일반적으로 생시체중이 약 800g 미만 인 개체가 체중미달로 분류된다.

    총산자수 = 생존산자수 + 사산두수 + 미이라 두수 + 체중미달 두수

    1.5 생존자돈수

    생존산자수는 총산자수에서 사산두수, 미이라 및 체중미달 두수 를 제외한 두수이다.

    생존자돈수 = 총 산자수 - 사산두수 - 미이라 두수 - 체중미달 두수

    2. 통계적 분석방법

    본 연구에서의 분산성분 추정은 생산형질과 번식형질에 대한 효과추정을 하기 위해 다음과 같은 선형모형에 의해 최소 제곱법으 로 SAS@9.4Package/PC를 이용하여 분석하였다. 생산형질에 대 한 모형은 다음과 같다.

    y i j = μ + s e x i + c j + e i j

    여기서, yij = observed values of productive traits, μ = overall mean, sexi = ith fixed effect of sex, cj = jth fixed effect of contemporary group, eij = residual random effects

    번식형질에 대한 모형은 다음과 같다.

    y i j = μ + p i + c j + e i j

    여기서, yij = observed values of reproductive traits, μ = overall mean, pi = ith fixed effect of parity, cj = jth fixed effect of contemporary group, eij = residual random effects

    유전모수의 추정은 상가적유전효과(additive genetic effect), 모체유전효과(maternal genetic effect), 모체환경효과(maternal environmental effect) 및 고정효과(sex, contemporary group and parity)를 포함한 선형개체모형(linear animal model)을 각각 생산 및 번식형질에 따라 다변량모형(multi-variate model)에 적용하였 다. 분산성분 및 유전모수를 추정하기 위하여 REML (Restricted Maximum Likelihood) 방법을 ASREML4.1 (Gilmour et al., 2015) 소프트웨어를 이용하여 분석하였으며, 분석모형은 아래와 같이 적용하였다.

    • Model: Animal model with a direct additive genetic effect, maternal genetic and environmental effects

    y = X b + Z d a d + W c + e ..................... productive traits y = X b + Z d a d + Z m a m + W c + e .......... reproductive traits

    여기서, y는 관측치(BF, ADG, D90, TNB, NBA)의 벡터; X, Zd, Zm, W 는 고정 및 랜덤 효과들에 대한 incidence matrix; b는 고정 효과(sex, contemporary group and parity)에 대한 벡터; ad 는 상가적유전효과에 대한 벡터; am 는 어미의 유전효과에 대한 벡 터; c는 같은 동복내 개체들에 대한 어미의 공통적인 nongenetic 효과; e는 잔차효과에 대한 벡터이다.

    결과 및 고찰

    1. 기초 통계량

    본 연구에 대한 기초통계량은 Table 2에 제시하였다. 생산형질에 서 등지방두께는 15.63±3.36mm, 일당증체량은 543.60±57.03g, 90kg도달일령은 167.70±11.53일으로 조사되었으며, 번식형질에 서 총산자수와 생존산자수는 각각 9.95±2.83, 9.36±2.83으로 조사 되었다. 생산형질에 대하여 Lopez et al.(2019)은 Duroc의 조사결과 등지방두께는 12.84±2.58mm, 일당증체량은 652.48±64.05g, 90kg 도달일령은 141.70±10.96일이라고 보고하여 재래돼지와 상당한 차 이를 보였다. 이전의 재래돼지에 대한 연구를 보면, Kim et al.(2017) 에서 일당증체량은 442.58±84.58g, 등지방두께는 2.74cm± 0.57cm 로 보고하여, 본 연구와 비교하여 볼 때, 개량이 진행되고 있는 것으 로 사료된다. 번식형질에 있어서, Oawa et al (2019)의 Landrace 조사결과 총산자수와 생존산자수는 10.90±3.00로 10.10 ±2.70로 추정되어 본 연구와 상이하게 나타났지만, Noguera et al. (2019)의 경우 이베리코종 돼지의 경우 8.01±2.27, 8.29±2.28로 나타나 본 연구결과보다는 낮게 나타났다.

    생산 및 번식형질에 대하여 고려된 고정효과들에 대한 유의성 검정에 대한 결과는 Table 3에 나타내었다. 그 결과 생산형질 중 90kg 도달 일령의 성에 대한 효과를 제외하고 다른 형질에서 성별 및 동기군 효과에 대하여 모두 고도의 유의적인 효과를 갖는 것으 로 추정 되었으며(p<0.01), 번식형질에서는 총상자수와 생존산자 수에 대하여 산차 및 동기군에 대한 효과가 모두 유의적인 효과를 나타내는 것으로 추정 되었다.

    2. 유전모수 추정

    제주흑돈의 생산 및 번식형질에 대하여 추정된 분산성분 및 유전 모수 결과는 각각 Table 4에 제시하였다. 생산형질 내에서 등지방 두께, 일당증체량 및 90kg도달일령에 대하여 추정된 유전력은 각 각 0.364 0.271 및 0.300으로 추정되었으며, 번식형질 내에서 총산 자수와 생존산자수에 대하여 추정된 유전력은 각각 0.072, 및 0.076 로 유전력을 갖는 것으로 추정되었다. Park et al. (2010)의 Duroc 종 연구에서 등지방두께와 일당증체량의 유전력의 추정치는 각각 0.37과 0.36으로 추정하었으며, Kim et al. (2017)의 연구에서 듀록 에 있어서 등지방두께와 일당증체량의 유전력은 각각 0.31과 0.20 으로 추정하여 본 연구결과의 유전력과 비슷한 연구결과를 보였으 며, Lopez et al. (2019)의 연구에서 등지방두께, 일당증체량 및 90kg도달 일령에서 각각 0.35, 0.35 및 0.37로 추정되어 등지방 두께와 90kg도달 일령에서 비슷한 결과를 보였고 일당증체량에서 는 높게 추정되었다. 번식형질은 일반적으로 성장형질이나 도체형 질보다 유전력이 낮게 추정되며, Ogawa et al.(2018)의 Landrace 와 Large White종에서의 유전력 추정결과 본 연구결과와 비슷하 게 추정되었으며, Noguera et al.(2019)의 추정결과와 비슷하게 추정되었다.

    모체유전효과 유전력의 경우 생산형질의 등지방두께, 일당증체 량 및 90kg도달일령에서 각각 0.039, 0.011 및 0.013으로 추정되 었다. 이는 Kim et al.(2017)의 재래돼지의 일당증체량 및 등지방 두께의 모체유전효과 유전력 0.09와 0.06의 결과보다 낮은 유전력 추정치를 보여줬다.

    생산형질의 모체의 유전분산과 모체의 공통환경분산은 일당증 체량과 90kg도달일령에서 상당히 높은 것으로 추정되었으며 번식 형질인 총산자수와 생존산자수에 대하여 추정된 모체의 공통환경분 산의 경우 생산형질보다 높게 추정되었다(Table 4). 이 결과는 위의 결과를 개체 및 모체의 유전적인 부분뿐만 아니라, 어미의 영양학적 상태가 동복에 대한 영양 공급들에 많은 공통적인 영향을 주며 성장 형질(특히 일당증체량 및 90kg도달일령)에서 높은 분산성분이 추 정되었다. 번식형질에서도 마찬가지로 총산자수 및 생존산자수에 모체 공통 환경 분산 성분(동복에 대한 어미의 동일한 태반으로부터 의 받는 영향)이 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다.

    위와 같은 결과로 미루어보아 현재 제주흑돈에 대한 유전모수 추정 시 개체의 직접적인 유전효과 뿐만 아니라, 모체의 유전 또는 공통환경효과를 고려해야 유전모수 등이 과대 추정(over-estimate) 되는 현상을 방지 할 수 있으며, 개체들에 대한 정확한 유전 능력 평가가 이루어질 것으로 사료된다.

    감사의 글

    본 논문은 농림축산식품부와 농진청의 재원으로 농림식품기술 기획평가원 Golden Seed 프로젝트 사업의 지원을 받아 연구되었 음(213010-05-3-SB120).

    Figure

    Table

    No. of records, means and standard deviations for reproductive traits by parity

    Descriptive statistics of the Trait dataset used in this study

    Analysis of variances for productive and reproductive traits by sources of effects in Jeju black pigs

    Estimates of variance components, direct and maternal genetic effects, and maternal environmental effect for production and reproduction traits of Jeju black pigs

    Reference

    1. Bijma P. 2006. Estimating maternal genetic effects in livestock. J. Anim. Sci. 84: 800-806.
    2. Cho CI , Ahn JK , Lee JH and Lee DH. 2012. Genetic parameter estimates for reproductive and productive traits of pig in a herd. J. Anim. Sci. Technol. 54: 9-14.
    3. Gilmour AR , Gogel BJ , Cullis BR , Welham SJ and Thompson RT. 2015. ASReml user guide release 4.1 structural specification. Hemel Hempstead: VSN International Ltd.
    4. Kim YM , Choi TJ , Cho ES , Cho KH , Cung HJ and Jeong YD. 2017. Estimation of genetic parameters for growth traits and backfat thickness using Maternal animal model in pigs. J. Kor. Soc. 18: 305-356.
    5. Kwon OS. 2006. Symposium proceedings of preservation and utilization of Korean native black pigs. National Institute of Animal Science. RDA 21: 3-20.
    6. Lopez BI , Seo KS , Viterbo V and Song CW. 2019. Estimation of genetic parameters and accuracy of genomic prediction for production traits in Duroc pigs. Czech J. Anim. Sci. 64: 160-165.
    7. Noguera JL , Ibáñez-Escriche N , Casellas J , Rosas JP and Varona L. 2019. Genetic parameters and direct, maternal and heterosis effects on litter size in a diallel cross among three commercial varieties of Iberian pig. Animal. 13: 2765-2772.
    8. Ogawa S , Konta A , Kimata M , Ishii K , Uemoto Y and Satoh M. 2019. Estimation of genetic parameters for farrowing traits in purebred Landrace and Large White pigs. Anim. Sci. J. 90: 23-28.
    9. Park HB , Han SH , Lee JB , Kim SG , Kang YJ , Shin HS , Shin SM , Kim JH , Son JK , Baek KW , Cho SR and Cho IC. 2016. SNP-based and pedigree-based estimation of heritability and maternal effect for body weight traits in an F 2 intercross between Landrace and Jeju native black pigs. J. Embryo Trans. 31: 243-247.
    10. Park JW , Kim BW , Kim SD , Jang HK , Jeon JT , Kong IK and Lee JG. 2010. Estimation of environmental effect and maternal effect for swine economic traits. J. Agric. Life Sci. 44: 17-28.
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