Rsb 분석법을 활용한 칡소의 선발신호 탐색 연구

서지정보

· 발행기관 : 경상대학교 농업생명과학연구원
· 수록지 정보 : 농업생명과학연구 / 48권 / 4호
· 저자명 : 임다정, 이승환, 최봉환, 손주환, 조용민, 채한화, 김태헌, 강희설

초록

우리나라 고유 품종인 한우는 표현형 중 외모에 따라 일반적으로 한우라 불리는 황갈색 한우, 칡소, 흑우로 구분되어 있다. 한우 집단 중, 칡소는 한우의 원형으로 여겨지고 있으나, 제주흑우와 비슷하게 국내 희소품종으로 분류되어 있다. 현재 본 연구에서는 황갈색 한우와 칡소의 50K 고밀도 칩을 활용하여 선발신호를 검출할 수 있는 Rsb 분석에 따라 인위적 선발에 의해 진화적으로 선택된 유전체 영역을 탐색하였다. 그 결과, 37개의 후보유전체 영역이 한우와 비교하였을 때 칡소에서 유의적으로 다름을 알수 있었다. 후보 유전체 영역 내에 존재하는 유전자군을 대상으로 유전자 기능에 대한 주석 달기를 진행하였을 때, 불포화지방산 대사 과정, 면역 반응 등의 기능들이 통계적으로 유의함을 알 수 있었다. 이러한 유전체 영역들이 진화적 관점에서 칡소의 적응과정에 있어서 칡소만의 고유한 유전적 특성을 가지는데 기여하였다고 사료된다. 또한, 황갈색 한우의 선발신호와 칡소의 선발신호를 비교한 결과, 염색체 1번 2-2.5Mb 영역이 진화적 관점에서 공통적으로 선발되고 있음을 관찰할 수 있었으며, 해당 영역의 유전자를 살펴본 결과, 각 발달과정에 관여하는 유전자가 포함되어 있음을 알 수 있었다. 이는 한우라는 공통적 특성을 가지며 진화적으로 유지, 보존하고 있다고 예측할 수 있다. 칡소와 황갈색 한우가 가지는 선발신호는 거의 대부분이 다르다는 것을 Rsb 분석에 의해 확인하였다. 추가적으로 집단 내 고정된 단일염기서열변이 및 이형접합율을 비교한 결과 소수 집단에서 가지고 있는 유전적 변이 감소, 유전적 흐름의 급격한 변화 등의 유전적 특성이 칡소 집단에서 나타났으며, 이는 칡소의 선발신호 분석결과와 유사한 결과를 보임을 제시하고 있다. 이러한 결과는 향후 칡소를 비롯한 국내 한우에 대한 연구에 기초자료가 될 것이라 판단되며, 국내 한우 집단 차이의 정확한 원인에 대한 연구는 추가적으로 수행할 필요가 있을 것이라 사료된다.

영어초록

Korean cattle (Hanwoo) are categorized into three types of breeds according to their color, namely brown, brindle and black. Among the three breeds, Chikso (brindle Hanwoo) have been maintained at very low population sizes in South Korea and have unique brindle patterns. In this study, Rsb method was applied to identify genomic regions of artificial selection for traits in Chikso. To identify traces driven by the artificial selection process, we scanned the genome of set of brown and brindle Hanwoo using 50K SNP Chip. As a result, we identified 37 highly homozygous regions that seem to be very strong and/or recent selections in Chikso compared to the brown Hanwoo from Rsb analysis. Among these regions, BTA11:100-102.5 Mb is the strongest selection signal having 17 significant SNPs. To go further in the interpretation of the observed signatures of selection, we subsequently performed functional enrichment analysis using 207 candidate genes. As a result, candidate genes have enriched GO or KEGG pathway terms such as unsaturated fatty acids metabolic process(e.g., PTGES2 and ANGPTL2) or immune system (e.g., Fc gamma R-mediated phagocytosis). They have important roles in the domestication process of livestock. We also detected the common signature (BTA1:2 – 2.5 Mb) of selection between Chikso and brown Hanwoo. SYNJ1 gene residing within the region is associated with the horn development as candidate gene. This observation suggests that Chikso and brown Hanwoo have a common genetic characteristic as Hanwoo breed during domestication. However, only one selection signature means that they seem to be processed in a different way during domestication. Chikso may has a founder effect as very low population from the results of heterozygosity and fixed SNPs calculation. From the results, this analysis also led to the identification of candidate genes as having a strong signal of artificial selection in Chikso.

참고자료

· 없음