2020, 31
(2)
,289–299
종돈 품종별 번식형질에 대한 유전모수 및 유전적 개량량 연구
ᄎ
ᅡ대협
1
·이지홍2
·구양모3
13한국종축개량협회 ·2경북도립대학교 축산과
ᄌ ᅥ
ᆸᄉ ᅮ 2019ᄂ ᅧ ᆫ 9ᄋ ᅯ ᆯ 30ᄋ ᅵ ᆯ, ᄉ ᅮᄌ ᅥ ᆼ 2020ᄂ ᅧ ᆫ 2ᄋ ᅯ ᆯ 21ᄋ ᅵ ᆯ, ᄀ ᅦᄌ ᅢ ᄒ ᅪ ᆨᄌ ᅥ ᆼ 2020ᄂ ᅧ ᆫ 2ᄋ ᅯ ᆯ 21ᄋ ᅵ ᆯ
요 약
ᄀ
ᅮ
ᆨ ᄂ ᅢ ᄋ ᅣ ᆼᄃ ᅩ ᆫ ᄉ ᅡ ᆫᄋ ᅥ ᆸᄋ ᅳ ᆫ ᄉ ᅦᄀ ᅨ ᄀ ᅡ ᆨᄀ ᅮ ᆨ ᄀ ᅪᄋ ᅴ ᄀ ᅧ ᆼᄌ ᅢ ᆼᄉ ᅵᄃ ᅢ ᄉ ᅩ ᆨ ᄋ ᅦᄉ ᅥ ᄎ ᅬ ᄀ ᅳ ᆫ ᄀ ᅮᄌ ᅦᄋ ᅧ ᆨ, ᄃ ᅫᄌ ᅵᄋ ᅲᄒ ᅢ ᆼᄉ ᅥ ᆼᄉ ᅥ ᆯᄉ ᅡᄇ ᅧ ᆼ ᄆ ᅵ ᆾ ᄋ ᅡᄑ ᅳᄅ ᅵᄏ ᅡᄃ ᅫ ᄌ
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ᅣ ᆼᄒ ᅧ ᆸᄒ ᅬᄋ ᅴ 3ᄀ ᅢ ᄑ ᅮ ᆷᄌ ᅩ ᆼ ᄀ ᅢᄎ ᅦᄌ ᅡᄅ ᅭ 133,798ᄃ ᅮ ᄌ ᅡᄅ ᅭᄅ ᅳ ᆯ ᄋ ᅵᄋ ᅭ ᆼ ᄒ ᅡᄋ ᅧ ᄂ ᅩ ᆼ ᄌ ᅡ ᆼᄀ ᅪ ᄎ ᅮ ᆯᄉ ᅢ ᆼᄂ ᅧ ᆫᄃ ᅩ ᄆ ᅵ ᆾ ᄎ ᅮ ᆯᄉ ᅢ ᆼᄀ ᅨᄌ ᅥ ᆯᄋ ᅳ ᆯ ᄃ ᅩ ᆼ ᄀ ᅵᄀ ᅮ ᆫ ᄋ ᅳ ᄅ
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ᆯᄇ ᅧ ᆯ ᄎ ᅮ ᆯᄉ ᅢ ᆼᄂ ᅧ ᆫᄃ ᅩ ᄆ ᅵ ᆾ ᄎ ᅮ ᆯᄉ ᅢ ᆼᄋ ᅯ ᆯᄋ ᅦ ᄄ ᅡᄅ ᅳ ᆫ ᄋ ᅲᄌ ᅥ ᆫᄌ ᅥ ᆨ ᄀ ᅢᄅ ᅣ ᆼᄅ ᅣ ᆼᄋ ᅴ ᄋ ᅯ ᆯᄇ ᅧ ᆯ ᄇ ᅧ ᆫᄒ ᅪ ᄎ ᅮᄉ ᅦᄅ ᅳ ᆯ ᄉ ᅡ ᆯᄑ ᅧᄇ ᅩᄆ ᅧ ᆫ ᄎ ᅩ ᆼ ᄉ ᅡ ᆫᄌ ᅡᄉ ᅮᄋ ᅴ ᄋ ᅲᄌ ᅥ ᆫᄌ ᅥ ᆨ ᄀ ᅢ ᄅ
ᅣ ᆼᄅ ᅣ ᆼᄋ ᅳ ᆫ Landraceᄌ ᅩ ᆼ, Yorkshireᄌ ᅩ ᆼ ᄆ ᅵ ᆾ Durocᄌ ᅩ ᆼ ᄋ ᅦᄉ ᅥ ᄀ ᅡ ᆨᄀ ᅡ ᆨ ᄆ ᅢᄋ ᅯ ᆯ ᄋ ᅣ ᆨ -0.001ᄃ ᅮ, 0.003ᄃ ᅮ ᄆ ᅵ ᆾ 0.002ᄃ ᅮᄋ ᅴ ᄌ
ᅳ
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ᆾ Durocᄌ ᅩ ᆼ ᄋ ᅦᄉ ᅥ ᄀ ᅡ ᆨᄀ ᅡ ᆨ 0.001ᄃ ᅮ, -0.000ᄃ ᅮ ᄆ ᅵ ᆾ -0.000ᄃ ᅮᄋ ᅴ ᄎ ᅮᄉ ᅦᄅ ᅳ ᆯ ᄇ ᅩᄋ ᅧ ᄋ ᅯ ᆯᄇ ᅧ ᆯᄅ ᅩ ᄏ ᅳ ᆫ ᄇ ᅧ ᆫᄒ ᅪᄀ ᅡ ᄋ ᅥ ᆹᄂ ᅳ ᆫ ᄀ ᅥ ᆺᄋ ᅳᄅ ᅩ ᄂ
ᅡᄐ ᅡᄂ ᅡ ᆻᄋ ᅳᄂ ᅡ Landraceᄌ ᅩ ᆼ ᄋ ᅦᄉ ᅥ ᄃ ᅡᄅ ᅳ ᆫ ᄑ ᅮ ᆷᄌ ᅩ ᆼ ᄇ ᅩᄃ ᅡ ᄃ ᅡᄉ ᅩ ᄌ ᅳ ᆼ ᄀ ᅡᄒ ᅡᄂ ᅳ ᆫ ᄀ ᅥ ᆺᄋ ᅳᄅ ᅩ ᄂ ᅡᄐ ᅡᄂ ᅡ ᆻᄃ ᅡ. ᄆ ᅵᄅ ᅡᄃ ᅮᄉ ᅮᄋ ᅪ ᄎ ᅦᄌ ᅮ ᆼ ᄆ ᅵᄃ ᅡ ᆯᄃ ᅮ ᄉ
ᅮᄂ ᅳ ᆫ Landraceᄌ ᅩ ᆼ, Yorkshireᄌ ᅩ ᆼ ᄆ ᅵ ᆾ Durocᄌ ᅩ ᆼ ᄋ ᅦᄉ ᅥ ᄆ ᅩᄃ ᅮ ᄋ ᅯ ᆯᄇ ᅧ ᆯᄅ ᅩ ᄏ ᅳ ᆫ ᄇ ᅧ ᆫᄒ ᅪᄀ ᅡ ᄋ ᅥ ᆹᄋ ᅥ ᆻᄃ ᅥ ᆫ ᄀ ᅥ ᆺᄋ ᅳᄅ ᅩ ᄂ ᅡᄐ ᅡᄂ ᅡ ᆻᄃ ᅡ. ᄄ ᅡ ᄅ
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ᄌ
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1
(06668) ᄉ ᅥᄋ ᅮ ᆯ ᄉ ᅥᄎ ᅩᄀ ᅮ ᄆ ᅧ ᆼᄃ ᅡ ᆯᄅ ᅩ 88, ᄒ ᅡ ᆫᄀ ᅮ ᆨᄌ ᅩ ᆼᄎ ᅮ ᆨ ᄀ ᅢᄅ ᅣ ᆼᄒ ᅧ ᆸᄒ ᅬ, ᄀ ᅪᄌ ᅡ ᆼ.
2
(36830) ᄀ ᅧ ᆼᄇ ᅮ ᆨ ᄋ ᅨᄎ ᅥ ᆫᄀ ᅮ ᆫ ᄋ ᅨᄎ ᅥ ᆫᄋ ᅳ ᆸ ᄃ ᅩᄅ ᅵ ᆸᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅵ ᆯ 114, ᄀ ᅧ ᆼᄇ ᅮ ᆨ ᄃ ᅩᄅ ᅵ ᆸᄃ ᅢᄒ ᅡ ᆨᄀ ᅭ, ᄇ ᅮᄀ ᅭᄉ ᅮ.
3
ᄀ ᅭᄉ ᅵ ᆫᄌ ᅥᄌ ᅡ: (06668) ᄉ ᅥᄋ ᅮ ᆯ ᄉ ᅥᄎ ᅩᄀ ᅮ ᄆ ᅧ ᆼᄃ ᅡ ᆯᄅ ᅩ 88, ᄒ ᅡ ᆫᄀ ᅮ ᆨᄌ ᅩ ᆼᄎ ᅮ ᆨ ᄀ ᅢᄅ ᅣ ᆼᄒ ᅧ ᆸᄒ ᅬ, ᄀ ᅵ ᄒ ᅬ ᆨᄋ ᅲ ᆨᄌ ᅩ ᆼᄐ ᅵ ᆷᄌ ᅡ ᆼ.
E-mail: [email protected]
1. 서론 ᄒ
ᅧᆫ재 양돈산업은 순종돈-번식용씨돼지-비육돈의 육종체계를 만들어서 계통조성과 능력검정을 통한 ᄒ
ᅭ율적인 개량사업을추진하고 있으며 전문적인 종돈사육관리 구조인 순종돈생산 (GGP; Great Grand Parent) - F1모돈생산 (GP; Grand Parent) - 비육돈생산 (PS; Parent Stock)의 체계적인 개량과 생산 으
ᆯ유도하는피라미드 구조를가지고 있다. 상위 농장인 GGP와 GP에서관리된 종돈이 일반농장으로 부
ᆫ양되어 번식이 되고 태어난 후대가 육성기를거쳐 출하가 되는구조를나타내므로 종돈장의 사육두수 ᄀ
ᅡ 하위 농장인 일반농장의 사육두수에 미치는영향이 크다고 할 수 있으며 최근발생했던 구제역은가 ᄎ
ᅮᆨ전염병 가운데 가장 위험한 바이러스성 전염병으로 분류 (Hwang과 Oh, 2014) 되고 있고 구조상 전 ᄎ
ᅦ 사육기반을무너트릴 수도 있는 실정이다.
ᄋ
ᅬ국의 경우, 국가단위 연합이나 글로벌 기업들이 전문적이고 체계적으로관리하고 있다고 보고하였 ᄃ
ᅡ (Do 등, 2015). 하지만 국내 양돈산업은최근규모화와 계열화가 추진되고 있고 특히 각 종돈장간 ᄋ
ᅴ 유전적 연결을 통하여 개량단위를 확대시키는돼지개량네트워크 구축사업을추진하고 있다 (Jo 등, 2016). 이로 인해 점차 모돈수의 증가가 예상되고 있으나 무분별한 사육두수 증가는 곧 생산비 증가로 ᄋ
ᅵ어지기 때문에 모돈 1두의 생산성, 즉, 번식능력이 더욱 중요해지고 있다. 하지만 양돈선진국 대비 ᄀ
ᅮ
ᆨ내 종돈장의 모돈당 연간 이유두수 (PSY; Piglet weaned per sow per Year)는약 30%의 차이로 낮게 ᄂ
ᅡ타나고 있고 이러한 차이 (이유두수 기준 8∼9두)는모돈 200두 농장 기준으로 연간 약 1.5억원의 순 ᄋ
ᅵ익 차이로 나타난다고 하였다 (Choi, 2016). 그렇기 때문에 외국선진국과 비교시 나타나는번식능력 ᄋ
ᅴ 차이 즉, 생산성을향상시키기 위한 체계적인 중장기적 계획을수립하고 다양한 평가형질 개발로 대 ᄋ
ᅬ 경쟁력을강화시키는것이 매우 중요하다고 하였고 (Choi 등, 2010),모돈두당 연간 이유두수의 증 ᄀ
ᅡ로 인한 모돈생산효율의 증가는이유자돈을더 저렴하게 경제적으로 생산할 수 있고, 이는수익성과 ᄇ
ᅵ례하므로 모돈두당 연간 이유두수는 농가에서 생산성의 척도로 이용할 수 있다고 보고하였다 (Dial ᄃ
ᅳᆼ, 1992).
ᄄ
ᅡ라서 본연구에서는 종돈의 주요 품종별 번식형질에 대한 유전적 개량량을확인하기 위하여 유전모 ᄉ
ᅮ 및 개체별 상가적 유전효과를추정하고 종돈의 빠른회전율과 국내 종돈시장의 계절적 특수성을감안 ᄒ
ᅡᆫ 월별 유전적 추세 (trend)를확인하기 위해 실시하였다.
2. 재료 및 방법
2.1. 공시재료 보
ᆫ 연구에 공시된 재료는 2014년부터 2016년까지 한국종축개량협회의 3개 품종 172,166두의 개체 ᄌ
ᅡ료 중 이상치를 제외한 133,798두 자료를이용하였다. 분석을 위하여 총산자수 (number of piglets born in total;두), 실산자수 (number of piglets born alive; 두), 사산두수 (number of stillborn piglets;
ᄃ
ᅮ), 미라두수 (number of mummy piglets; 두) 및 체중미달두수 (number of underweight piglets; 두) ᄋ
ᅴ 5가지 형질을 이용하였으며 유전모수의 추정을 위해 종돈장의 분만한 Landrace종 모돈 7,708두에 ᄉ
ᅥ 얻은 17,866복의 기록과 Yorkshire종 모돈 19,505두에서 얻은 50,116복의 기록 및 Duroc종 모돈 2,189두에서 얻은 4,778복의 번식자료를 분석에 이용하였다.
2.2. 통계 분석 2.2.1. 유전모수 추정
ᄇ
ᅥᆫ식형질의 유전모수 추정은번식형질을 품종별로 나누어 영향을미치는환경요인으로 산차, 농장-출 새
ᆼ년도-출생계절, 돼지개량네트워크사업 참여구분 등을 분석모형에 적용하여 분석하였다. 각 형질에 대 ᄒ
ᅡᆫ 영구환경효과 (permanent environment effect)를고려한 유전모수 추정을하기 위한 분석모형은다 ᄋ
ᅳ
ᆷ과 같고, 종속변수를 총산자수, 실산자수, 사산두수, 미라두수 및 체중미달두수로 5가지 형질을 동시 ᄋ
ᅦ 고려한 다음과 같은반복모형 (repeatability Model)으로 분석을 실시하였다.
Yijklm= µi+ Parityij+ HYSik+ JMil+ aijklm+ Peijklm+ eijklm. (2.1) 시
ᆨ (2.1)에서 Yijklm는 ijklm의 각 형질 (총산자수, 실산자수, 사산두수, 미라두수, 체중미달두수)들 ᄋ
ᅦ 대한 관측치, µi는 i번째 형질의 전체평균, Parityij는 i번째 형질의 j번째 산차의 고정효과 (j = 1, 2, · · · , 8), HYSik는 i번째 형질의 k번째 농장-출생년도-출생계절의 고정효과, JMil는 i번째 형질의 l번째 사업 참여구분의 고정효과 (l = 1, 2), aijklm는개체의 상가적 유전효과, Peijklm는비영구환경 이
ᆷ의 효과이며 eijklm는각 측정치의 임의오차이다.
ᄇ
ᅡᆫ복모형은연속적인 분만으로 인한 복당 산자수나 연속적인 유기의 산유량과 같이 한 개체가 같은 혀
ᆼ질에 대해 여러 측정치가 있을경우에 적당하다. Quaas (1976)는표현형 분산은유전분산 (상가적 유 ᄌ
ᅥᆫ 분산과 비상가적 유전분산), 영구환경 분산 및 임의환경 분산으로 구성되어 있으며 개체에 대한 모 혀
ᆼ은기록의 모든쌍 간에 유전상관이 1이고, 모든기록에 대해 동일한 분산을갖으며 동일한환경상관 ᄋ
ᅳᆯ갖는다고 가정하였다. 위 모형에서관측치를갖는개체의 표현형 분산의 구조는다음과 같이 나타낸 ᄃ
ᅡ.
var
y1
y2
y3
=
σ2t1+ σpe2 + σ2g σ2pe+ σ2g σ2pe+ σg2 σ2pe+ σg2 σt22 + σ2pe+ σg2 σ2pe+ σg2
σ2pe+ σg2 σ2pe+ σ2g σ2t3+ σt12 + σg2
. (2.2)
시
ᆨ (2.2)에서 σ2ti는기록 i에 특정한 임의환경 분산, σ2pe는영구환경 효과 (분산과 공분산은 동일)에 ᄀ
ᅵ인한 공분산, σ2g는유전 공분산 (분산과 공분산은 동일)이다.
ᄇ
ᅡᆫ복력이라고 불리는개체의 기록간 상관은 (σg2+ σ2pe)/σ2y이며, 모형을이용한 유전 능력평가는 육 ᄌ
ᅩ
ᆼ가 뿐만 아니라 영구환경효과를예측하는것과도관련이 있다.
ᄇ
ᅥᆫ식형질의 반복모형에 대하여 다음과 같은 행렬 방정식으로 표기하면,
YY
Y = XbXbXb + ZaZaZa + ZpeZpeZpe + eee. (2.3) 시
ᆨ (2.3)에서 YYY 는각 형질의관측치에 대한 벡터, XXX는고정효과 (산차, 출생년도, 출생계절, 사업 참 ᄋ
ᅧ구분)에 대한 계수행렬, ZZZ는개체에 대한 임의효과에관한 계수 행렬, bbb는알려지지 않은고정효과에 ᄃ
ᅢ한 추정치 벡터, aaa는개체에 대한 상가적 유전효과, pepepe는영구환경 임의효과이며 eee는각 형질에 대한 이
ᆷ의 오차 벡터 ∼ (0, R)이다.
시
ᆨ (2.4)에서 백터 a는단지 상가적 임의 개체 효과만을포함한다는것이며 결과적으로 비상가적 유전 ᄒ
ᅭ과는 pe항에 포함한다. 영구환경효과와 잔차효과는평균이 0이고 분산은 σ2pe과 σ2e이고, 독립적으로 부
ᆫ포한다고 가정하며 다음과 같이 나타낸다.