두록 정자 운동학적 특성과 Zygote arrest 1 유전자 변이와의 연관성 분석

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두록 정자 운동학적 특성과 Zygote arrest 1 유전자 변이와의 연관성 분석

이미진^1,2#· 고준호^1,2#· 김용민¹· 최태정¹· 조규호¹· 김영신¹· 진동일²· 김남형³· 조은석^1*

농촌진흥청 국립축산과학원 양돈과¹, 충남대학교 농업생명과학대학², 충북대학교 축산학과³

Association Study of Zygote Arrest 1 on Semen Kinematic Characteristics in Duroc Boars

Mi Jin Lee^1,2#, Jun Ho Ko^1,2#, Yong Min Kim¹, Tae Jeong Choi¹, Kyu Ho Cho¹, Young Sin Kim¹, Dong Il Jin², Nam Hyung Kim³ and Eun Seok Cho^1*

1National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 31000, Korea

2Department of Animal Science & Biotechnology, Chungnam National University 34134, Korea

3Department of Animal Science, Chungbuk National University 28644, Korea

ABSTRACT¹⁾

The Zygote arrest 1 (ZAR1) gene is known to affect early embryonic development in various vertebrates.

In this study, we performed the association analysis to check whether there is any significant relationship bet ween semen kinematic characteristics and the ZAR1 gene. To determine semen kinematic characteristics, we measured motility (MOT), straight-line velocity (VSL), curvilinear velocity (VCL), average path velocity (VAP), linearity (LIN), straightness (STR), amplitude of lateral head displacement (ALH), and beat cross frequency (B CF) of spermatozoa in boars. In order to detect single nucleotide polymorphisms (SNPs), we extracted genomi c DNA from multiple Duroc boars, and then subsequently used them in sequencing reactions. As a result, thr ee SNPs were detected in the intronic region ofZAR1 gene (g.2435T>C in intron 2, g.2605G>A and g.4633A>

C in intron 3 ). SNPs g.2435T>C and g.2605G>A were significantly associated with MOT (p<0.01) and VSL (p

<0.05), and g.4633A<C SNP was significantly associated with MOT, VCL, VSL, VAP, and ALH (p<0.01). The results obtained from this study suggest that the SNPs in theZAR1 gene might be potential molecular marker s for selecting high-quality semen.

(Key words: ZAR1, Kinematic characteristic, Boar, Semen quality)

# These are contributed equally as first author.

* Corresponding author: Eun Seok Cho, National Institute of Animal Science, Rural Development Administration. Cheonan 31000, Korea. Tel: +82-41-580-3457, E-mail: [email protected]

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.ko), which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. The moral rights of the named author(s) have been asserted.

Ⅰ. 서론

양돈농가에 있어 가장 중요한 목표는 수익성을 높이는 것 이다. 농가에서는 수익성을 높이기 위해서 중요하게 생각하 는지표들(Piglets Sow Year; PSY, Weights of marketing

pig Sow Year; WSY, Marketing pigs Sow Year; MSY 등 등)이 있다. 이러한 지표들은 돼지 번식력에 따라 달라지기 때문에 양돈 산업에서 돼지의 번식력을 높이는 것은 매우 중요하다. 특히 돼지의 번식력을 높이기 위해서 가장 많이 사용되는 것이 인공수정이다. 돼지의 인공수정은 자연교배

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보다 수퇘지의 우수한 능력을 손쉽게 후대에 전달할 수 있 고 외부 질병으로부터의 노출 위험을 낮출 수 있다는 장점 이 있다(Maes et al., 2008). 따라서 돼지 인공수정의 성공 률을 높인다면PSY, WSY 및 MSY 등의 돼지 생산성을 높 일 수 있고 그 결과 농가의 수익성을 높일 수 있다. 따라서 돼지의 인공수정률을 증가시키기 위한 노력이 필요하다. 이것을 높이기 위해서 신선한 액상정액을 이용해야 하며 신선한 액상정액을 이용하기 위해서 정액 품질이 우수한 수퇘지를 정확하게 선발하는 것이 중요하다. 이전의 돼지 정액에 관한 연구들은 전통적인 방법으로 진행이 되었다. 전통적인 방법에는 육안적인 평가 방법과 Hypo-osmotic swelling 평가법 및 첨체 온전성 검사 등이 있다. 하지만 전통적인 방법은 각각의 수퇘지들의 정액을 검사하여 수 퇘지의 정액 품질을 평가만 할 수 있어서 성성숙이 이루어 진 돼지에서만 검사를 할 수 있기 때문에 성성숙 이전의 돼지에서 조기 선발을 하기 위한 방법으로는 한계가 있다. 최 근에는 분자유전학적 기술의 발달로 정액의 품질이 우수한 개체를 선발하기 위한 연구들이 보고되고 있다(Gunawanet et al., 2012; Kaewmala et al., 2012; Zeng et al., 2014;

Diniz.et al., 2014). 이러한 추세에 따라 본 연구에서는 분 자유전학적 분석 방법을 이용하여 정액의 품질 중 운동학 적 특성과 연관이 있다고 추측되는 유전자의 변이를 탐색 하고 운동학적 특성과의 연관성을 분석하고자 하였다. 따 라서 본 논문은 운동학적 특성과의 연관있는 유전자의 변 이를 확인하여 성성숙이 이루어지지 않은 돼지들에서도 정액의 품질을 결정할 수 있는 조기 진단 기술을 확립하고 자 하였다. Zygote Arrest 1 (ZAR1) 단백질은 척추동물의 초기 배아 발달에 영향을 미친다고 알려져 있다(Schultz et al., 1993; Brevini et al., 2004; Uzbekova et al., 2006). 또한 ZAR1 유전자를 쥐에서 Knock-out 시켰을 때 첫 번째 난 할 과정에서 성장을 억제 시켰다는 연구가 있다(Dean et al., 2002). ZAR1 유전자는 돼지의 8번 염색체에 위치하고 있으며, 돼지의 뇌하수체, 시상하부, 난소, 난모세포 및 정 소에서 특이하게 발현된다(Uzbekova et al., 2006). 정액은 시상하부에서 분비되는 성선자극호르몬(Gonadotropic releasing hormone; GnRH), 뇌하수체에서 분비되는 난포 자극호르몬(Follicle stimulating hormone; FSH), 황체형성 호르몬(Luteinizing hormone; LH), 정소에서 분비되는 Testosterone의 작용을 통해 형성된다(Swerdloff et al., 1998). 따라서 ZAR1은 정액형성 과정에 중요한 번식 조직 인 시상하부, 뇌하수체, 정소에서 발현이 되기 때문에 정자 의 형성과정 및 운동학적 특성에 중요한 영향을 미칠 것으

로 사료된다. 본 논문은 정액형성에 큰 영향을 미칠 것으 로 예상되는 ZAR1 유전자의 유전적 변이를 확인하고 이러 한 변이들이 정자의 운동학적 특성과 어떠한 연관성이 있 는지 알아 보고자 하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 공시동물 및 정액채취

공시 동물은 국립축산과학원 축산자원개발부 양돈과에 서 사육된 두록(Duroc, n=112)을 이용하였으며 모든 돼지 는 동일한 사양조건에서 사육되었다. 정액은 수압법을 이용 하여 채취하였으며, 채취된 정액들은 여과지를 통해 불순물 을 제거하고 이후 등온시킨 Beltsville thawing solution (BTS)과 1:1 비율로 1차 희석을 실시하여 실험실로 옮겼다.

2. 액상정액 제조 및 운동학적 특성 분석

1차 희석된 정액은 BTS를 이용하여 정자 농도가 30×

10⁶cells/ml되도록 2차 희석을 하였고 자동정자분석 프로 그램(Computer-assisted semen analysis, CASA, SAIS SI-100, Medical Supply, Korea)을 이용하여 농도를 확인했 다. 제조된 액상정액은 38℃ 항온수조에 20분 가온하여 정 액의 5㎕ 표본 샘플은 pre-wormed makler counting chamber(Sefi-Medical Instruments, Israel)와 CASA를 이 용하여 약 5번 이상을 분석하였다. 각 정자 샘플의 운동성 (motility, MOT), 직선운동 속도(straight-line Velocity, VSL), 곡선운동 속도(curvilinear velocity, VCL), 평균운동 속도(average path velocity, VAP), 직진성(linearity, LIN), 선형성(straightness, STR), 측두 이동거리(amplitude of lateral head displacement, ALH) 및 머리 진동수(beat cross frequency, BCF)를 포함하는 운동학적 특성들을 측 정했다.

3. Genomic DNA 분리 및 유전자형 분석

Genomic DNA는 두록 112두에서 채취된 혈액에서 Wizard Genomic DNA Purification Kit(Promega, Madison, WI, USA)를 이용하여 제조사의 프로토콜대로 수행하였다. 추출된 DNA는 유전자 변이 분석을 위하여 polymerase chain reaction(PCR)을 실시하였다. 혼합액은

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Table 1. List of primers used for ZAR1 gene sequencing

Region Primer Temperature (℃) Size (bp)

5'UTR Forward 5'-AACAGCCAACGTTTTTCTGG-3'

58.1 545

Reverse 3'-AGCAGGATTCCAGCAAGAGA-5'

Exon1 Forward 5'-GCCGACTACCTCCACAGCTA-3'

54 370

Reverse 3'-CTTCCTGGAGGGTGTCGAG-5' Exon2 ~ Exon3 Forward 5'-CCAAGCTTCTGAGGTGAAGG-3'

60.3 383

Reverse 3'-TGGTCAGAAGGTTTGGGGTA-5' Exon4 ~ 3'UTR Forward 5'-TGGTCAGAAGGTTTGGGGTA-3'

59 635

Reverse 3'-AGAAGAGAGTCTGGAGGGGC-5'

distilled water 13.3㎕, 10X buffer 2㎕, 5pmol primer 2㎕, 2.5mmol dNTP 1.5㎕, 1.25U DNA polymerase(Genet Bio, Chungnam, Korea) 0.2㎕, 100㎍ DNA를 사용하여 총 20㎕

로 제조하였다. ZAR1 유전자는 5‘UTR, Exon 1, Exon 2, Exon 3, Exon 4, 3'UTR로 이루어져 있으며 PCR 조건은 9 5℃ 5분 이후 95℃ 30초, 제작된 primer(Table 1)의 각각의 온도 30초, 72℃에서 30초를 반복하여 총 40번 실시하였고 이후 72℃ 5분, 마지막으로 4℃에 보관하였다. 염기서열 분 석을 위하여 Big Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit V3.0(Life Technologies Corp., Carlsbad, CA, USA)와 ABI PRISM® 3730 Genetic Analyzer(Life Technologies)를 이용하여 염기서열 분석을 하였고, SeqMan program(DNASTAR Inc., Madison, WI, USA)을 이용하여 Single Nucleotide Polymorphism(SNP) 을 비교하고 유전자형을 결정하였다

4. 통계분석

연관성 분석은 SAS 9.13(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)의 generalized linear model(GLM)을 이용하였으며, 유전자형의 효과와 경제형질들에 대해 최소 유의차 검정 으로 평균 간 차이에 대한 유의성을 조사하였다. 통계분석 에 이용한 모형은 다음과 같다.

yijkl = μ + Gi + Pl + eijkl

yijkl 는 관측치, μ 전체의 평균, G 유전자형 효과, Pl 정 액채취기간, eijkl 임의오차를 나타내며 유전자형 효과, 정 액채취기간은 고정효과로 사용되었다. 그리고 유의적 차이 는 p<0.01 와 p<0.05로 표시 하였다.

Ⅲ. 결과

1. 액상정액의 운동학적 특성 분석

CASA를 사용하여 돼지 액상정액의 운동학적 특성인 정자의 MOT, VSL, VCL, VAP, LIN, STR, ALH 및 BCF를 분석하였다(Table 2).

2.

ZAR1

^유전자의SNP과 유전자형 빈도

ZAR1유전자에서 첫 번째 SNP은 Intron 2 영역 중 g.2435 위치에서 T에서 C, 2번째 SNP은 Intron 3 영역 중 g.2605 위치에서 G에서 A, 3번째 SNP은 Intron 3 영역 중 g.4633 위치에서 A가 C로 치환되어 총 3개의 SNP을 확인 했다. g.2435T>C 유전자형은 TT(n=15), TC(n=34), CC(n=56)의 유전자형을 보였으며 T는 30%, C는 70%의 유 전자 빈도를 보였다. g.2605G>A 유전자형은 GG(n=15), GA(n=34), AA(n=56)의 유전자형을 보였으며 G는 30%, A 는 70%의 유전자 빈도를 보였다. g.4633A>C 유전자형은 AA(n=18), AC(n=60), CC(n=27)의 유전자형을 보였으며 A 는 46%, C는 54%의 유전자 빈도를 보였다(Table 3).

3.

ZAR1

^유전자의SNP과 정액의 운동학적 특성의 연관 성 분석

ZAR1유전자의 SNP과 돼지 정액의 운동학적 특성의 연 관성을 분석한 결과, g.2435T>C은 MOT와 높은 연관성을 보였고(p<0.01) VSL과도 연관성을 보였다(p<0.05)(Table 4). 또한 CC 유전자형이 다른 유전자형인 TT, TC보다 형 질 값들이 조금 높은 것을 확인할 수 있었다. g.2605G>A은

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MOT와 높은 연관성을 보였고(p<0.01) VSL과도 연관성을 보였다(p<0.05)(Table 5). 또한 AA 유전자형이 다른 유전 자형인 GA, GG보다 형질 값들이 조금 더 높은 경향을 보 였다. g.4633A>C는 MOT, VCL, VSL, VAP 및 ALH와 높

은 연관성을 보였다(p<0.01, Table 6). 또한 CC 유전자형이 다른 유전자형인 AC, AA보다 형질 값들이 조금 더 높은 경향을 보였다.

Table 2. Basic statistics of traits of sperm in Duroc

Trait Mean SD Min Max

MOT (%) 78.93 8.5 50.2 92.74

VCL (um/s) 60.81 17.01 33.42 106.93

VSL (um/s) 26.16 6.1 14.23 51.97

VAP (um/s) 42.62 11.01 22.17 77.47

LIN (VSL/VCL) 48.4 9.42 30.79 70.31

STR (VSL/VAP) 62.61 8.74 42.7 78.17

BCF (Hz) 5.27 1.52 2.8 10.01

ALH (um) 2.51 0.84 1.3 4.6

MOT, motility; VCL, curvilinear Velocity; VSL, Straight-line velocity; VAP, Average-path velocity; LIN, Linearity; STR, Straightness; BCF, Beat-cross frequency; WOB, Wobble; ALH, Amplitude of lateral head displacement.

Table 3. Genotype and allele frequencies of polymorphisms in Duroc

Position Genotype frequency (n, %) Allele frequency (%)

g.2435T>C TT TC CC T C

(15, 14) (34, 32) (56, 54) 30 70

g.2605G>A GG GA AA G A

(15, 14) (34, 32) (56, 54) 30 70

g.4633A>C AA AC CC A C

(18, 17) (60, 57) (27, 26) 46 54

Table 4. Association between porcine ZAR1 gene of g.2435T>C and semen traits

Traits TT (n=56) CT (n=34) CC (n=15) p-value

MOT (%) 76.85±8.99 78.86±7.56 87.26±3.85 0.0001**

VCL (um/s) 58.85±16.48 59.99±17.42 69.79±16.24 0.0816

VSL (um/s) 24.74±4.71 27.03±7.44 29.43±6.14 0.0172*

VAP (um/s) 40.79±10.03 43.11±11.62 48.22±11.79 0.0637

LIN (VSL/VCL) 47.81±8.75 50.14±10.75 46.76±8.70 0.4109

STR (VSL/VAP) 62.22±8.83 63.51±8.96 62.10±8.31 0.775

BCF (Hz) 5.23±1.54 5.06±1.50 5.89±1.43 0.2154

ALH (um) 2.44±0.82 2.44±0.87 2.92±0.77 0.1246

**p<0.01, *p<0.05.

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Ⅳ. 고찰

ZAR1 유전자는 본래 사람과 쥐에서 확인되었고 그 후에 난모세포에서 중심적으로 발현이 된다고 알려진 바 있는(Wu et al., 2003b) 모계 영향 유전자이다.

포유동물들에 초기 배아 발달에 중요한 영향을 미치며 돼지와 소에서 호르몬을 조절하는 내분비기관(시상하부와 뇌하수체)과 번식기관(난소와 정소)에서 ZAR1 mRNA가 발현이 되었다는 보고가 있다(Uzbekova et al., 2006).

하지만 ZAR1의 관하여 모계 중심의 연구들은 많으나 부계와 관련된 연구는 거의 없었다. 따라서 모계의 난모세포와 초기 배아 발달에 중요하다고 알려진 ZAR1 유전자가 소와 돼지의 시상하부, 뇌하수체, 정소에서 mRNA가 발현이 되었기 때문에 수퇘지의 정자형성과정에

영향을 미쳐 결국 정액의 운동학적 특성들에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 본 연구는 ZAR1 유전자의 SNP을 탐색하고 두록 돼지 112두에서 ZAR1 유전자 SNP과 돼지 정액의 운동학적 특성들과의 연관성을 규명하였다. 염기서열 분석을 수행한 결과, ZAR1의 인트론 2 영역의 염색체 2435번째 T 서열이 C로 치환되는 SNP과 인트론 3 영역의 염색체 2605번째 G 서열이 A로 치환되는 SNP과 염색체 4333번째에서 A 서열이 C로 치환되는 3가지 SNP을 확인하였다. ZAR1의 유전자형과 정액 운동학적 특성과의 연관성을 나타내어 그 결과 g.2435T>C의 유전자형은 MOT(p<0.01)와 VSL(p<0.05)에서 유의성을 나타내어 높은 연관성을 가지는 것을 확인했고 CC 유전자형이 다른 유전자형인 TT와 TC보다 더 높게 나타나 major allele인 T보다 minor allele인 C가 정액의 운동학적 Table 5. Association between porcine ZAR1 gene of g.2605G>A and semen traits

Traits AA (n=15) AG (n=34) GG (n=56) p-value

MOT (%) 87.26±3.85 78.86±7.56 76.85±8.99 0.0001**

VCL (um/s) 69.79±16.24 59.99±17.42 58.85±16.48 0.0816

VSL (um/s) 29.43±6.14 27.03±7.44 24.74±4.71 0.0172*

VAP (um/s) 48.22±11.79 43.11±11.62 40.79±10.03 0.0637

LIN (VSL/VCL) 46.76±8.70 50.14±10.75 47.81±8.75 0.4109

STR (VSL/VAP) 62.10±8.31 63.51±8.96 62.22±8.83 0.775

BCF (Hz) 5.89±1.43 5.06±1.50 5.23±1.54 0.2154

ALH (um) 2.92±0.77 2.44±0.87 2.44±0.82 0.1246

**p<0.01, *p<0.05.

Table 6. Association between porcine ZAR1 gene of g.4633A>C and semen traits

Traits AA (n=27) AC (n=60) CC (n=18) p-value

MOT (%) 72.95±7.65 80.46±6.45 83.15±11.91 0.0001**

VCL (um/s) 54.30±15.70 60.34±16.41 71.72±16.25 0.0029**

VSL (um/s) 23.62±5.46 26.14±4.67 29.88±8.98 0.003**

VAP (um/s) 37.36±9.13 42.88±9.73 49.35±13.84 0.0013**

LIN (VSL/VCL) 48.78±10.02 48.97±9.41 46.00±8.68 0.4932

STR (VSL/VAP) 64.44±9.69 62.31±8.62 60.93±7.64 0.396

BCF (Hz) 4.72±1.28 5.35±1.60 5.83±1.42 0.0506

ALH (um) 2.29±0.86 2.45±0.81 3.05±0.73 0.0073**

**p<0.01.

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특성 중 MOT와 VSL에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. g.2605G>A의 유전자형은 MOT(p<0.01) 와 VSL (p<0.05)에서 유의성이 나타나 높은 연관성을 가지는 것을 확인했고 AA 유전자형이 다른 유전자형인 GA와 GG보다 더 높게 나타나 major allele인 G보다 minor allele인 A가 정액의 운동학적 특성 중 MOT와 VSL에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 마지막으로 g.4633A>C의 유전자형은 MOT, VCL, VSL, VAP 및 ALH(p<0.01)에서 유의성이 나타나 연관성이 있는 것을 확인했으며 CC 유전자형이 다른 유전자형인 AC, AA보다 더 높게 나타나 major allele인 A보다 minor allele인 C가 정액의 운동학적 특성 중 MOT, VCL, VSL, VAP 및 ALH에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 g.2435T>C의 C allele를 가지며, g.2605G>A의 A allele와 g.4633A>C의 C allele를 가진 수퇘지에서 정액의 활력이 더 좋은 것으로 판단된다. 본 논문은 ZAR1 유전자와 돼지 정액의 운동학적 특성과의 연관성을 국내외 최초로 연구했다. 이것은 양돈 산업에서 인공수정 중심의 교배로 인하여 충분한 수퇘지의 실험 두수를 확보할 수 없어 수퇘지 관련 연구가 미흡한 것으로 사료된다. 하지만 수퇘지의 정액과 후보 유전자들 사이의 연관성을 확보하기 위한 연구들이 진행 중이며 다양한 후보 유전자들이 정자의 운동학적 특성과의 영향이 있다고 보고되었다. 그중 Phospholipase C zeta(PLCz) 유전자는 정자 첨체 영역에서 발현이 되며 (Kasimanickam et al., 2012), 수정 과정에서 중요한 역할을 하는 칼슘진동에 영향을 미친다고 보고된 바 있으며 (Kurokawa et al., 2005), Estrogen receptor 1(ESR1) 유전자는 정자의 머리 부분에서 발현이 되며(Solakidi et al., 2005), 수컷 번식의 성숙과 정자의 운동성에 영향을 미치고 Estrogen이 정자의 운동성 조절에 관여한다고 보고된 바 있다(Lazaros et al., 2010). 따라서 이전의 수퇘지 정액과 후보 유전자들 사이의 연구를 보면 PLCz와 ESR1 등의 유전자들이 수퇘지 번식 조직에 발현이 되며 이 유전자들의 변이가 정액의 운동학적 특성에 영향을 미친다고 보고된 바 있다. 이와 같이 후보 유전자들의 특정 SNP과 수퇘지의 번식 형질 간의 연관성 분석에 관한 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 ZAR1 유전자의 SNP과 돼지의 정액 품질 간의 연관성을 분석한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 논문의 결과를 다른 연구들과 비교할 수는 없었다. 본 논문의 결과 ZAR1의 유전자의 인트론 영역에서 3가지 SNP을 발굴하였고 그 유전자 SNP의 유전자형과 정액의 운동학적 특성의 연관성 분석

결과 ZAR1의 SNP이 운동학적 특성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 발견된 SNP들은 모두 인트론 부위에서 발견되었기 때문에 정자의 운동학적 특성과 직접적인 영향을 미친다고 판단하기는 어렵다. 그러나 인트론 위치에 존재하는 SNP들은 DNA에서 mRNA로 만들어지는 중간단계인 스플라이싱 기작에 영향을 미친다고 알려져 있다(Cooper et al., 2010). 이는 인트론 부위에 존재하는 SNP들도 표현 형질에 충분히 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 따라서 본 연구의 결과를 통해 ZAR1의 SNP이 고능력의 돼지에서 활력이 우수한 정액을 생산할 수 있는 돼지들을 조기 선발할 수 있는 후보 유전자로 제시한다. 하지만 본 연구에서 사용된 공시동물의 두수가 적고 품종이 한정되기 때문에 큰 돼지 집단에서 충분한 검증이 이루어진다면 분자 유전 육종에서 높은 정액 활력 관련 분자 지표로서 좋은 품질의 정액을 생산할 수 있는 수퇘지 선발 기술의 기초자료로 활용될 것으로 사료된다.

Ⅴ. 요약

ZAR1은 척추동물의 초기 배아 발달에 영향을 미치는 유전자로 알려져 있다. 본 연구는 두록 수퇘지 112두에서 ZAR1 유전자의 SNP을 발굴하고 ZAR1 유전자의 인트론 Single nucleotide polymorphism(SNP)과 정액의 운동학적 특성들과의 연관성을 규명하였다. 돼지의 정액 운동학적 특 성을 분석하기 위해서 운동성(motility, MOT), 직선운동 속 도(straight-line velocity, VSL), 곡선운동 속도(curvilinear velocity, VCL), 평균운동 속도(average path velocity, VAP), 직진성(linearity, LIN), 선형성(straightness, STR), 측두 이동거리(amplitude of lateral head displacement, ALH) 및 머리 진동수(beat cross frequency, BCF)를 측정 하였다. SNP을 탐색하기 위해서 돼지의 혈액에서 genomic DNA를 추출하여 PCR(polymerase chain reaction)을 통해 시퀀싱 분석을 하여 유전자형을 분석하였다. 그 결과 ZAR1의 non-coding 영역인 인트론에서 SNP 3개를 확인 했으며 각 각 인트론 2 영역에서 g.2435T>C, 인트론3 영역 에서 g.2605G>A, g.4633A>C 변이를 보였다. g.2435T>C, g.2605G>A는 각 각 MOT(p<0.01)와 VSL(p< 0.05)에서 높 은 연관성을 나타냈고 g.4633A>C는 MOT, VCL, VSL, VAP, ALH에서 높은 연관성을 나타냈다(p<0.01). 본 연구 에서는 ZAR1 유전자의 SNP이 돼지 정액의 운동학적 특성

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들에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 ZAR1이 우수한 수퇘지들에서 번식능력이 높은 개체를 선 발할 수 있는 후보유전자로 제시하며 다양한 돼지의 품종 과 더 많은 두수를 확보하여 검증연구를 통해 우수한 능력 의 수퇘지에서 활력이 좋은 개체를 선발하는 분자마커 연 구의 기초자료로 사용이 가능하다.

사사

본 성과물은 농촌진흥청 연구사업(PJ01185102)의 지원에 의해 이루어진 것임

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(Received 09 May 2018, Revised 19 October 2018, Accepted 22 October 2018)