엘크 암사슴의 체중 성장곡선 모수 추정

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엘크 암사슴의 체중 성장곡선 모수 추정

이성수¹ ․ 이진욱¹ ․ 김관우¹ ․ 김상우² ․ 이용재¹ ․ 김성우¹ ․ 조창연¹ ․ 노희종¹ ․ 전다연¹ ․ 김동교¹ 연성흠¹ ․ 최태정^3*

농촌진흥청 국립축산과학원 가축유전자원센터¹, 전북대학교², 농촌진흥청 국립축산과학원 양돈과³

Estimates of Growth Curve Parameters of Body Weight for Female Elk

Sung-Soo Lee¹, Jin-Wook Lee¹, Kwan-Woo Kim¹, Sang-Woo Kim², Yong-Jae Lee¹, Sung-Woo Kim¹, Chang-Yeon Cho¹, Hee-Jong Roh¹, Da-Yeon Jeon¹, Dong-Kyo Kim¹, Seong-Heum Yeon¹ and Tae Jeong Choi^3*

1Animal Genetic Resources Research Center, National Institute of Animal Science, RDA, Namwon 55717, Korea

2International Agricultual Development and Cooperation Center, ChonBuk National University. Jeonju 54896, Korea

3Swine Science Division, National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 31000, Korea

ABSTRACT¹⁾

The objective of this study was to estimate the growth curve parameters of body weight for female Elk.

Weight and age data from 115 does raised at the Animal Genetic Resources Research Center in Korea were used in this study. The growth curve parameters were estimated from a nonlinear regression using Gompertz and Logistic models. Mature weight (), growth ratio (^) and maturing rate (^) of female Elk were 214.1±2.17 kg, 2.12±0.0045 and 0.0043±0.00011, respectively, according to the Gompertz model. They were 208.3±2.17 kg, 5.56±0.234 and 0.0065±0.00017, respectively, according to the Logistic model. The goodness of fit determined by R² was higher in the Gompertz model than that in the Logistic model. The growth curve functions obtained from the Gompertz and Logistic models in female Elk were    ×   ×   × 

and

   ×    ×   × ^{ }, respectively. The absolute growth rate functions from the Gompertz and Logistic models in female Elk were  ′    ×  × ln  and ′    × 

×   respectively. The growth pattern of female Elk generated from this study can be useful in determining the most appropriate feeding plans and the best breeding strategies for deer.

(Key words: Elk, Body weight, Growth curve, Gompertz, Logistic)

* Corresponding author: Tae Jeong Choi, Swine Science Division, National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 31000, Korea, Tel: +82-41-580-3458, 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

사슴과(Cervinae)에는 야생종을 포함하여 전 세계적으로

17속 31종이 분포하고 있다(Klein, 1992). 이 중 우리나라에 서 가축으로 사육하고 있는 종은 꽃사슴(Sika deer, Cervus nippon), 붉은사슴(Red deer, C. elaphus), 엘크(Elk deer, C.

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canadensis) 등이 있다. 특히 엘크는 1974~1976년 사이에 북미지역에서 수입되어 지난 50여 년간 국내의 사육환경에 적응한 지역토착종으로, 꽃사슴이나 붉은사슴 등 다른 품종 에 비해 많은 녹용을 생산할 수 있어 국내에서 선호하는 품 종으로 사육되고 있다(Kim et al., 2006; Kim et al., 2016;

Kim et al., 2017). 농림축산식품부 기타가축통계에 따르면 사슴은 2016년 12월 현재 2,210농가에서 31,495두가 사육되 고 있는데, 이 중 엘크는 14,088두로 전체 사슴사육두수의 45%를 차지하고 있다.

사슴을 비롯한 동물의 체중과 같은 발육형질 특성은 각 개체들에 있어 다양한 연령에서 측정할 수 있다. 이러한 연 령과 체중과의 관계는 연속적이고, 비선형의 패턴을 보이게 되는데, 이런 생애기간에서의 성장자료들을 해석할 수 있는 수리적인 기법으로 각종 성장곡선 모형이 보고되어 활용되 고 있다. 국내에서는 한우(Kim et al, 2002; Lee et al., 2003a; Lee et al., 2003b; Lee et al., 2006; Choi et al., 2008), 돼지(Cho et al., 2001a; Cho et al., 2004; Won et al., 2014), 재래닭(Cho et al., 2001b), 재래염소(Lee et al., 2016) 등으로 부터 성장곡선 모형을 적용하는 연구가 이루어진 바 있다.

그렇지만 엘크에 대한 성장곡선 모형을 적용하는 연구 는 국내외적으로 거의 보고되지 않고 있다. 다만 Rocky Mountain Elk(Cervus canadensis nelsoni)와 Manitoba Elk(Cervus canadensis manitobensis) 등 사냥이나 국립공원 등 특정지역에서 생체로 포획된 개체들 중심으로 발육특성 에 대한 단편적인 자료들이 보고되고 있다(Quimby and Johnson, 1951; Blood and Lovaas, 1966; Dean et al., 1976).

따라서 본 연구는 국립축산과학원 가축유전자원센터에 서 보존 사육 중인 엘크 사슴으로부터 상당 기간 동안 조사 된 체중측정 기록을 기초로 기존에 보고된 비선형의 성장 곡선 모형을 적용 엘크 암사슴의 성장곡선을 추정하고, 추 정된 성장모형의 모수를 이용하여, 엘크 암사슴에 대한 성 장특성을 구명하고자 실시하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 실험재료

본 연구에 이용된 자료는 2007년부터 2017년 3월까지 국립 축산과학원 가축유전자원센터에서 수집된 두 번 이상의 측정 날짜를 가지고 있는 엘크 암사슴 총 115두 584개의 기록을

이용하였다. 엘크 암사슴의 두당 평균 기록 수는 5.08개였다.

2. 사양관리

본 실험에 이용한 엘크 암사슴은 국립축산과학원 가축유 전자원센터가 소재하고 있는 전라북도 남원시 운봉읍 해발 약 500m 지대(35 44 N, 127 55 E)에 속하는 곳에서 사육하 고 있으며, 축사 내에서 혼합목건초 자유채식과 배합사료를 체중의 1% 내외로 보충 급여하면서 사육하였다. 엘크 암사 슴은 생후 15~16개월령 전후에 번식에 이용하였고, 분만관 리를 위하여 분만 전 3∼5월에 주간 방목 및 야간 사사를 하는 제한방목을 실시하였다. 분만 후 새끼사슴은 생후 3개 월령 전후에 이유를 실시하였다.

3. 모형 및 통계분석

사슴 체중의 성장곡선 함수 추정은 SAS(1990)의 비선형 회 귀 분석 절차인 PROC NLIN을 이용하였으며, DUD (Dosen’t Use Derivative) 방법을 사용하였다. 체중 성장곡선 추정을 위한 다양한 모형 중 본 연구에서는 Gompertz 모형 ^^{ }^{ }

과 Logistic 모형 ^{  }^{ }^^{ } 으로 성장곡선을 추정하였 다. 여기서 ^는 일령에서의 체중, 는 나이(일령)가 무 한대인 시점(^{  ∞})에서의 성장곡선의 점근 상한계 체중 (Asymptotic weight) 혹은 성숙체중(mature weight)을 의 미하며, ^는 성장비율 모수(생시체중에 대한 성숙체중의 비 율)이다. 그리고 ^{는 성숙률}(growth weight),   

로 자연로그의 밑(base)이다. 또한 성장곡선의 기울기가 최 대가 되는 변곡일령(_)과 변곡점에서의 체중()은 Goshu 와 Koya(2013)의 보고에서와 같이 Gompertz 모형에서는 각각 ln 와 , Logistic 모형에서는 ^{ln }와 

로 추정하였다. 그리고 일당증체량(Absolute growth rate)에 대한 곡선은 Gompertz 모형 함수식^{ }^{ }^{ }의 제1차 도함수인  ′   ln 을 이용하였고, Logistic 모 형에서는    ^{ }^{ }의 제1차 도함수인

′     을 이용하여 분석하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

엘크 암사슴 115두의 일령별 체중에 대한 Gompertz 및 Logistic 모형으로 추정한 성별 성장곡선 모수는 Table 1과 같다.

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Table 1. Parameter estimates and coefficients of determination (^) obtained by the Gompertz and Logistic models in female Elk

Models Parameters^*

^

_{±SE, kg} _±SE _±SE Error Mean Square

Gompertz 214.1±2.17 2.12±0.045 0.0043±0.00011 299.3 0.931

Logistic 208.3±2.17 5.56±0.234 0.0065±0.00017 357.0 0.918

* , mature weight; , growth ration; , maturing rate.

Table 2. Characteristics at inflection point on growth curves obtained by the Gompertz and Logistic models in female Elk Models Age at point of Inflection (day) Weight at inflection (kg) Gain at inflection (g/day)

Gompertz 173.58 78.75 341.8

Logistic 263.57 104.15 339.0

엘크 암사슴의 Gompertz와 Logistic 모형으로 추정한 성 장곡선 모수 중 성숙체중()은 각각 214.1±2.17kg과 208.3

±2.17kg이었다. 국내외적으로 엘크(Elk deer, C. canadensis) 의 성장곡선에 대한 보고가 없어, 동일품종에서 타 연구 결 과와의 직접적인 비교 분석은 할 수 없었다. 다만 Quimby 와 Johnson(1951)이 Yellowstone National Park에서 포획된 11두의 3세 이상의 Rocky Mountain Elk(C. canadensis nelsoni) 암사슴의 평균체중을 561.55lbs(254.71kg)로 본 연 구에서의 엘크 암사슴 성숙체중 보다 큰 것으로 보고하고 있다. 또한 Dean 등(1976)이 Wyoming주 북서부 지역 축군 에서 포획된 Rocky Mountain Elk 암사슴의 연령별 평균체 중을 3세에 215.9~234.1kg, 4세에 216.0~228.1kg, 5세에 212.0~240.1kg, 6세 이상에서 218.2~232.7kg 등으로 본 연구 와 비슷하거나 조금 높은 체중 평균치를 보고하고 있다. 그 리고 Blood와 Lovaas(1966)은 캐나다 Manitoba주 지역에서 포획된 3두의 Manitoba Elk((C. canadensis manitobensis) 암 사슴의 평균체중을 606lbs(274.8kg)로 Rocky Mountain Elk 나 본 연구에 이용된 엘크 암사슴 보다 큰 것으로 보고하고 있다. Kim 등(2016)은 1974년부터 1976년까지 북미에서 우 리나라로 도입된 엘크는 Rocky Mountain과 Manitoba 엘 크의 교잡종임을 보고하고 있는데, 생육환경이 다르고 북미 지역에서 보고된 엘크의 샘플수가 적어 엘크 종에 따른 발 육능력의 차이를 정확히 판단하기는 곤란하였다. 다만 북미 의 다양한 지역에서 생육하고 있는 엘크 종들에 대한 발육 능력을 포함한 표현형적, 계통유전학적 추가 연구와 함께 성장곡선을 정확히 추정하여 비교할 필요가 있을 것으로 판단된다.

그리고 엘크 암사슴에서 Gompertz와 Logistic 모형으로

추정된 성장비율(^)과 성숙률() 추정치는 각각 2.12, 0.0043과 5.56, 0.0065였다. 또한 이들 모수로부터 적합도 검 정을 위해 계산된 결정계수(R²)는 Gompertz 모형이 0.931 이고, Logistic 모형이 0.918로 두 모형 모두 성장곡선을 도 출하기에 좋았지만, 그 중에서도 엘크 암사슴의 성장곡선 추정에 Gompertz 모형이 Logistic 모형보다 더 적합한 것 으로 사료된다.

각각의 엘크 암사슴 모형별 추정 모수를 적용하여 얻어 진 성장곡선은 Fig. 1과 같고, 각 성장곡선 모형으로 추정한 엘크 암사슴의 성장곡선식은 아래와 같다.

Gompertz model (body-weight) :

   ×   ×    × 

Logistic model (body-weight) :

   ×    ×   × ^{ }

엘크 암사슴에서 추정한 Gompertz와 Logistic 모형의 성 장곡선 모수를 이용하여 계산한 각 모형의 변곡점 도달일 령(^)과 변곡점에서의 체중()을 Table 2에 제시하였다.

Gompertz 모형에서 변곡점까지의 도달일령(^)은 173.6일 령, 이때의 체중, 즉 변곡점에서의 체중()은 78.75kg이었 고, Logistic 모형에서는 각각 263.6일령과 104.15kg이었다.

두 모형간의 차이는 Goshu와 Koya(2013)의 보고에서와 같 이 두 모형간 특성의 차이라 할 수 있다. 따라서 엘크 암사 슴의 경우 173.6~263.6일령 그리고 78.75~104.15kg 도달 전 후의 최대 증체(maximum growth rate)를 나타내는 시기에 는 보다 세심한 사양관리가 필요할 것으로 사료된다.

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Fig. 1. Estimated growth curves for the body weight of female Elk using the Gompertz and Logistic models. Lines: estimated growth curves. Dots: distribution of the observed weights (kg) in relation to age (day).

Fig. 2. The Absolute Growth Rate (AGR) curves obtained by the Gompertz and Logistic models in female Elk.

위에 제시한 각 모형별 함수식에서 제1차 도함수(first derivative)를 유도하면 특정 시점에서의 순간 변화량을 도 출할 수 있다(Araújo et al., 2012; Goshu and Koya 2013).

이것이 체중에서는 특정 시점에서의 증체량(Absolute Growth Rate: AGR)으로 표현될 수 있다. 엘크 암사슴의 일 당증체량 곡선은 Fig. 2와 같이 제시하였고, 제1차 도함수, 즉 일당증체량 함수식은 각 모형별 아래와 같다.

Gompertz model (AGR) :

 ′    ×  × ln 

Logistic model (AGR) :

′    ×  ×   

상기의 각 모형별 일당증체 함수식을 가지고 특정 시점 에서의 증체량을 파악할 수 있는데, Table 2의 Gompertz 모형에서 제시하고 있는 증체가 최대가 되는 시점인 변곡 점 도달일령, 즉 173.6일령을 이 식에 대입하면 341.8 g/day의 일당증체량을 나타냄을 알 수 있다. 그리고 Logistic 모형의 263.6일령에서는 339g/day으로 변곡점에서 의 최대증체량을 파악할 수 있다. 사슴농가에서도 이러한 엘크 암사슴의 성장곡선 및 일당증체량 곡선은 사양관리 및 육종계획 수립에 유용한 기초자료로 활용 가능하리라 사료된다.

또한 엘크 암사슴의 성장곡선 모수 추정치와 변곡점, 변 곡점 도달일령 등은 본 연구에서 처음 보고하고 있으며, 이 러한 결과는 엘크의 품종특성을 밝히는데 필요한 자료로

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이용될 것이다.

Ⅳ. 요약

엘크 암사슴의 성장곡선 모수를 추정하기 위하여 국립축 산과학원 가축유전자원센터에서 보존 사육중인 엘크 암사 슴 115두의 체중-일령 자료에 대해 비선형 회귀식인 Gompertz와 Logistic 모형을 적용하여 성장곡선 모수를 추 정하였다. 엘크 암사슴의 성숙체중(



), 성장비율()과 성숙 률()은 Gompertz 모형의 경우 각각 214.1±2.17kg, 2.12±

0.0045와 0.0043±0.00011이었고, Logistic 모형에서는 208.3±

2.17kg, 5.56±0.234와 0.0065±0.00017이었다. 적합도 검정을 위한 결정계수(R²)는 Gompertz 모형이 Logistic 모형 보다 높게 나타나 Gompertz 모형이 더 적합한 것으로 나타났고, 엘크 암사슴에서 Gompertz 모형으로 추정된 함수식은

   ×   ×    × 

이었고, Logistic 모형의 경우

   ×    ×   × ^{ }였다. 또한 각 모형 의 제1차 도함수로 유래된 일당증체량 곡선은 Gompertz 모 형인 경우  ′    ×  × ln , Logistic 모형의 경우 ′    ×  ×   였다. 본 연구에서 도출된 엘크 암사슴의 성장특성에 대한 정보 들은 사양관리 및 육종계획 수립에 도움이 될 수 있을 것으 로 사료된다.

사사

본 논문은 농촌진흥청 연구사업(세부과제명: 우수사슴 유 전자원 수집 및 보존 연구, 세부과제번호: PJ01262802)의 지 원에 의해 이루어진 것임

Ⅴ. 참고문헌

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(Received 11 January 2018, Revised 06 June 2018, Accepted 11 June 2018)