국립축산과학원 National Institute of Animal Science 발 간 사 지난 2009년은 미국발 글로벌 경제위기의 영향으로 전세계적인 경 기 침체, 겨울 가뭄, 봄철 황사, 집중호우 등 재해성 이상기후에 따 른 세계 곡물생산 불안정, 지속적인 고유가

발간등록번호 : 11-1390906-000069-01 ANNUAL RESEARCH REPORT 2009 연보 축산시험연구 National Institute of Animal Science, R.D.A

국립축산과학원 National Institute of Animal Science 발 간 사 지난 2009년은 미국발 글로벌 경제위기의 영향으로 전세계적인 경 기 침체, 겨울 가뭄, 봄철 황사, 집중호우 등 재해성 이상기후에 따 른 세계 곡물생산 불안정, 지속적인 고유가와 고가의 사료비 등으로 인하여 축산농가에 어려움이 많았던 한 해 였습니다. 아울러 한 미 FTA, 한 EU FTA 등 시장개방 확대 추세는 축산물의 국제 경쟁력 확 보를 요구하고 있고, 소비자의 축산물 선택기준이 가격에서 안전과 품질 중심으로 빠르게 전환되고 있습니다. 이러한 시기에 축산기술 개발 및 보급의 임무를 수행하고 있는 국립축산과학원은 시장 개방 확대에 대비한 생산비 절감 및 고품질 안전 축산물 생산기술 개발, 부 가가치 높은 신성장 동력 창출을 위한 신기술 개발에 전력을 다하고 있습니다. 또한, 가축분뇨 자원화, 온실가스 절감 등 축산업의 환경규 제에 대한 해결기술 개발도 국립축산과학원에 주어진 엄중한 임무입 니다. 이러한 소명에 부응하기 위하여 2009년도에 국립축산과학원은 총 308 개의 연구과제를 수행하여 정책제안 110건, 영농활용 178건, 산 업재산권 기술이전 178건 등 산업화 실적과 국내 외 학술지에 180편의 논문게재(SCI급 학술지 66편) 및 504편(국외 59편)의 논문발 표 등 많은 성과를 거두었습니다. 2 2009 축산시험연구

National Institute of Animal Science, R.D.A 이 보고서는 신성장동력 창출을 위한 녹색 신기술 개발, 종축개량 및 동물유전자원 국가관리, 축산물 부가가치 향상 및 소비확대, 가축 질병예방과 안전 축산물 생산 등 각 분야에 대한 2009년도 연구결과 중 주요내용을 요약한 것입니다. 이 보고서는 우리의 고객인 축산농가 산업계 학계 정책부 서 소비자 등에 필요한 참고자료가 될 것이라 여겨지지만 고객의 다양한 요구에 보답하기에는 부족한 점이 많을 것으로 사료됩니다. 앞으로 국립축산과학원은 국민과 함께하는 생활공감형 녹색기술의 개발을 위해 소속원 모두가 헌신하여 노력할 것을 다짐합니다. 끝으 로 축산기술 개발에 도움을 주신 관련 산업체와 농가, 전문위원, 겸임 연구관, 현장명예연구관 등 모든 분들께 감사드리며, 우리 과학원 모 든 직원들의 노고에 대해서도 치하를 드립니다. 2010년5월 국립축산과학원장 농학박사라승용 2009 축산시험연구 3

연보 2009 축산시험연구 1 2 3 1. 돼지 뒷다리 발효생햄 제조 워크숍(2009. 1.15) 2. 돼지 만성소모성질환 예방 T/F팀 발족 및 협의 회(2009. 2.25) 3. 2009년 우리맛닭 종계 기술이전 및 토론회 (2009. 2.26) 4. 동물정액 및 수정란 화상인식주입기의 기술산 업화 협약식(2009. 4. 9) 5. 동물유전체 연구분야 활로모색을 위한 토론회 (2009. 5. 1) 4 5 4 2009 축산시험연구

08 National Institute of Animal Science, R.D.A 6 7 6. 청보리 수확 연수 및 가축 급여 평가회(2009. 5.15) 7. 바이오장기 연구의 새로운 도약을 위한 토론회 (2009. 6. 3) 8. 최고 암소 선발 경매행사(2009. 6. 3) 9. 유제품 소비활성화를 위한 자연치즈 제조 기술 워크숍 개최(2009. 6.8~10, 9. 9~11, 9.16~18) 10. 축산악취 해결방안 마련을 위한 전문가 토론회 (2009. 6.11) 8 9 10 2009 축산시험연구 5

연보 2009 축산시험연구 11 12 13 11. 국립축산과학원 신규 임용자 토론회 (2009. 6.15) 12. 새로운 동물자원 산업으로 반려동물의 활용방 안 토론회 (2009. 6.17) 13. 국립축산과학원 & 농협중앙회 축산경제 産 硏 기술 사업 교류협약 체결(2009. 6.24) 14. 기후변화 대응 지속가능 녹색축산 APEC 국제 워크숍 개최 (2009. 7. 7) 15. 2009 농식품 안전성향상 국제심포지엄 (2009. 7. 9) 14 15 6 2009 축산시험연구

National Institute of Animal Science, R.D.A 16 17 16. 2009 우수 정액등 처리업체 인증 현판식 전달 (2009. 7.14) 17. 국립축산과학원 & 동진강낙농축산업협동조합 기술지원 협약식 (2009. 7.23) 18. 농산 부산물 사료화 기술지원 협약 (2009. 7.24) 19. 2009 축진듀록 홍보를 위한 양돈 전문기자 간 담회 (2009. 9. 2) 20. 한-중 사료산업 발전을 위한 Fourm (2009. 9. 9) 18 19 20 2009 축산시험연구 7

연보 2009 축산시험연구 21 22 23 21. 발효육 가공품 공동연구 개발에 관한 협약 체결(2009. 9.17) 22. 제3회 한 미 국제공동심포지엄 개최 (2009. 9.21) 23. 축산 바이오가스(SCB-M) 연구시설 준공식 (2009. 9.23) 24. 레저승마 녹색기술개발 승용마장 오픈 (2009. 9.24) 25. 푸른농촌을 만들기 위한 1사1촌 자매결연 (2009. 9.25) 24 25 8 2009 축산시험연구

National Institute of Animal Science, R.D.A 26 27 26. 돼지 브랜드 가치 제고를 위한 맞춤형 이력추 적시스템 도입방안 간담회 (2009.10.13) 27. 축산관련단체장 초청 녹색기술 간담회 (2009.10.15) 28. 국립축산과학원 & 삼성전자승마단 간 양해각 서 체결 (2009.10.21) 29. 한우판별 기술이전 기관 초청 연찬회 (2009.10.22) 30. BT/NT를 이용한 축산식품 안전관리 기술개발 연구동향 (2009.10.27) 28 29 30 2009 축산시험연구 9

연보 2009 축산시험연구 31 32 33 31. 2009년도 동계 사료작물 사일리지 품질 경연 대회(2009.10.29) 32. 푸른농촌 희망찾기 운동 확산을 위한 전직원 워크숍 (2009.11. 6) 33. 청와대 어린이신문 푸른누리 기자단과 함께하 는 푸른농촌 희망찾기 (2009.11. 8) 34. 육품정 육우클러스터사업단 MOU체결 (2009.11.12) 35. 국립축산과학원 & 삼성화재안내견학교 양해 각서 체결식 (2009.11.24) 34 35 10 2009 축산시험연구

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 발간책자 2009 축산시험연구 11

연보 2009 축산시험연구 2009 발간책자 12 2009 축산시험연구

국립축산과학원 National Institute of Animal Science Ⅰ. 총설 14 Ⅱ. 시험연구 주요결과 34 01. 동물바이오공학연구 34 02. 동물유전체연구 49 03. 축산물이용연구 55 04. 축산환경연구 58 05. 영양생리연구 61 06. 가축개량총괄연구 64 07. 낙농연구 67 08. 양돈연구 73 09. 가금연구 78 10. 초지 조사료연구 81 11. 한우연구 87 12. 가축유전자원연구 93 13. 특수가축연구 99 Ⅲ. 부록 104 01. 기구 및 정원 104 02. 직원 E-mail 주소 105

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report Ⅰ. 총설 동물바이오공학연구 바이오신약을 생산하는 연구로 G-CSF를 생산하는 형질전환 동물에 관한 연구를 진행하고 있으며, G-CSF의 변이체를 생산할 수 있는 유선특이 프로모터를 이용하여 벡터를 제작하였다. G-CSF의 변이체를 활성을 검증하기 위하여 각 변이체에 관한 CHO 세포발현과 생산량을 검 증하였고, 당화 관련 G-CSF변이체는 각 당화 부위에서 개별적으로 이루어짐을 알 수 있었으 며 효소적 반응으로 당화가 부가되어 그 약효성이 지속될 것으로 추정하고 있다. 그리고 현재 보유중인 빈혈치료제, 혈전증치료제, 혈우병치료제를 유즙으로 생산하고 있는 각각의 형질전 환돼지의 유전적 계통을 분류하고 정확한 후대검증을 위하여 유전자 염색체 좌위분석을 추진 하였다. 또한 형질전환 돼지에서 생산하는 바이오신약의 정제기술을 확보하기 위하여 면역검 출 방법으로 생쥐유래 단일클론 G-CSF 항체를 제작하고 있으며, 효율적 정제를 위하여 G-CSF receptor를 활용한 분리정제기술을 확보하고자 유전자 스크린을 시도하고 있다. 바이오장기 생산용 복제돼지 생산 연구는 이종장기 이식 때 인체면역거부반응을 일으키는 유전자를 제어시킨 형질전환 복제돼지를 생산하기 위하여 면역거부반응 관련 유전자 제어 벡 터 및 체세포주 생산, 면역거부반응 유전자 제어 형질전환 복제돼지 생산 및 형질전환 체세포 복제란에서 특이발현 유전자의 기능을 구명하기 위하여 실시하였다. 이러한 시험 결과 형질전 환 복제돼지 생산 효율이 GalT KO 형질전환 복제란의 경우 37.5%의 임신율을 보였으며, 특히 3 개체는 말기까지 임신이 유지되거나 출산을 하였다. 또한 유전자 적중 체세포 복제수정란의 유전자 발현 양상 및 체세포 복제란의 상호작용 분석과 배아줄기세포를 이용한 복제란 생산 효율을 분석하였다. 동물 체세포 복제수정란의 수태능력 향상 연구에서는 바이오장기 생산용 체세포복제란의 착상효율 증진을 위한 기술 개발을 위하여 실시하였다. 핵치환에 따른 체외 발달률 조사 결 과 체외발달능에 있어서 면역거부반응이 억제된 유전자가 도입된 체세포를 이용하여 핵치환 (TNT)에서 28.4% 발달률을 보였고, 복제란 이식후 30일째 초음파를 통한 임신 유무를 조사한 결과 MNT의 경우 71.4%, TNT는 25%로 외래 유전자가 도입된 체세포를 이용한 복제란에서 초기 임신율이 낮은 경향을 보였다. 임신 30일령 샘플로부터 회수한 자궁내막과 태반에서 세 포사멸에 관련된 유전자, Proinflammatory cytokines, 혈관생성 관련 유전자의 특성을 분석 하 14

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 였다. 체세포복제란 이식 대리모 최적모델 구축을 위한 연구로서 비외과적인 이식방법 개선 을 위하여 세 종류의 카테타를 이용 이식방법과 수정란 이식 후 초기에 estradiol 처리에 따른 수태율 비교검토 하였다. 착상전후 임신특이 발현유전자 발현양상 및 기능 규명 연구로서 복 제란 이식 후 임신 14일 수태산물에 대하여 protemics분석기법(2de) 복제수태산물에서 고발 현 되는 단백질 6개와 저발현되는 단백질 61개 등 모두 67개 단백질을 동정하여 기능분석 중에 있으며, 자연종부와 복제란이식 후 착상전후에 수태산물, 자궁내막, Extra embryonic-tissue에 서 임신초기 중요 유전자들의 발현 분석 결과 DNA메틸화 관련유전자에서 Dnmt3a와 Dnmt3b 및 Histone deacetylation과 관련하여 HDAC2 발현이 복제란이식 태반조직인 Extra embryonictissue에서 높은 발현차이를 보였다. 복제동물 및 후대의 번식능력과 생리적 기능 연구로서 복제한우에서 공여세포의 mtdna가 복제소로 전달되는지에 대해 조사하였다. 복제소의 혈 액과 조직에서 공여세포의 mtdna는 난자의 mtdna와 같이 존재하는 것으로 나타났으며, heteroplasmy를 보였다. 그래서 공여세포의 mtdna분석을 통해 동일 공여소에서 생산된 후대 들에서 개체식별이 가능함을 알 수 있었다. 또한 복제소와 복제돼지의 혈액을 통해 건강상태 를 확인하기 위해 적혈구, 백혈구 및 cytokine 등을 분석한 결과 차이를 보이지 않았다. 위와 같은 연구결과를 이용해 영농활용 2건과 정책제안 1건이 채택 되었고, 7건의 산업재산 권을 출원하였으며 국 내외 학술지에 32편의 논문(국내 8, 국외 24)을 게재하였고, 세미나 개 최 발표 등 국 내외 학술발표 대회에서 31편(국내 52, 국외 6)의 구두 및 포스터 발표를 하였 다. 이외에도 281건의 홍보성과를 얻었다. 동물유전체연구 동물유전체과는 가축의 유전자 구조 및 유전체 해석 연구, 가축의 유전자 기능 분석연구를 기본임무로 하는 3개 연구실(유전체구조, 유전자기능 및 생물정보연구실)로 구성되어 있다. 2009년도에는 어젠다 체제하에 5과제 14세부과제, 바이오그린21사업 5세부과제를 수행하 여 SCI급 및 국내논문 게재 27편, 특허출원 및 등록 7건, 기술이전 1건, 국 내외 학술대회에 51편의 논문을 발표하였다. 돼지 유전체 해석 분야에서는 돼지 유전체 해독 국제 컨소시엄을 통하여 확보된 대용량 SNP chip(iselect Infinium BeadChip, 62,163 SNP)을 이용하여, 한국 재래돼지, 랜드레이스 교배군과 버크셔품종에 대해 형질과의 연관성 분석을 통해 등지방두께 관련 SNP 249개와 15

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 근내지방도 관련 SNP 189개를 발굴하였다. 또한 돼지 영양 유전체 분석 연구에서는 사료에 첨가되는 유지사료의 종류에 따라 돼지의 간에서 지방대사와 관련된 adiponetin이 차등적으 로 발현되는 것을 확인하였고, 급여수준에 따라 51개 pathway와 61개 유전자가 차별적으로 발현되는 것을 확인하였다. 한편 면역과 관련하여 사료내 강황 및 생강추출물이 첨가, 급여 된 경우 근육 조직내 카스파제 8효소 외 8종의 면역 관련 인자 유전자들의 발현변화를 나타 내는 등 영양유전체 연구를 통해 돼지 체지방 및 면역 관련 유전자 네트워크를 발굴하였다. 한편 한우 유전체 해석 및 유전자 기능분석 연구에서는 한우 등심내 지방 함량과 관련된 바이오마커 발굴을 위하여 근내지방 함량의 차이를 보이는 시료를 대상으로 유전자 발현 및 단백체 분석을 수행하여 NADH 탈수소효소(ND2, NADH dehydrogense)와 시트크롬 산화 효소 3(COX3, Cytochrome oxidase III) 유전자 등 2개 유전자가 높은 근내지방도 개체에서 높게 발현되는 것을 확인하였으며, heat shock protein beta-1 (HSPB1) 단백질의 발현이 근 내지방 함량에 따라 차이를 나타내는 등 근내지방 함량과 밀접하게 관련되어 있음을 확인하 였다. 개 유전체 구조분석 및 기능연구를 통하여, 한국 재래견의 유전적 특성을 구명하고 외국견 과 유전적 비교를 통해 우수한 유전자원으로 활용할 수 있는 기반을 마련하였다. 진도개의 간과 뇌에서 유전자 발현분석을 통해 141개의 진도개 특이적 발현 유전자를 찾아냈고, 또한 42K의 canine 유전자발현 chip 분석을 통해 진도개와 세퍼트의 근육에서 71개 차등발현 유 전자와 30개의 pathway를 발굴하였다. 한편 개의 질병과 관련하여, 래브라도 레트리버 48 두에 대하여 (주)illumina에서 상용되는 canine 22K SNP chip을 이용하여 분석한 결과, 고관 절 형성에 관련되는 20개의 SNP를 발굴하였다. 생물신소재 발굴을 위한 유전체 연구 분야에서는, 산업적으로 유용한 고활성 효소 등의 신 소재 유전자를 탐색하기 위해, 거친 목질계 사료에 잘 적응하여 진화한 흑염소의 반추위에 서, 사료의 물리적 분획에 따라 반추위 미생물을 회수하여 Genomic DNA를 추출하고 454 Titanium 기기를 이용하여 pyrosequencing을 수행하였다. 분획별 미생물군의 조성 가운데 여전히 기존에 분류되지 않은 미지의 박테리아의 정보가 50%에 달하고 있는 것으로 나타났 으며 이러한 결과를 토대로 향후 메타게놈 대량 염기서열 분석을 통한 유용한 산업 유전자 발굴의 기초 기반자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 조류에 있어 질병저항성 유전자 발굴을 위한 유전체 연구에서는 인플루엔자 바이러스에 16

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 저항성을 보이는 유전자 및 면역 메카니즘의 상위 차상위 유전자인 Mx(myxovirus), IFN-α (interferon alpha), IFN-β(interferon beta)를 후보유전자로 선정하여 이들의 유전적 변이를 탐색하였으며, in vitro system을 이용하여 후보유전자의 저항성 유무를 검증하기 위하여 2 종의 복합항체 및 바이러스 벡터를 구축하였다. 향후 이들의 질병 저항능력에 대한 분석이 수행될 것이다. 축산물이용연구 2009년 축산물이용분야 연구는 Agenda 연구체계의 개편으로 6개의 대과제에 분류되어 대과제별 수행 소과제는 유전자원(2-6) 1과제, GMO 개발(2-8) 1과제, 축산(7-21) 6과제, 농 축산 부산물 자원화(11-30) 1과제, 농식품 안전관리(13-36) 2과제, 수확 후 관리 및 가공기술 (14-38) 11과제와 외부공동연구로 바이오그린21사업 2과제, 농림기술개발 2과제 등 총 26개 소과제를 수행하여 정책제안 13건, 영농활용 17건, 산업재산권 출원 등록 9건, 기술이전 6 건, 국외 SCI 15편, 국내 논문 12편 등의 연구결과를 도출하였는데, 주요 연구내용은 다음과 같다. 축산물부가가치 향상기술 개발 보급 연구에서는 한국형 발효생햄 개발과 지역 특산품화 를 위해 돼지 품종별 발효생햄의 품질을 조사한 결과, 재래종 > 삼원 교잡종 > 듀록 버크 셔종 순으로 나타났다. 목장형 자연치즈 산업의 활성화를 위해 모시(영광), 고추(포천), 녹차 (하동) 등 지역특산물을 이용한 치즈제조 방법을 개발하여 농식품부 추진 낙농체험 목장 13 개소에 제조기술을 보급하였다. 건강기능성 식품에 대한 소비자의 요구를 반영하여 산양유 요구르트를 개발하였으며, 개발된 요구르트는 혈당강화 효과(대조구 244.9mg/dl 132.9 mg/dl)가 우수하며, 이 산양유 요구르트 제조방법을 특허출원하고 산업체에 기술이전 하였 다. 산양유 요구르트의 혈당강화 효과에 대한 언론 홍보를 통하여 산양유 매출은 월 3억원에 서 6억원으로 2배 가까이 성장하였다. 축산물유통규격 개선 및 안전성 확보기술 개발 연구에서는 최근 출하체중 증가된 상황을 반영하여 한 육우 14,389두에 대한 체중대별 수율 특성을 조사하고 이에 근거하여 소 도체 등급 기준 중 육량지수식과 육량등급기준을 도체 육량지수식 개정(안)으로 작성하여 정책제 안 하였다. 돼지 도체등급기준도 최근 시장 상황을 반영하여 A, B 등급의 경우 도체중량을 하한 4kg 상한 2kg을 상향 조정하는 등 육질부분을 강화하여 정책제안 하였다. 한우고기의 17

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 품질 차별화를 위하여 우리나라 소비자들의 관능평가 결과를 반영한 맛 추정식 540개를 산 출하고, 이 산출식을 프로그램화한 한우고기 맛보증 시스템(연도관리시스템) 을 개발하 였다. 또한 소비자들에게 소 및 돼지고기 구매와 올바른 식육 소비문화를 유도하기 위하여 쇠고기 100% 활용법, 돼지고기 바르게 알고 맛있게 먹자 라는 DVD를 제작하여 홍보물 과 함께 배포하였고, 식육 전문가 교육용으로 쇠고기 부위별 분할정형, 돼지고기 부 위별 분할정형 요령에 대한 DVD도 제작 배포하였다. 오리도체의 유통기준 설정을 위하여 오리도체 중량 및 품질결정 요인에 관한 기초자료를 확보하였고, 최근 소비자단체에서 지적 하고 있는 비살균 액란의 안전한 유통에 필요한 위생규격 설정을 위한 연구를 통하여 정책 의 기초자료로 제시하였다. 안전축산물 생산에 가장 기본이 되는 생산단계인 축산농장 HACCP 현장적용기술 개발 은 주요 축종별(한우, 젖소, 돼지, 닭) 농장단계 HACCP 관리방법을 개발 중에 있으며, 한우 HACCP 전산관리시스템을 개발하여 18개 시 군, 276농가에 보급하였다. 주요 정책제안 결과로는 소 도체 육량 및 육질 등급기준 개정(안), 돼지 도체 등급기준 개 정(안), 체세포수 검사법에 산양유 염색법 추가, 발효육제품 분류 및 규격기준 신설, 식육가 공품 소분판매 허용건의, 오리도체 중량규격 설정(안) 등 13건을 제출하였다. 제안한 영농활 용자료는 한우의 성별, 부위별 고기생산량 예측 프로그램 활용, 소 및 돼지 분할정형기술 동 영상자료 활용, 한국인 신생아에서 분리한 신계통 유산균 활용, 수출돼지(제주지역) 출하 후 관리 요령, 천연항산화물을 이용한 돼지고기 저장성 증진기술, 돼지 품종별 발효생햄 품질 특성 활용, 항균성이 우수한 김치분리균으로 제조한 크박치즈 및 플레인 요구르트 활용, 목 장(가정)에서 제조할 수 있는 퀘소블랑코 치즈 제조방법, 오리고기의 도체품질 개선방안 제 시 등 17건이다. 산업재산권 출원 및 등록은 돼지 뒷다리 발효생햄 제조방법, 발효 마늘액을 포함하는 항생제 저항성 유해균의 생장 억제용 조성물, 소도체 육질개선용 저전압 전기자극 기, 도체육질 개선방법, 자동 계란프라이 조리장치 및 한우농장 HACCP 관리 프로그램 등이 있고, 개발기술 6건을 산업체에 기술이전 하였다. 학술적 성과로는 SCI(E) 논문게재 12편, 국내 논문게재 15편, 국외 논문발표 10편, 국내 논 문발표 54편 및 책자는 7권을 발간하였다. 18

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 축산환경연구 축산환경분야의 연구는 축사환경개선, 에너지 절감, 가축분뇨 처리 및 자원화, 축산악취 방지, 유기축산 및 동물복지, 자급사료 생산기술 개선, 환경오염성분 처리기술 분야 등으로 구성되어 있다. 2009년도에는 가축분뇨 처리효율 향상 및 퇴 액비 평가기준 설정, 가축분 뇨 처리과정의 온실가스 배출량 저감 연구, 유기축산에 부합한 동물복지형 가축사육시설 개 발 등 총 6과제 16세부과제를 수행하여 정책제안 15건, 영농활용 18건을 제시하였다. 또한 산업재산권 11건을 출원 또는 등록하였고, 44편의 학술논문을 발표 또는 게재하였다. 계분의 퇴비화 효율을 향상시키기 위하여 퇴비화과정에서의 공기공급량을 조절하여 퇴비 화 특성 조사 및 수직종형 퇴비화시설의 설치농가에서의 운영실태를 조사한 결과를 요약하 면 다음과 같다. 첫째, 공기공급량에 따른 처리구별 퇴비화 과정에서의 수분함량을 분석해 본 결과 발효 초기의 경우에 공기 공급량을 50l/m3/분로 공급한 시험구에서 퇴비화 개시 후 1일경과시 수준감소율이 약 3.0%로 조사되었으며 나머지 처리구인 100l, 150l, 200l/m3 /분에서는 각각 5.0%, 7.0% 및 4.0%의 수분 감소율이 조사되었다. 그리고퇴비화기간 동안 의 산소소모량을 조사한 결과 계분의 퇴비화 개시시에는 퇴비화처리구별 배출구의 산소농 도는 공기공급량이 적은 50l/m3/분 처리구에서 산소농도가 10%로써 매우 낮은 농도를 보 였다. 둘째 수직종형 퇴비화 시설 설치농가 2호를 선정하여 사육규모 등 일반현황과 운영실 태를 조사한 결과, 농가별 계분의 수분함량은 A농장 평균 78%, B농장 65%로 차이가 나는 것 으로 조사되었다. 그리고 조사농가(A, B)의 발효조내 발효온도는 가동형태에 따라 발효온도 의 변화가 나타나는 것으로 조사되었으며, 평균 발효온도는 60 정도를 유지하고 것으로 조 사되었다 돈분뇨 슬러리중 염류 및 슬러지 제어에 관한 연구는 가축분뇨에 의한 환경오염 부하를 최 소화하기 위한 장치를 개발하기 위하여 수행되었다. 본 연구에는 섬유상 담체와 오존, 초음 파, 자외선 과산화수소 등을 조합한 고도처리 장치가 적용되었다. 섬유상 담체를 이용한 반 응조에서는 담체를 사용하지 않은 대조구에 비해 약 88% 정도의 슬러지가 발생하였다. 고 도산화 장치에서 COD, SS 와 T-N 농도는 각각 210 에서 200 으로, 820 에서 760 으로, 309 에서 262 mg/l 로 변화하였다. 초음파를 10분간 적용하였을 때 SS와 T-N은 약간 증가하는 경향이 있었지만 T-P의 변화는 없었다. 오존과 초음파를 병행하여 약 30분간 적용하였을 경 우 COD와 SS, T-N 그리고 T-P는 각각 238 에서 165 로, 900 에서 540 으로, 400 에서 263 으 19

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 로 그리고 5 에서 4 mg/l 로 감소하였다. 오존과 자외선을 약 30분간 병행 적용하였을 경우 COD와 SS, T-N 그리고 T-P 는 각각 321 에서 151 로 340 에서 140 으로 204 에서 111 로그리 고 15 에서 7 mg/l 로 감소하였으며 색도는 4,344 에서 624 로 변화하였다. 액비부숙도 판정기준 설정 연구는 돈분뇨 액비의 성분변화를 보면, 저장기간이 경과함에 따라 폭기처리구의 ph는 점차 증가하였으나, EC는 변화가 없었으며 오염성분은 감소하는 것으로 나타났다. 악취농도는 폭기처리구에서 저장기간이 경과할수록 감소하는 경향을 나 타냈으며, 무폭기처리구는 감소하는데 많은 기간이 소요되는 것으로 나타났다. 미생물은 폭 기처리구에서 시험기간이 경과할수록 총미생물이 증가하는 것으로 나타났다. 액비내에서 종자(무, 배추)는 초기부터 3주 경과까지 전혀 발아되지 않았고, 4주 경과부터 폭기처리구에 서 물과 액비를 50%씩 섞은 처리구에서 발아되기 시작했으나 발아율은 극히 저조하였으며, 무폭기처리구는 15주 경과부터 발아가 되었으나 발아율은 미미한 수준이었다. 원형여지크 로마토그래피법에 의한 액비 부숙여부 반응을 조사한 결과, 폭기처리한 액비의 경우 4주 경 과부터 반응을 보였으나, 무폭기 처리한 액비는 시험 종료시까지 반응을 보이지 않았다. 이 상과 같은 결과를 종합해 보면, 액비부숙도는 ph, EC, 악취농도, 종자발아율 및 원형크로마 토그래피법에 의한 반응 등 여러가지 요인이 연관을 가지고 있는 것으로 판단되며, 특히 EC 가 발아율에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 영양생리연구 영양생리연구 분야에서는 가축 영양소 요구량 시험연구, 소화 및 내분비 영양생리 연구, 영양소 이용효율 향상 기술 개발 연구, 농축산부산물의 사료가치 평가 및 활용도 제고기술 연구 등의 분야로 나누어 기관고유사업 15과제, 국책 1과제, 바이오그린 1과제 등 17과제를 수행하여 정책제안 3건, 영농활용 6건, 기술이전 9건, 산업재산권 13건을 출원 및 등록하였 고, 20편의 논문을 국 내외 학술지에 게재 및 발표하였다. 또한 TV, 신문 등의 매체를 통한 200회 이상의 홍보와 심포지엄 및 내 외부 초청세미나, 책자발간 등의 활발한 학술 및 홍보 활동을 전개하여 우수성과의 개발과 보급을 위해 노력하였다. 한국가축사양표준 2차 개정연구는 축종별 영양소 요구량 산정과 검증을 통한 최적 사양 관리 지침을 구축하였고, 특히 한우에서 농산부산물 활용도 제고를 위한 전산프로그램을 개 발, 보급 및 교육을 실시함으로써 농가 사료비 절감에 기여한 바 있다. 또한 농산부산물로부 20

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 터 항생제 대체성이 우수한 유용물질을 발굴하여 산업화 하였으며, 유용 미생물로부터 항스 트레스 물질인 글루타치온을 생산하였고, 기술이전을 실시한 바 있다. 최근 기후변화와 관련한 온실가스 저감을 위한 연구에서는 한우 유래의 메탄가스 배출량 을 측정하여 육성기와 비육기에 연간 두당 각각 26.1kg과 32.4kg을 배출함을 확인하여 반추 가축의 메탄 배출 인벤토리 구축에 기여하였다. 또한 반추위 메탄 생성을 효과적으로 억제 할 수 있는 항미생물제-CD(전분) 혼합물과 항산화물질을 발굴하여 반추가축의 메탄생성 억 제제로의 활용 가능성을 확인하였다. 가축개량총괄연구 가축개량평가과는 2009년 어젠다 과제로 국가단위 가축유전자원 개량연구 와 축종별 이력추적을 위한 개체식별기술 개발 등 2소과제 18세부과제를 수행하여 정책제안 28건, 영 농활용 16건과 산업재산권(프로그램등록) 2건, 기술이전 4건을 도출하였으며, 국외논문 4편, 국내논문 10편 게재와 심포지엄 1회 및 세미나 12회를 개최하는 성과를 거두었다. 가축개량평가과는 국가단위 가축개량 총괄기관(축산법 제5조)의 주무부서로서 한우, 젖 소, 돼지, 가금 및 말 등 국가단위의 축종별 개량체계 개선을 위한 연구 로 3개 세부과제 를 수행하였다. 이를 통하여 가축개량사업에 대한 문제점 발굴 및 개선방안을 도출하고, 국 가 가축개량 시책사업에 대한 계획수립 및 분기별 추진성과의 분석 평가를 실시하여 동 사 업을 차질 없이 수행하였다. 축종별 유전능력평가 및 분석기법 개발 연구 로써 한우, 젖소, 돼지 및 닭 등 4개 세부 과제를 수행하였는데, 과제 중 한우 유전능력평가 및 분석기법 개발 연구 는 한우의 당 대 및 후대검정 자료를 수집, 유전모수 및 육종가 추정으로 능력이 우수한 보증씨수소 22두 를 선발하고 활용토록 하였고, 이 결과는 한우 유전능력평가보고서(22, 23호)로 발간 배 부하여 농가가 특성에 적합한 보증씨수소를 선택할 수 있는 지표로 활용토록 하였다. 또한 젖소 유전능력평가 및 분석기법 개발 연구 는 젖소의 혈통, 선형심사 및 능력검정 자료 를 수집하여 국가단위 유전능력평가를 실시해 우수 씨수소 1두를 선발 보급하고 그 결과는 젖소 유전능력평가보고서(씨숫소, 암소)로 발행하여 개량기관 및 농가에 배포하였다. 이러 한 가축개량 총괄업무 수행의 연구결과들은 농촌 현장에서 간편하고 쉽게 활용할 수 있도록 한우 및 젖소교배계획길라잡이(5호, 6호)를 발간하여 4,000여 농가에 절찬리에 배부하였다. 21

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 국제공동연구인 한우, 조선소 및 연변소에 대한 유전적 특성구명 연구 및 농림기술과 제인 한우의 유전적 다양성 구명 및 계통조성에 관한 연구 는 한우의 유전특성 및 한우, 흑우, 칡소, 연변소 및 조선소의 유전적 연관관계를 구명하고 흑비경과 이모색의 유전 양상 을 조사하는 연구를 수행하였다. 축종별 이력추적을 위한 개체식별기술 개발 과제를 통하 여 소 및 쇠고기 이력제의 보완 연구 및 동일성 검정을 위한 마커를 발굴하고, 관련 사업으로 사육단계 DNA동일성 검정 시범사업 을 주관하여 10개 검사기관을 선정, 운영하였다. 돼지 유전능력평가 및 분석기법 개발연구 는 한국종축개량협회의 혈통자료 및 농장검 정자료를 수집, 유전능력평가를 실시하고 그 결과를 보고서로 발간 배부하여 종돈농장의 종돈 선택지표로 활용토록 하였으며 국가차원의 돼지개량 추세분석 및 정책수립을 위한 기 초자료로 제공하였다. 돼지개량을 위한 총괄업무 수행의 일환으로 우수 정액등처리업체 8 개소와 우수 종돈장 14개소의 심사를 거쳐 인증하였으며, 돼지개량 네트워크 구축 및 핵돈 AI센터를 선정하고 운영하였다. 개량농가 및 개량기관 간 거버넌스 구축을 위하여 가축개량 기술교육 및 가축개량기관 워크숍을 개최하여 연인원 664명을 교육하였으며, 한우 암소검정 시범사업을 추진하기 위 한 한우 개량컨설팅 기관 표준화 사업을 완료하였다. 또한 제도개선 지원을 위한 업무로써 2010년 농림사업시행지침의 가축 개량부문 작성을 지원하였으며, 오리 검정기준안을 수립 하여 농식품부고시에 포함토록 하였다. 한편, 레저승마 녹색기술개발 기반조성을 위하여 마사회특별기금을 확보하여 내륙지역의 레저승용마 활성화를 촉진할 목적으로 자개부에 유우사를 개조하여 승용마장 을 09년 9월 에 개장하였으며, 난지축산시험장으로부터 관리전환 받은 제주산마 3두와 웜블러드 품종 2 두 등 총 5두를 사육하고 있고, 말 산업 선진화 녹색기술개발 중장기계획을 수립하였다. 또 한 승용마에 대한 기본적인 자료 확보를 위해 말 개량체계 개선 연구 세부과제를 수행 하여 국내승마장 운영현황과 문제점을 파악하여 정책건의 2건과 영농활용 1건을 도출하였 으며, 청소년과 초심 승마자자를 위한 청소년승마 개론 을 발간하여 시군 및 교육청 등 에 배부하였다. 낙농연구 낙농과에서는 육종번식연구실, 사양유질연구실과 가축위생연구실에 속하는 14명의 연구 22

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 원이 젖소의 생산능력 발현 극대화에 의한 국제 가격 경쟁력 확보와 국내산 우유의 차별화 및 소비시장의 적극적 확대를 위하여 생산성 극대화를 위한 젖소 번식 신기술 개발, 기능성 고품질 우유 생산기술 개발과 항생제 대체요법 개발에 그 연구목표를 두고 20소과제와 29세 부과제를 수행하여 정책제안 8건, 영농활용 27건, 산업재산권 출원 및 등록 32건, 기술이전 11건, 논문게재 16편 및 논문발표 58편 등 총 152건의 연구성과를 거두었다. 주요 연구성과를 요약하면 육종번식연구실에서는 무인인공수정 시스템 구축을 위해 무인 발정탐지를 위한 무인 발정알림이를 개발하고 번식효율을 높이고자 젖소의 분만시 축주에 게 핸드폰으로 연락해 주는 분만알림이를 개발하여 국내 특허를 출원하였으며, 또한 소의 체온분석으로 배란 등의 정보를 실시간 수집 가능한 소 체온 분석기 등을 개발 특허출원함 으로서 국내 낙농산업의 경쟁력 확보를 위한 연구업적을 달성하였다. 사양유질연구실에서는 젖소 성장단계별 정밀 영양관리 기준설정 및 사양모델 개발 연구 를 수행하여 송아지 step-down 포유방법 확립 및 이유사료를 개발하여 국제특허를 출원하 였으며, 기능적인 전유와 대용유 병용 송아지용 로봇포유기를 개발하여 보다 정확한 양의 대용유를 송아지에게 급여할 수 있는 기틀을 마련하였다. 고품질 신선 안전 우유 생산을 위한 연구에서는 유청 활용 철분 강화 기능성 우유생산 첨가제를 개발하여 특허출원하였고, 생리활성 천연물질인 CLA 강화 우유 생산기술을 개발하였으며, 어린이 두뇌발달에 좋은 콜 린우유 생산기술을 금후에는 DHA 등 천연생리활성 물질이 더욱 강화된 우유 생산기술을 개 발하여 국민건강에 이바지하고 산업체에 기술이전할 예정이다. 가축위생연구실에서는 가축의 폐사체의 위생적 처리를 위한 동물사체처리장치를 개발하 여 농가에서 발생하는 폐사축에 대한 오염을 완벽하게 처리할 수 있는 친환경 처리기술과 기기를 개발하여 특허출원하고 산업체에 기술이전 하였다. 또한 현재 낙농가에서 문제시 되 고 있는 개체의 건강상태, 목장의 우군내 영양섭취상태 및 적절한 생산균형 유무를 점검하 여 금후 발생할 대사성질병을 예방이 가능한 무병장소 프로그램을 개발하였다. 양돈연구 양돈과는 2009년 연구사업으로 돼지 육종번식연구 분야에서 6소과제 12세부과제, 돼 지 사양기술연구 분야에서 10소과제 14세부과제 등 총 16소과제 26세부과제를 수행하여 정책제안 10건, 영농활용 20건, 논문 게재 8편, 논문 발표 52편, 산업재산권 출원 6건, 기술 23

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 이전 2건 등 총 98건의 연구결과 활용자료를 제시하였으며, 그 밖의 양돈관련 전문지 등 매 체를 활용하여 연구 성과를 보급 홍보함과 동시에 농가의 목소리에 귀를 기울여 현장 애로 기술 해결에 최선의 노력을 경주하였다. 돼지 육종번식연구 분야에서는 한국형 부계종돈으로 계통조성된 축진듀록 을 전 국 16개 돼지우수 인공수정센터, 지자체 브랜드 생산농가에 100두를 공급하였다. 또한 2007 년에 보급한 축진듀록 정액을 활용하여 생산된 교잡돈의 냉도체 등급판정 조사결과 1 + 등급 출현율이 38%에 달하여 향후 국내 돼지고기 육질 향상에 크게 기여할 수 있을 것으 로 기대된다. 복원 완료한 재래돼지인 축진 돈 은 근내지방이 우수하지만, 일당증체량 이 낮기 때문에 축진듀록 과 축진 돈 교잡으로 합성종을 개발하였다. 그 결과, F1 의 산육형질 잡종강세 효과가 일당증체량, 90kg 도달일령 및 등지방두께에서 각각 7.6%, 15.1%, 6.0%로 조사되었다. 향후 성장과 육질이 우수한 합성종을 개발하여 농가의 부가가 치를 창출할 수 있을 것으로 기대된다. 돼지 인공수정용 정액의 장기보존에 적합한 보존액 선정 연구 결과, 단기 보존액으로 알려진 보존액의 경우도 장기 보존액으로 알려진 보존액 과 비교한 결과 정자운동성과 생존성에서 차이를 보이지 않아 가격이 저렴하면서 성적이 양 호한 보존액 활용으로 생산비를 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 돼지 사양기술 개발 연구에서는 육성 비육돈에 생균제 급여로 일당증체량이 생균제 처리구의 경우 무항생제구에 비해 8%, 항생제구보다 4% 증가하였으며, 장내 유익 미생물과 IgA 항체가 증가되어 면역력이 향상됨을 확인하였다. 또한 양돈현장에 미생물 이용 기술을 널리 보급하기 위하여 110개소 농업기술센터 지도사를 대상으로 실기교육을 실시하였다. 또한 임신돈에 풀 발효사료를 급여한 결과 임신돈의 변비가 해소되었고, 유산균수는 풀 발 효사료 처리구 8.51 log10 CFU/ml로서 대조구의 7.00 log10 CFU/ml 보다 높았다. 또한 히 스타민 함량은 풀 발효사료 처리구 53.73 ppm으로 대조구의 88.63ppm 보다 낮았으며, p- 크레졸도 풀 발효사료 처리구 0.11ppm로서 대조구 0.48ppm보다 낮았다. 따라서 임신돈에 풀 발효사료를 급여하면 대장환경이 크게 개선될 것으로 기대된다. 최근 양돈농가는 국제 곡물가 상승에 따른 돼지 사육비용의 급상승, FTA 협정에 따른 해 외 축산물의 수입, 그리고 각종 질병으로 인한 생산성 저하 등 여러 가지 난제에 직면해 있 다. 양돈과는 중점 목표로 한국형 부계종돈 축진듀록 과 복원 완료한 축진 돈 을 이 용한 고품질 돈육생산을 위한 합성종 개발 및 부계종돈인 축진듀록 보급을 통하여 산업 24

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 적 활용도를 제고하며, 동결정액 제조 기술을 산업화하는 한편, 고품질 안전돈육 생산을 위 한 항생제 대체물질 개발과 사양관리 기술 연구를 추진하며, 돈육의 근내지방 증진기술 개 발 등 현장 실용화 연구를 추진하고 있다. 가금연구 가금과에서는 2009년도에 Agenda 연구 7소과제 17세부과제를 비롯하여 FTA대응기술개 발, 국책, 현장접목연구 등 총 8소과제 21세부과제를 수행하여, 닭의 등록을 위한 외모심 사기준 고시 등 정책제안 8건과 발효전용 류코노스탁 멘센테로이데스 A5 균주의 활용 방법 등 영농활용 31건, LED를 이용한 계사의 점등장치와 이를 제어하는 제어기 등 특허출원 4건, 축사환기와 연계된 지열 냉난방 시스템 등 특허등록 4건, 우리맛닭 종 계 등 기술이전 2건, 토종닭 실용계 대표용어 우리맛닭 등 상표등록 4건, 두레오 리 등 상표출원 2건, 육계의 분뇨 배설량 및 분뇨 성분 조사 결과 등 국 내외 논문게 재 17편 및 산란계의 유도환우가 주요장기와 혈액성상의 변화에 미치는 영향 등 논문발 표 72편의 가시적인 연구결과를 도출하였다. 주요 시험연구 사업별 결과를 요약하면 다음과 같다. 토종닭의 고유특성을 고정하고 계통을 확대 조성하기 위하여 가금과 보유 5품종 12계통에 대한 270일 검정을 지속적으로 수행하고 있으며, 이러한 검정을 토대로 외모, 선발 지수법, 독립도태하한법, 가계 및 개체선발을 실시하여 선발 및 교배에 이용하였다. 수정률은 백색 산란계가 95.6% 로드 96.2%, 재래닭 94.3%, 오골계 97.8%, 코니쉬가 96.2%였고, 부화율은 백색산란계가 82.9%, 로드 72.8%, 재래닭 80.4%, 오골계 79.7%, 코니쉬가 76.0%였다. 이를 모본으로 재래종의 품종복원 사업과 육질특성이 우수하면서도 성장이 빠른 토종닭(우리맛 닭)을 개발하여 고품질 닭고기를 생산 보급하고 있으며, 현재 종계농장, 실용계농장, 전문 외식업체가 수평계열화로 연계된 산업형태가 확산되고 있다. 2009년도에는 우리맛닭 종계의 기술이전을 통하여 6개도, 8개 전문 종계장에 25,850수를 분양하였고, 더불어 우 리맛닭 종계 및 실용계 생산기술 지침서를 발간하여 보급하였다. 신성장동력 창출 창출을 위한 녹색신기술 개발을 위하여 계사 지열이용 냉 난방 기 술 과 산란계 LED 점등기술 을 개발하여 특허 등록하였다. 계사용 지열 냉 난방시스 템 부하량 산정 결과 종계사 356.25m2, 순계사 546.25m2 냉 난방을 위한 부하량은 종계사 25

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 11.78RT, 순계사 18.06RT였다. 공기유동 시뮬레이션 분석을 위하여 STAR-CCM+V3.06을 이 용하여 메쉬 195,000개로 분석하였고, 입기구와 배기구를 중심으로 강한 공기흐름이 분석되 었으며, 냉 난방장치 가동 시 약 300초 정도에 목표온도에 도달하였다. LED 점등색에 따른 생산성 구명에서는 파장별(백색, 청색, 황색, 녹색, 적색) LED점등과 기존 점등방식인 백열 전구 점등을 비교한 결과 적색 LED 점등조건의 산란계의 난소 발달이 가장 먼저 일어났으며 초기 산란율이 다른 색에 비해 높은 경향을 보였다. 또한 52주 헨하우스 산란수를 확인한 결 과, 백색 LED 점등 시 219.47개, 청색은 219.56개, 황색은 208.64개, 녹색은 208.11개, 적색 은 228.2개, 백열등은 212.3개였다. 오리산업 지원기술 개발은 국내 사육 종오리 및 육용오리의 생산성을 검정하였고, 가금화 된 청둥오리(토종오리)의 계통조성을 실시하였다. 전기간 산란율은 Cherry Valley 78.8%, Grimaud 80.9%, 난중은 Cherry Valley 93.4g, Grimaud 88.4g, 일 산란량은 Cherry Valley 73.6g, Grimaud 71.5g, 일산란량은 Cherry Valley 73.6g, Grimaud 71.5g이었다. 육용오리의 전체적 체중 성장곡선은 Cherry Valley가 가장 높았고, F1은 다소 떨어졌으며, 증체량은 4주 령까지 Grimaud가 유의적으로 높았고, 이후부터는 Cherry Valley가 높은 경향을 보였다. 전 기간에 걸쳐 그리모가 가장 많이 섭취하였고 F1은 가장 적게 섭취하였으며, 생산지수 값은 Cherry Valley가 가장 높았다. 가금화된 청둥오리의 수정률은 옥색란계통(C)이 83.3%, 백색 란계통(W)이 84.7%였고, 부화율은 C계통이 52.30%, W계통이 56.6%였고, 육추율은 C계통 이 95.9%, W계통이 95.0%였다. 생시, 8주 및 12주 평균체중은 암컷이 각각 39.1g, 1,240.0g, 및 1,447.2g이였고, 수컷이 40.5g, 1,345.8g 및 1,687.7g으로 나타났다. 기능성 가금란 생산을 위한 사료개발 연구에서는 고부가가치의 토종오리(가금화된 청둥 오리)의 옥색란 기능성을 부가하기 위한 사료개발을 목표로 기능성 계란 작출 기술의 토종 오리알 생산 도입을 시도하였다. 가금류 품종에 따른 기능성 지방산의 난황내 전이율에 대 한 차이보다 계란과 오리알이 갖는 품종 자체에 따른 난황내 각각의 지방산 함량의 차이점 을 확인 하였다. 가금축산물 부가가치 향상 및 소비를 확대하기 위하여 수출용 대형닭고기 생산기술을 확 립하고, 무항생제 닭고기 생산용 발효사료를 개발하였다. 대형육계생산은 암수분리 2단계 출하( 33일-1.5kg, 43일-2.9kg)까지 사육하여 출하하고, 빛으로 사료 섭취를 조절하여 초기성장 제한 및 후기 보상성장을 유도하는 기술이다. 현장실증을 실시한 결과, 43일령에 26

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 대형닭은 2,935g, 일반닭은 1,480g이었다. 농산부산물을 활용하여 생리활성 물질을 함유하 는 발효사료의 제조방법을 확립하였고, 사과부산물에서 유래한 류코노스탁 멘센테로이데스 A5라는 유산균주를 개발하여 특허출원 및 기탁하였으며, 녹조류 및 기타 농산부산물을 이용 하여 항생제 대체물질로서 활용할 경우 7~10%의 생산성 개선효과를 도출 하였다. 초지 조사료연구 초지 조사료 연구분야는 목초 사료작물 신품종 개발 및 종자생산 보급과 양질조사료 생산 이용 극대화를 위한 기초 및 영농현장 중심의 연구를 수행하고 있다. 내재해 양질 다 수성 목초 신품종 개발(이탈리안 라이그라스, 오차드그라스, 톨 페스큐 등), 신품종의 재배 이용 기술 개발과 종자생산 보급, 복합 재해 저항성 목초 개발 등 식물생명공학 기술, 논 이 용 양질 사료작물 주년 안정 생산이용 기술, 사료작물 및 초지에 대한 가축분뇨 퇴 액비 이 용 기술, 유기 조사료 생산이용 기술, 조사료 장기저장 및 품질향상 기술 개발 등에 중점을 두고 총 15소과제 59세부과제를 수행하여 신품종육성 1건, 산업체 기술이전 22건, 정책제안 17건, 영농활용 15건, 국내외 심포지엄 3건, 전문가 초청 세미나 5회, 현장 설명회 및 연시회 11회, 학술논문발표 53편(국외 34편 포함), 게재 22편(국외 7편 포함) 등의 결과를 얻었으며, 주요 간행물은 양질 조사료 생산을 위한 이탈리안 라이그라스 신품종의 특성과 재배 이용 기술서를 발간하였고, 여름철 사료작물 옥수수와 수단그라스 생산 및 이용방법에 대한 리플 릿을 제작하여 대농민 홍보에 적극 활용하였다. 사료작물 품종개발 분야에서는 이탈리안 라이그라스(IRG)의 내한성을 더욱 높이고 조숙 성인 1품종(Kogreen)을 신품종 등록하였고, 목초 및 사료작물의 우량품종 선발 시험에서 수 수 수단그라스 교잡종(BMR gold Ⅱ), 톨 페스큐(Jesup), 오차드그라스(Haymate)를 선발하 였다. 또한 전국 단위로 조사료 유전자원을 수집, 보존, 평가하여 육종모재로 활용하고 있으 며 현재 우량 영양체 798계통, 화본과 996종, 두과 121종, 십자화과 28종, 기타 37종으로 총 1,154종의 유전자원을 보유하고 있다. 식물생명공학 분야인 목초 형질전환 연구에서는 복 합 환경재해(내건성, 내염성, 내열성, 내습성)에 내성이 있는 톨 페스큐 계통을 육성하여 사 막화 방지에 활용할 계획이며, 골프장에서 이용성이 기대되는 제초제 저항성이 우수한 벤트 그라스를 개발하여 특허출원 중에 있다. 또한 이탈리안 라이그라스 신품종의 국내 종자생산 기반 구축을 위하여 전국 122개소 175ha의 농가시범 재배를 추진하였다. 27

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 조사료 생산 이용 연구 분야에서는 쌀소비 감소에 따른 논 재배에 적합한 조사료 생산 작부체계를 개발하였고, 논 재배에 적응성이 우수한 사료용 옥수수(강다옥, 광평옥 등) 및 수수류(소단 79)를 선발하였다. 또한 이탈리안 라이그라스의 안전재배가 어려운 중북부지 역에서 이탈리안 라이그라스의 봄 파종 재배기술을 보급하여 이탈리안 라이그라스의 재배 면적을 확대하였으며, 또한 이탈리안 라이그라스의 이용확대를 위해 육성기 거세한우에 이 탈리안 라이그라스를 급여한 결과 관행구에 비해 일당증체량이 33% 증가하였고 농후 사료 비는 23% 절감되었다. 조사료 조제가공 연구 분야는 국내 조사료의 유통활성화를 위해 중량과 수분함량을 기준 으로 품질등급 기준을 설정하였으며, 유통 사일리지의 품질보증을 위한 생산실명제 도입을 농식품부와 공동으로 추진하였다. 또한 국내 유통조사료의 품질향상 및 사료가치를 제고하 기 위하여 섬유질 배합사료의 장기 저장기술 확립과 다양한 조사료 조제 가공방법 개발에 연구를 집중하고 있다. 주요 현장 설명회 및 연시회는 동계사료작물 생산과 이용 기술 연시 (김제, 서천, 영암 등), 국내육성 신품종 IRG 종자 채종 연시회(장흥, 함안), 논재배 사료용 옥수수 수확 및 이용 연시회(익산), IRG, 청보리 수확연시 및 거세한우 급여효과 평가회(서 천, 고성) 등을 실시하였으며, 사료비 절감을 위한 양질 자급 조사료 증산을 위하여 KBS-TV, MBC-TV, 라디오, 신문, 전문지 발표 및 대농민 교육, 리플릿 제작(신품종 이탈리안 라이그 라스, 여름 사료작물 옥수수, 수단그라스 등) 등을 통해 신기술을 전국 영농현장에 홍보하여 파급효과를 높였다. 한우연구 한우시험장에서는 한우의 개량, 번식, 사양 및 품질고급화분야에서 총 11소과제 19세부과제 를 수행하였으며 이 중 한우 중과제(7-21-46)에서 10세부과제를 수행하였고 외부 어젠다에서 9 세부과제를 수행하여 기술산업화 5건, 정책제안 8건, 영농활용 15건을 도출하여 제시하였고, 학술논문은 SCI급 9편, 국내논문 4편을 게재하였으며, 국 내외 각종 학술대회에서 29편의 논 문을 발표하였는데, 2009년도 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 명품한우 생산을 위한 선도농가 모델설정 연구를 현장의 On-farm 연구로 수행하기 위하여 사육규모 별(50두, 100두, 200두) 16개 농가를 선정하였으며, 농촌진흥청에서 개발한 종합기술 을 투입하였다. 한우 개체기록 카드를 이용한 혈통, 검정(체중, 초음파 및 도체성적), 번식(수 28

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 정, 분만)기록 등 2,000여개를 정리하였다. 자료의 구성은 바코드(100%)와 출생자료(85%)는 양호하게 관리되고 있으나, 개체의 부모(50%미만)정보, 1차 수정자료(53%), 분만자료(45%), 송아지 명호(44%) 정보와 2차 이상의 수정정보, 분만송아지의 체중 및 도체정보 등 검정자료 는 매우 빈약한 상태였다. 종합기술 투입의 범위와 경영 위험을 최소화하기 위한 농가 맞춤형 컨설팅을 위해 시험농가 부부-연구원 워크숍(4.3~4.4) 및 컨설팅을 실시하였다. 한우의 경제형질 간 상관관계 구명 연구는 한우의 개량방향 설정 또는 경영방향 설정을 위한 경제성과 관련된 성장형질, 도체형질, 번식형질들 간의 상호관계를 구명하기 위해서 2004~2009년에 생산한 한우 1,225두 중 암소 587두에 대한 체중조사 자료를 수집하였는데, 성장단계별 평균체중은 생시체중은 22.9kg,±3.3, 이유시 체중(4개월령)은 90.6kg±23.9, 12 개월령 체중은 245.7kg±40.0, 18개월령 체중은 157.0k±33.1, 24개월령 체중은 344.5kg ± 42.0으로 나타났다. 경제형질별 상관관계분석은 4, 12, 18, 24개월령의 체중과 체위에 대한 상관계수를 분석하였다. 잔차 상관분석은 모형 : y=μ+ sex+contemporary group+sire+e였 고, 잔차상관 4개월령 보정체중과 12개월령 보정체중 간에는 0.63의 상관관계가 있었으며, 4개월령에서 12개월령의 일당증체량과 12개월령 십자부고 간의 상관관계는 0.45였다. 발정동기화 효율이 높은 고수태성 발정 제어기술 개발 연구는 배란동기화 기법을 통한 수태율을 개선하기 위해서 수행하였는데, OV-synch 처리시 GnRH 또는, HCG 투여 시험 시 1회 수정 수태율은 대조구 46.7%, 처리 1구 53.3%, 처리 2구 40%, 처리 3구 60%, 처리 4 구 46.7%로 나타났고, 수태율은 대조구 86.7%, 처리 1구 93.3%, 처리 2구 93.3%, 처리 3구 93.3%, 처리 4구 80.0%로써 HCG 500IU~2000IU 투여시 수태율이 개선되었다. 아미노산 강화 반추위 보호 한우사료 현장적용 연구는 아미노산 강화 반추위 보호사료의 이용에 따른 고품질 한우고기 지속 생산과 현장 보급 확산을 위해 수행하였는데, 거세한우 비육기(생후 16개월령 전후~출하시)에 아미노산 강화 반추위 보호사료를 배합사료 급여량 의 1.0% 수준(100g/일 이내)으로 급여시 육질 2, 3등급이 현저히 줄어들어 1 + 등급 이상 상 위등급 출현율이 향상되어 농가소득 두당 40만원 증가되었다(n=1,100두). 한우 성장단계별 최적 영양소 구명 연구는 한우의 사료급여 형태가 고급육 저비용 생산과 번식우 생리에 적합한 영양소 수준을 구명하기 위해서 수행하였는데, 거세한우 성장단계별 적정 일당증체량은 육성기 0.7kg, 비육전기 0.8kg, 비육중기 0.84kg, 비육후기 0.82kg으로 전기간 평균 0.84kg일 경우 도체등급을 비롯한 수익성이 높았다. 미경산 한우의 경우 일당 29

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 증체량을 육성기 0.7kg 성성숙기까지 0.6kg, 임신기 0.4kg이하로 성장시키는 것이 번식효율 에 적절하였다. 육질판정을 위한 초음파 진단기술 연구는 육질 및 산육능력을 예측하여 출하시기 결정을 통한 효율적인 사양관리 및 농가소득을 증대시키기 위해 수행하였는데, 초음파기기 3종에 대해 근내지방도별 표준화상을 제시하였다. 고랭지 목초재배와 초지이용 연구는 고랭지의 적합한 작목 선정, 조사료생산 및 초지 관리 기술을 개발하기 위해서 수행하였는데, 조사료 생산은 목건초 407톤(90ha), 옥수수 사일리 지 1,260톤(74ha)을 생산하였고, 초지관리는 애기수영 잡초방제 71ha, 멸강충 방제 140ha, 잡관목 제거 81ha, 목초보파 167ha, 초지조성 17ha를 수행하였다. 고랭지 적응 옥수수 품종 을 선발하여 건물수량이 우수한 평안옥과 광평옥을 선정하였다. 가축유전자원연구 가축유전자원시험장은 가축유전자원의 국가 관리체계 구축 및 기본계획수립, 가축유전 자원의 탐색 수집 보존 특성평가 및 이용기술 개발, 가축의 정자, 난자, 수정란 등 생식 세포를 이용한 유전자원의 보존 및 활용기술 개발, 특수가축의 개량 번식 사양기술 개발 및 경영기술 개선에 관한 시험연구의 임무를 가지고 7소과제 17세부과제를 수행하였으며, 주요 연구성과는 정책제안 5건, 영농활용 8건을 도출하여 제시하였고, 학술적 성과로 논문 게재 9편, 논문발표 31편이 도출되었으며, 연구성과를 적극적으로 홍보하여 TV 32회, 라디 오 19회, 신문 34회의 홍보실적을 거두었다. 2009년도 수행한 주요과제별 연구결과는 다음 과 같다. 우리나라 재래닭의 분자유전학적 특성을 구명하기 위해 재래닭을 포함한 닭 8집단에 대하 여 26 좌위의 MS 다형을 분석한 결과, 재래닭 6개 집단 중 고도의 근교집단인 약닭을 제외한 5개 집단은 백색레그혼 2개 집단보다 다소 높은 이형접합도를 보이고 있으며 평균 대립유전 자수도 더 많았다. 분석된 MS 다형에 근거하여 재래닭 6개 집단과 백색레그혼 2집단의 유전 적 유연관계를 확인한 결과 재래닭 6개 집단은 백색레그혼 2집단(JNU 및 SNU)과 분명히 구 분되는 집단으로 나타났다. 또한 3개 농장의 재래닭 간의 관계도 비교적 멀었고, 특히 약닭 (YD)은 다른 재래닭 집단(PD 및 HI)과 먼 집단으로 분리되어 나타났다. 혈통을 중심으로 한 브랜드계육인 우리맛닭과 다른 브래드계육과의 상품 식별성을 모색하고자 초위성체 마커 30

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 26종의 DNA프로파일을 작성하였다. 작성된 프로파일을 이용하여 타 계육브랜드 상품을 무 작위로 40수씩을 이용하여 브랜드 계육간의 상품 식별성을 분석한 결과 집단간의 비교에서 는 100%, 개체수준의 상품 식별력은 96.61%로 추정되었다. 이상의 결과는 금후 계육의 생 산물 이력제에도 활용이 가능할 것으로 판단되었다. 유전자원의 안전한 보존을 위한 동결보 존 연구의 일환으로 한우 체내 및 체외수정란을 초자화 동결과 완만동결 방법으로 동결방법 에 따른 생존율을 비교하였는데, 두 가지 방법의 생존율은 유의적인 차이를 보이지 않았다. 그러나 체내수정란의 생존율이 체외수정란 보다 높게 나타났는데, 초자화 동결에서는 체내수 정란에서 85.1%의 결과를 보여 체외수정란의 75.0% 보다 높은 생존율을 나타내었다. 완만 동 결의 경우는 체내 외 수정란 모두 70% 수준으로 나타났다. 이러한 결과를 요약하면 수정란 의 초자화 동결방법으로 동물유전자원을 효과적으로 보존이 가능할 것으로 사료된다. 흑염소의 질병발생 양상 및 폐사원인을 조사하고, 발생질병의 원인체를 분석한 결과, 질 병발생은 시험농가에 따라 성축 2.0~9.8%, 자축 2.9~68.3% 발생하였다. 발생질병의 비율은 흔들이병 40.0%, 설사 37.7%, 호흡기질환 16.0%, 피부병 1.9% 등으로 흔들이병 및 설사의 비율이 가장 높았고, 폐사축의 질병비율도 흔들이병 38.3%, 설사 28.9%, 호흡기질환 10.0% 등으로 나타났다. 설사분변에서 원인체를 분석한 결과 소 바이러스성 설사병 34%, 소 전염 성비기관염 2.1%, Clostridium perfringens 30.6%, 대장균증 중 용혈성 2.0%, 비용혈성 8.2% 가 분리되었다. 흑염소의 적정 거세시기를 구명하고자 흑염소교잡종(재래종 누비안종)을 이용하여 생후 15일령, 3개월, 5개월, 7개월령에 각각 유혈거세 방법으로 실시한 후 발육과 육질 및 지방산 조성을 조사한 결과, 일당증체량은 3개월령과 5개월령에 거세한 것이 다소 높은 경향이었 고, 정육률은 거세시기별로 차이가 없었으며 지방율은 거세시기가 빠를수록 높았다. 흑염소 고기의 일반조성분인 수분함량은 거세시기가 빠를수록 감소하는 경향이었고, 조단백질과 조지방 함량은 거세시기가 빠를수록 증가하는 경향이었다. 포화지방산 함량은 5개월령 거 세가 높았고 불포화지방산 함량은 3개월령 거세가 가장 높았다. 이러한 결과를 종합적으로 고려하면 흑염소의 발육과 육질개선에 유리한 거세시기는 3~5개월령이 적정한 것으로 사료 된다. 수사슴의 적정 에너지 수준 설정시험에서 엘크사슴의 녹용성장기 증체량은 TDN 67%, 70% 및 73%구가 각각 64, 67 및 60kg으로 70%구가 가장 높았다. 1일 DM섭취량은 TDN 31

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 67%, 70% 및 73%가 각각 6.66, 6.41 및 6.70kg으로 73%구가 가장 많았고, 녹용생산량은 TDN 67%, 70% 및 73%가 각각 8,663±1351, 9,181±1479 9,088±1001g으로 처리간의 유의성 이 없었다. 엘크 사슴의 소득지수는 TDN 70%구가 가장 높았다. 이상을 종합해볼 때 엘크사 슴 사료의 에너지 수준은 TDN 70%가 적정하다고 판단된다. 특수가축연구 난지축산시험장은 제주지역에 위치하고 있는 국가단위 연구기관으로서 제주지역의 특성 을 살린 타 지역과는 차별화된 연구사업을 추진하고 있다. 제주흑우, 제주마와 제주재래 흑 돼지를 기반으로 한 재래가축의 육종기반 구축 및 산업화 지원 기술 개발, 고부가가치 산업 동물 개발을 위한 제주마의 승용능력 평가 및 개선 연구와 제주재래 흑돼지를 활용한 성장 동력 산업화 연구를 위하여 3소과제 등 10세부과제, 외부공동 2세부과제, 바이오그린21사업 등 공동연구과제 7세부과제를 수행하여 10편의 국내 외 논문을 게재하였고, 지적재산권, 정책제안, 영농활용 등 12건을 결과활용으로 제시하는 성과를 얻었다. 재래가축 유전자원의 육종 및 산업화 기반 구축을 위하여 제주흑우 유전자 517두를 분석 하였는데 이 중 217두를 혈통 등록함으로서 제주흑우의 육종기반을 구축하였으며, 또한 제 주흑우 실용화축군 조성사업 지원을 위하여 제주흑우 우수종모우 동결정액 600스트로를 생 산 공급함으로써 실용축 생산기반 확충으로 제주흑우 산업화에 기여하였다. 아울러, 한우 에서 알비노 원인 유전자 변이 및 유전양식을 구명하여 한우 알비노 개체 추적 및 판별을 위 한 유전자 분석기법을 개발, 특허출원하였고, 이를 종모우 선발에 활용함으로서 알비노 유 전자를 가진 개체를 제외시켜 양축가의 소득증대에 기여하였다. 제주재래 흑돼지 계통체계 확립 및 합성종돈 생산기반을 구축코자 재래돼지를 이용하여 면역관련 유전자집합체(SLA) 고정 2개 계통을 선발한 다음 한국종축개량협회에 바이오장 기 재래돼지 품종으로 혈통등록을 완료하였으며, 제주재래 흑돼지 우수형질 발현 유전자 좌위가 육색 12번, 고기 보수력 12번, 불포화지방산 등 6, 7, 8번 염색체가 관여하는 것을 판 명하였다. 이로써 지금까지 제주흑돼지 고기 맛이 좋은 원인이 지금까지는 환경적인 요인에 의한 것으로 언급되어 왔으나, 유전적인 요인에 기인하는 사실을 구명하였다. 제주재래돼지 만이 가지고 있는 이러한 우수 유전형질들을 활용한 합성종돈 생산 등 재래돼지의 성장 동 력산업화에 이용할 수 있는 기반을 조성하였다. 32

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 2004년부터 말 분야의 연구를 시작으로 2009년에는 한국형 승용마를 육성코자 씨암마 65두, 씨수마 3두 등 기초축군을 조성하여 교배체계를 수립 번식 중이고, 가라 및 가라월 라 승용마의 모색 유전자를 분석하였으며, 승용마 개체 친자감별 체계를 구축하기 위하 여 ISAG에서 추천하는 MS 13종 및 Equine Data base에서 3종을 선정하였다. 삼성승마단과 MOU를 체결하여 제주산마의 승용능력 및 재활승용마로서의 가치를 평가한 결과 평가대상 3두 중 1두를 선정 후 삼성승마단에 제공하여 재활승마용 마필로 훈련 중인데 재활승마용으 로 제주산마의 활용성이 기대가 되고 있다. 말의 품종, 성장단계 및 사양형태별로 1일 영양소 요구량을 자동 산출할 수 있는 말 사양 관리 프로그램을 개발하여 한국마사회와 내륙경주마 생산자협회에 기술이전을 실시하여 보 급하였으며, 농산가공부산물 감귤박을 활용하여 말을 단기비육한 결과 감귤박을 TMR 혼합 사료에 감귤박 40%까지 대체할 수 있어 사료비를 크게 절감할 수 있었다. 초지분야는 우리나라 전체 초지면적의 40%를 차지하고 있어 일찍이 초식가축의 사육적지 로 적합한 곳으로 초지식생자원이 풍부하고 아열대에서 한대에 이르는 기후도를 가지고 있 어 북방형 목초에서 남방형 목초에 이르기 까지 다양한 식생이 분포하고 있는 식물자원의 보고이다. 이러한 환경적인 여건을 활용하여 송아지생산기지화 등 정부차원의 사업이 추진 되고 있을 뿐만 아니라 연구에 있어서도 제주지역 특성에 적합한 목초 및 사료작물 품종선 발을 위한 지적시험을 축산원과 식량원 공동으로 수행하여 생육특성을 검정하였으며, 유기 방목초지를 관리하기 위하여 오차드그라스 위주 초지에서 발효우분퇴비의 적정 시용수준을 결정하였고, 기존 초지에 이탈리안 라이그라스를 보파하여 월동기 동안 생육특성 및 생산성 을 검정 중에 있으며 앞으로 연중방목체계 구축을 통한 사료비 절감을 위한 방목에 적합 초 종선발 등 기술을 개발하여 보급해 나갈 계획이다. 33

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report Ⅱ. 시험연구 주요결과 1. 동물바이오공학연구 가. 고가의 인체치료용 바이오신약을 생산하는 형질전환 가축 개발 연구 (1) G-CSF를 생산하는 형질전환 가축 개발 바이오신약을 생산하는 방법으로서 형질전환 가축을 생물학적 반응기로 이용하는 방법은 신축산업을 구축하는 기본연구로서 본 과제에서는 G-CSF를 생산하는 형질전환 동물에 관한 연구를 수행하고 있다. 형질전환동물을 생산하기 위한 기본연구로서 G-CSF의 변이체를 생 산할 수 있는 벡터 개발을 추진하였는데 유선특이 프로모터를 이용하여 벡터를 제작하였다. G-CSF의 변이체 활성을 검증하기 위하여 각 변이체에 관한 CHO 세포발현과 생산량을 검증 하였다. 당화 관련 G-CSF 변이체는 각 당화 부위에서 개별적으로 이루어짐을 알 수 있었으며, 효 소적 반응으로 당화가 부가되어 그 약효성이 지속될 것으로 추정된다. 그림 1-1. G-CSF 변이체의 당화확인및 CHO세포에서 단백질의 합성 확인 (2) 형질전환 가축의 계통조성 및 생산성 향상 국립축산과학원이 보유하고 있는 바이오신약 관련 형질전환 돼지는 빈혈치료제, 혈전증 치료제, 혈우병치료제, 희귀 혈우병치료제를 유즙으로 생산하고 있다. 현재 각각 형질전환 돼지의 유전적 계통을 분류하고 정확한 후대검증을 위하여 고도화된 분석을 추진하고 있으 며, 혈우병 치료제 생산용 형질전환동물은 다중 형질전환을 통한 경쟁력을 확보하고 있는 34

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 데, 계통확보 및 분석을 연구하고 있다. 바이오신약 생산용 형질전환돼지의 계통분석을 위한 유전자 염색체 좌위분석을 종합하면 아래와 같다. 그림 1-2. 혈우병 치료제인 Factor VIII/vWF 다중형질전환동물의 형질전환유전자 염색체 좌위 분석 표 1-1. 국립축산과학원 보유 형질전환 돼지의 염색체 분석 결과 종 류 형질전환 라 인 위 치 빈혈치료제 (EPO) mwap-hepo EPO-1 5p11.2 mupii-htpa tpa-1 - 혈전증치료제(tPA) 혈우병치료제 (Factor VIII) 희귀혈우병치료제 (vwf) bβcsn-htpa tpa-2 1p11 tpa-3 - mwap-factor VIII FVIII-1 2p11.2 vwf-1 11p11.2 bαs1-hvwf vwf-2 15q13.1 vwf-3 4p13 35

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report (3) 형질전환 가축에서 생산되는 단백질의 분리정제 형질전환 돼지에서 생산하는 바이오신약의 정제기술을 확보하기 위하여 G-CSF 항체를 제 작하고 있다. 형질전환 돼지의 산업화를 위한 정제용 항체생산은 매우 중요하며 후속 연구 를 위한 항체의 개발이 필요하다. 면역검출방법에 의하여 생쥐유래 단일클론 항체를 제작 중이며, G-CSF의 효율적 정제를 위하여 G-CSF receptor를 활용한 분리정제 기술을 확보하 고자 유전자 스크린을 시도하고 있다. 그림 1-3. G-CSF receptor를 이용하여 생산한 융합단백질을 활용한 정제기법 개발 그림 1-4. 면역검출방법에 의한 융합세포 클론의 선별 나. 인체면역관련 유전자 제어 체세포복제 돼지 생산 (1) 인체면역거부반응 유전자 제어 형질전환 복제돼지 생산 연구 공여세포의 종류에 따른 형질전환 복제 배반포 발달 : 형질전환 체세포를 이용하여 핵이식 을 실시한 처리군의 난할률은 차이가 없었으나 배반포 발달률은 유의적으로 낮은 18% 수준 이었다. 36

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 표 1-2. 세포종류에 따른 배발달 결과 구분 평균 수정란 수 (%, mean±se) 배 양 퇴 행 2-cell 배반포 미니돼지 귀세포 166 23 116(82.3±4.82) 37(27.6±3.23)a GalT KO 세포 208 24 157(85.3±1.72) 33(18.0±1.74)b a,. b : p<0.05) 배양방법에 따른 공여세포의 증식 특성분석 : 기본 배양액에 추가로 10% 돼지 난포액을 처리한 경우 약 120%의 세포 증식률을 보여 공여세포의 증식에도 난포액을 첨가할 경우 세 포증식에 도움이 되는 것으로 나타났다. 그림 1-5. 배양조건에 따른 공여세포의 증식률 공여세포의 종류에 따른 형질전환 복제 배반포의 세포사 관찰 : 형질전환 체세포를 이용하 여 생산된 복제란의 경우는 5.0%로 약간 더 높게 세포사가 일어나는 것으로 확인되었다. 표 1-3. 공여세포의 종류에 따른 형질전환 복제 배반포의 세포사 구분 세포수 배반포 총세포수 세포사 (%) 미니돼지 귀세포 20 31.4±1.0 1.1±0.23 3.7±0.9 GalT KO 세포 22 36.1±2.4 1.55±0.3 5.0±4.9 복제 배반포에서 apoptosis 관련 유전자 발현 분석 : Bax/Bcl-2 유전자의 비율은 체내 배반 37

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 포에 비하여 일반 미니돼지와 형질전환 체세포를 이용하여 생산된 복제란에서 유의적으로 높은 발현 양상을 나타내었다. 그림 1-6. 복제 배반포에서 apoptosis 관련 유전자 발현 * 체내배반포와 비교하여 유의적인 차(p<0.05) 모체유래 인자(CPE)가 복제란의 발달에 미치는 영향 : 체외수정란 유래 배반포에 비해 일 반돼지 또는 미니돼지 체세포를 이용하여 생산된 복제 배반포에서는 낮게 발현되었다. 그림 1-7. 모체유래 인자(CPE)가 복제란의 발달에 미치는 영향 형질전환 복제돼지 생산 효율 : GalT KO 형질전환 복제란의 경우 37.5%의 임신율을 보 였으며, 특히 3 개체는 밀기까지 임신이 유지되거나 출산하였다. 한편 TG 복제란의 경우 28.6%의 임신율을 기록하였다. 38

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 표 1-4. 형질전환 복제돼지 생산 효율 구분 대리모 수 형질전환 임신 (%) GalT KO 세포 24 9(3)* 37.5 * 분만까지 유지 TG 세포 7 2 28.6 (2) 유전자 적중 체세포 복제수정란의 유전자 발현 양상 구명 돼지 배반포에서 줄기세포 특이발현 유전자 발현 분석 : 체내 배반포를 기준으로 OCT3/4 과 Nanog 유전자의 발현을 살펴본 결과, 각 배양액에서 생산된 배반포 모두에서 체내 배반 포에 비해 낮은 유전자 발현을 보였다. 그림1-8. 돼지 배반포에서 줄기세포 특이발현 유전자 발현 분석 돼지 체내 배반포에서 배양조건에 따른 imprint 관련 유전자 발현 양상 분석 : 배양조건에 따른 돼지 배반포의 imprint 관련 유전자 발현 분석을 실시한 결과 배양액에 따라 매우 다양 한 발현 양상을 확인할 수 있었다. 39

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 그림 1-9. 돼지 체내 배반포에서 배양조건에 따른 imprint 관련 유전자 발현 양상 돼지 체내 배반포에서 배양조건에 따른 apoptosis 관련 유전자 발현 양상 분석 : Antiapoptotic 유전자로 알려진 Bcl 유전자의 경우 PZM 배양액에서 매우 높게 나타났다. 그림 1-10. 돼지 체내 배반포에서 배양조건에 따른 apoptosis 관련 유전자 발현 양상 체세포 복제란의 상호작용 분석 : 초기 배아줄기세포의 다능성을 확인하기 위하여 돼지 배 아줄기세포의 다능성과 관련된 알카라인 포스파테이즈 활성과 전사인자(OCT4)와 세포표면 인자(SSEA 3)의 발현을 면역염색법으로 확인하였다. 40

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 그림 1-11. 초기 돼지 배아줄기세포의 다능성 확인을 위한 다능성 분석 배아줄기세포를 이용한 복제란 생산 효율 : 재구축 난자의 융합률과 배반포기까지의 체외 발달률에서 체세포를 이용해 생산된 핵이식란과 비교해 낮은 결과를 나타내었다. 하지만 배 반포기단계에서의 총세포수는 상대적으로 높다는 것을 알 수 있었다. 표 1-5. 세포종류에 따른 배아줄기세포를 이용한 복제란 생산 효율 세포종류 난자수 융합 수정란 수(%) 분할 배반포수 총세포수* 귀세포 643 522(81.1) a 273(52.2) a 51(18.7) a 52.2 유사줄기세포 582 365(62.7) b 172(47.1) b 28(16.2) a 60.5 체외수정란 683-429(62.8) 113(26.3) b 72.9 단위발생란 441-319(72.3) 128(40.1) ab 69.2 ; GalT KO 돼지 세포; ; 동결융해 후 3계대; 체외수정란; 단위발생란* ; 배양 7일째 분석 a, b : p<0.05 다. 동물 체세포 복제수정란의 수태능력 향상 연구 (1) 체세포 복제란 착상효율 증진을 위한 최적기술 개발 연구 본 연구는 바이오장기 생산용 체세포복제란의 착상효율 증진 기술 개발을 위하여 실시하 였다. 핵치환에 따른 체외 발달률 조사 결과 체외 발달능에 있어서 면역거부반응이 억제된 유전자가 도입된 체세포를 이용하여 핵치환(TNT)에서 28.4% 발달률을 보였고, 복제란 이식 41

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 후 30일째 초음파를 통한 임신 유무를 조사결과 MNT의 경우 71.4%, TNT는 25%로 외래 유 전자가 도입된 체세포를 이용한 복제란에서 초기 임신율이 낮은 경향을 보였다. 표 1-6. 핵치환에 따른 체외발달율 조사 세포종류 MII 난자 융합 (%) 난할(%) 배반포 (%) 미니돼지 귀세포 286 231(80.8) 195(84.4) 60(25.9) α-gal 형질전화 세포 264 218(82.6) 188(86.2) 62(28.4) 체외수정란 484-411(84.9) 132(27.3) 표 1-7. 복제란 이식을 통한 체내 발달률 조사 세포 종류 수란돈수 이식수정란수 30일령 임신 임신율(%) 미니돼지 귀세포 7 1234(162~194) 5 71.4 α-gal 형질전화 세포 8 1468(166~227) 2 25.0 임신 30일령 샘플로부터 회수한 자궁내막과 태반에서 세포사멸에 관련된 유전자 발현율 을 Realtime RT-PCR로 검정하였고, Bax, p53, caspase-3 그리고 Fas 유전자는 대조구에 비해 높은 발현율을 나타내었다. 그림 1-12. 자궁에서의 세포사멸 유전자의 발현 정도 42

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 다음으로 4종류의 Proinflammatory cytokines 발현을 분석결과 ITNF-α, FN-γ 그리고 IL-1R 는 정상적인 개체에 비해 비정상적인 개체에서 유의적으로 증가하는 경향이었다. 혈관생성 관련 유전자인 VEGF는 태아의 경우 비정상적인 개체보다 정상적인 개체에서 유의적으로 발현율이 높은 것으로 나타났다. 그림 1-13. 임신초기(30일령) 혈청과 양수에서의 사이토카인의 발현 임신초기의 혈액과 양수에서 IL4, IL8, TNF-α, IL1β, MCP1, EGF 등 총 6가지의 cytokines 을 분석하였고, 대조구와 복제란 이식돈의 혈액 및 양수에서 각기 다른 발현량을 보였다. 임 신 말기경(87~112일) 2마리의 대리모로부터 3마리의 형질전환 복제태아를 획득하였다. 각 개체의 체중, 체장 및 각 장기별 무게를 측정하였으며, 그 중 2마리는 정상적인 발달을 진행 하고 있는 것으로 사료된다. 그림 1-14. 임신말기의 형질전환 복제태아 43

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report (2) 체세포복제란 이식 대리모 최적 모델구축 연구 비외과적인 이식을 위하여 체외수정란을 생산하였고 체외수정란 발달률은 27.3%로 나타 났다. 수란돈 12두에 이식 후 30일령에 초음파진단 결과 임신두수는 없었다. 표 1-8. 돼지 체외수정의 체외발달 수준 구분 MII단계 OOcytes수 분할난수(%) 배반포발생수(%) 체외수정 484 411(84.9) 132(27.3) 그림 1-15. 비외과적인 수정란 이식과 수정란이식 카테타 선정 비외과적인 수정란이식용 카테타를 보완코자 세 종류의 이식 방법에 따른 수태율을 비교 한 결과 m-straw에서 1두의 임신이 확인되었다. 표 1-9. 세 종류의 이식 방법에 따른 수태율 비교 이식방법 이식대리모수 임신 (%) 분만 (%) GIFT 카테타 3 0 (0) 0 스트로우 5 0 (0) 0 m-스트로우 1 7 1 (14.3) N* 1 평균, * 분만 지연상태 44

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science (3) 착상전후 임신특이 발현유전자 발현양상 및 기능규명 연구 복제란 이식 후 임신 14일 수태산물은 정상에 비하여 발달지연과 수태산물의 수가 감소 되었다. 이들 수태산물에 대하여 protemics 분석기법(2DE)으로 추출된 600ug의 단백질을 loading해서 coomassie staining 한 결과 평균적으로 약 800여개의 spot이 관찰되었고, 자연 종부(NM) 구와 비교하여 복제(SCNT) 구에서 재현성 있게 차이를 보이는 spot 116개가 선정 되었다. 선정된 spot중 대부분이 자연종부보다 복제샘플에서 intensity가 증가되는 것이 107 개, 낮은 intensity를 보이는 9개의 spot을 선별하였다. 차이를 보이는 선별된 단백질을 Mass 동정한 결과 복제수태산물에서 고발현 되는 단백질 6개와 저발현 되는 단백질 61개 등 모두 67개 단백질을 동정하였다. 그림 1-16. 2DE결과 사진과 선발된 spot image 자연종부와 복제란이식 후 착상전후 7일, 14일, 25일, 분만직후 수태산물, 자궁내막, Extra embryonic-tissue에서 전사와 관련하여 Oct4, Stat3, Nanog을, DNA methylation과 관련하 여 Dnmt1을, de novo methylation과 관련하여 Dnamt3a Dnamt3b을, histone deacetylation 과 관련하여 Hdac2를, 항산화관련 하여 Catalase, Gpx1, Mgst1, SOD1을, 그리고 태반영양 막세포 특이 전사인자인 Cdx2, Gata6, Fgf2의 발현을 realtime-pcr이용하여 각각 분석하였 다. DNA메틸화 관련유전자에서 Dnmt3a와 Dnmt3b 그리고 Histone deacetylation과 관련하 HDAC2 발현이 복제란이식 태반조직인 Extra embryonic-tissue에서 높은 발현차이를 보였 다. 항산화와 태반영양막세포 특이 전사인자들의 발현에서도 배 발달과정에서 발현차이를 보였다. 45

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 그림 1-17. DNA methylation과 Pluripotent 관련유전자 발현 비교 (4) 복제동물 및 후대의 번식능력과 생리적 기능 연구 복제한우에서 공여세포의 mtdna가 복제소로 전달되는지에 대해 조사하였다. 복제소의 혈액과 조직에서 공여세포의 mtdna는 난자의 mtdna와 같이 존재하는 것으로 나타났으며, heteroplasmy를 보였다. 그래서 공여세포의 mtdna 분석을 통해 동일 공여소에서 생산된 후대들에서 개체식별이 가능함을 알 수 있었다. 그림 1-18. Donor 2를 통해 태어난 복제 미니돼지에 대한 mtdna D-loop 서열 그림 1-19. Donor 2과 복제 후손들의 mtdna D-loop 서열에 대한 neighbor-joining tree 46

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 표 1-10. 한우 복제소 및 후대의 적혈구 수치 구 분 월령 적혈구 (106/μl) 적혈구용적 (%) 헤모글로빈 (g/dl) 적혈구 평균용적 (fl) 적혈구 평균혈색소 (pg) 혈색소 평균농도 (g/dl) 복제소( ) 83.00 6.93±0.47 35.61±1.64 13.41±0.55 51.53±2.44 19.42±0.91 37.70±0.47 대조구( ) 84.75 6.81±0.86 35.20±3.20 13.15±1.10 51.88±2.26 19.40±1.08 37.4±0.67 복제후대( ) 51.00 7.89±0.41 37.70±6.03 14.14±2.36 47.68±6.67 17.88±2.55 37.46±0.53 대조구( ) 49.33 9.75±2.28 42.23±3.67 15.63±1.45 44.67±9.00 16.53±3.23 37.03±0.38 복제소( ) 72 7.68 37.0 14.1 48.3 18.3 37.9 복제후대( ) 28.33 8.39±1.61 33.50±2.35 12.60±0.92 40.50±4.68 15.27±1.83 37.63±0.49 표 1-11. 한우 복제소 및 후대의 백혈구, 혈소판, 호중구, 림프구 수치 구분 월령 백혈구 (10³/μl) 혈소판 (10³/μl) 호중구 (%) 림프구 (%) 단구 (%) 호산구 (%) 복제소( ) 83.00 7.35±1.1 260.4±81.2 32.89±8.99 43.56±8.3 11.11±2.8 12.44±3 대조구( ) 84.75 7.47±1.5 318.5±93.2 28.0±11.31 48.0±16.3 11±0.8 13±5.7 복제후대( ) 51.00 6.84±1.7 307.2±130 25.20±13.5 43.80±16 11.60±2.8 19.4±9.3 대조구( ) 49.33 8.13±2.8 376.3±232 24.33±7.64 51.67±9.0 14.00±2.7 10.0±2.0 복제소( ) 72 5.78 308 35 37 10 18 복제후대( ) 28.33 7.10±1.3 363.0±142 18.33±7.57 54.67±7.2 12.67±3.2 14.3±4.5 표 1-12. 복제돼지의 적혈구 수치 구분 월령 적혈구 (106/μl) 적혈구용적 (%) 헤모글로빈 (g/dl) 적혈구 평균용적 (fl) 적혈구 평균혈색소 (pg) 혈색소 평균농도 (g/dl) 복제돼지( ) 24.10 7.73±0.75 44.68±4.59 15.45±1.57 57.79±0.86 19.98±0.37 34.59±0.52 대조구( ) 27.00 7.26±0.53 41.70±2.40 14.75±1.20 57.45±0.92 20.35±0.21 35.40±0.85 복제돼지( ) 20.50 7.28±0.74 40.70±5.06 14.50±1.75 55.83±1.61 19.90±0.42 35.65±0.26 대조구( ) 19 6.69 37.4 13.3 55.9 19.8 35.5 복제돼지( ) 7.0 8.78±0.09 48.90±2.12 16.00±0.57 55.80±2.97 18.20±0.42 32.70±2.55 대조구( ) 6.0 3.82 22.7 7.7 59.5 20.2 34.0 복제돼지( ) 7 7.73 36.2 13.1 46.9 17.0 36.2 대조구( ) 7 9.86 50.7 17.5 51.4 17.7 34.5 47

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 표 1-13. 복제돼지의 백혈구, 혈소판, 호중구, 림프구 수치 구분 월령 백혈구 (10³/μl) 혈소판 (10³/μl) 호중구 (%) 림프구 (%) 단구 (%) 호산구 (%) 호염기구 (%) 복제돼지 ( ) 24.10 22.06 ±6.31 220.20 ±63.07 48.90 ±13.80 39.12 ±10.97 4.47 ±2.07 7.09 ±2.64 0.42 ±0.20 대조구 ( ) 27.00 19.15 ±1.67 179.50 ±58.69 37.85 ±3.61 47.60 ±3.39 3.85 ±1.48 10.25 ±1.34 0.45 ±0.07 복제돼지 ( ) 20.50 22.20 ±1.75 206.75 ±67.80 65.28 ±12.23 27.08 ±10.17 2.70 ±1.56 4.70 ±2.28 0.25 ±0.06 대조구( ) 19 21.67 200 73.0 22.0 2.5 2.3 0.2 복제돼지 ( ) 7.0 24.67 ±4.84 233.00 ±101.82 36.95 ±7.14 52.75 ±5.44 6.10 ±1.41 3.30 ±0.28 0.90 ±0.57 대조구( ) 6.0 10.01 37 26.0 62.6 6.1 5.0 0.3 복제돼지 ( ) 7.0 24.43 165 65.7 27.1 2.8 4.1 0.3 대조구( ) 7.0 22.95 243 33.4 55.1 4.4 6.0 1.1 복제소와 복제돼지의 혈액을 통해 건강상태를 확인하기 위해 적혈구, 백혈구 및 cytokine 등을 검사한 결과 적혈구 및 HCT, Hb, MCV, MCH, MCHC의 수치는 복제소와 대조구, 복 제소 후대 및 복제수소에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 백혈구 및 Platelet, S. Neutro, Lymphocyte, Monocyte, Eosinophil의 비율도 복제소와 대조구, 복제소 후대 및 복제수소에 서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 복제돼지에서 적혈구 및 HCT, Hb, MCV, MCH, MCHC 의 수치는 복제돼지와 대조구에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 백혈구 및 Platelet, S. Neutro, Lymphocyte, Monocyte, Eosinophil, Basophil의 비율도 복제돼지와 대조구간에 유 의적인 차이를 보이지 않았다. 48

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 2. 동물유전체연구 가. 한우 근내지방관련 바이오마커 발굴 한우의 근내지방 함량(마블링)은 육질 등급을 좌우하는 가장 주요한 요소로 근내지방 축 적이 우수한 종축을 선발하는 것이 한우개량의 중요한 목표중의 하나이다. 본 연구에서는 한우 등심내 지방 함량과 관련된 바이오 마커 발굴을 위하여 근내지방 함량의 차이를 보이 는 시료들을 대상으로 유전자 발현 및 단백체 분석을 수행하였다. 지방함량의 차이를 보이 는 등심 시료를 대상으로 차등발현 유전자를 탐색하기 위하여 differential-display (DD) RT- PCR을 수행하였다. 총 120개의 프라이머 조합을 통해 총 11개의 후보 유전자를 선발하였으 며, 최종적으로 quantitative real-time PCR 기법을 통해 발현에 차이를 보이는 2개의 유전자 를 발굴하였다. 이번에 발굴된 NADH 탈수소효소(ND2, NADH dehydrogense)와 시트크롬 산화효소 3(COX3, Cytochrome oxidase III) 유전자는 한우 근내지방 함량이 높은 소에서 2 배 이상 높게 발현된다는 사실을 확인하였다. 또한, 이차원전기영동법 및 Western blotting 기법의 단백체 분석을 통해 heat shock protein beta-1 (HSPB1) 단백질의 발현이 근내지방 함량이 높은 시료에서는 9.66±1.4, 근내지방 함량이 낮은 시료에서는 20.94±2.1로 근내지 방 함량이 높아질수록 발현량이 감소하는 경향을 보였으며, 근내지방 함량과 밀접하게 관련 되어 있음을 확인하였다(P<0.01). 그림 2-1. 차등발현 유전자/단백질의 근내지방 함량과의 관련성 분석 나. 돼지 육질 관련 대량 SNP 분석 돼지의 육질을 결정하는 요인으로는 육색 및 ph와 더불어 근내지방 함량이 매우 중요하 다. 이러한 돼지의 육질을 결정하는 요인들은 대개 높은 0.5 정도의유전력을 보이고 있다. 49

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 따라서 육질 관련 유전적 요인을 파악하여 이를 종돈 선발에 사용하게 된다면 농가소득 향 상은 물론 국내 양돈산업의 경쟁력은 높아질것이다. 돼지 유전체 해독 국제 컨소시엄을 통 하여 확보된 대량의 단일염기다형성 (SNP) 62,163개를 고집적한 SNP chip (iselect Infinium BeadChip)이 상용화 되었다. 이를 활용하여 근내지방도 함량이 높은 한국재래돼지와 랜드 레이스 교배군으로부터 594두를 분석하였고 이와 병행하여 버크셔품종 418두에 대한 유전 자형 분석을 수행하였다. 분석된 SNP에 대하여 새로운 돼지 유전체 지도인 build9을 기준 으로 재배치하였고 이러한 유전체 좌표값을 이용하여 형질과 SNP와의 연관성 분석을 실 시하였다. 한국재래돼지와 랜드레이스 축군으로부터는 등지방두께 관련 SNP 249개와 근 내지방도 관련 SNP 189개를 밝혀내었으며 버크셔 집단을 통해서도 동일하게 분석하여 주 요 공통 SNP 분자 마커를 12개 선별할 수 있었다. 이러한 SNP 분자 마커는 보다 많은 상 업돈 축군을 활용하여 검증하고 가장 효과적인 분자마커 세트는 일차 종돈 선발에 시범 적용할 계획이다. 그림 2-2. 돼지 유전체 Build9에 SNP 재배열 및 이를 이용한 등지방두께 및 근내지방도 관련 SNP 탐색 결과 예 다. 한국 재래견 경제형질관련 유전자지도 작성 및 변이탐색 한국 재래견의 유전적 특성을 구명하고 외국견과 유전적 비교를 통해 우수한 유전자원으 로 활용할 수 있는 연구의 기초를 마련하였다. 진도개 간과 뇌에서 총 2만개의 EST 염기서 열을 결정하였고 생물정보학적 분석을 통하여 141개의 진도개 특이적 발현유전자를 찾았는 데 이 유전자들 중 25개는 아직 보고되지 않은 새로운 유전자들이었다. 또한 42k의 canine 유전자 발현 칩을 통해 진도개와 세퍼트 근육의 차등발현 유전자 분석결과, 30개 pathway와 50

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 71개 차등발현 유전자를 발굴하였다. 개 경제형질관련 SNP 및 MS 변이탐색 및 유전자마커 개 발 연구를 통하여 한국재래견과 외국견간(9품종) csnp를 탐색 및 검증하였는데 973개의 csnp 를 mining하여 직접염기서열 결정을 통한 SNP를 탐색하고 각 품종별 유전자빈도를 조사하여 품종식별용 마커 개발의 기초자료를 확보하였다. 이와 관련하여 진도개와 다른 외국품종을 이 용하여 모색관련 유전자인 MC1R의 SNP를 탐색하고 특이 SNP좌위에 대한 품종별 유전자빈도 조사하였고 래브라도 레트리버(안내견) 고관절탈골 유전자 마커 개발을 위하여 (주)illumina에 서 상용하는 canine 22k SNP chip를 활용하여 래브라도 레트리버 48두의 고관절이형성증 표 현형질을 R 프로그램을 이용 분석하여 약 20여개의 유의한 SNP를 발굴하였다. 또한 multiplex PCR를 이용한 microsatellite maker 개발 연구에서 10개의 MS 마커를 1set의 PCR 증폭할 수 있 는 조건을 수립하여 시간과 경비를 줄임과 동시에 품종식별 등의 마커로 활용토록 개발 완료 하였고 특허출원하여 유기견 예방을 위한 개체식별에 활용 예정이다. 그림 2-3. 개 품종식별마커 개발을 위한 품종별 SNP 유전자빈도 조사 라. 영양유전체 연구를 통한 돼지 면역 및 체지방 관련 유전자 네트워크 발굴 본 연구는 돼지 급여사료의 변화에 따른 유전자의 발현을 조사하고 육질 및 면역 개선 효 과에 대한 유전자 발현 네트워크를 구명하는 것이 목적이다. 사료 내 우지, 올리브유, 대두유 및 코코넛유를 각각 달리하여 급여한 돼지의 간 조직에서 지방대사와 관련이 있는 adipocytokine의 신호절달체계와 밀접한 유전자인 adiponetin의 차 51

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 등발현을 확인하였고, 아울러 유지사료 급여변화에 따른 간의 51개 pathway와 61개 차등발 현 유전자를 발굴하였다. 또한 돈육의 육질개선을 위한 PRKAR2A와 PPP1CB 유전자의 지방 공급원에 따라 차등발현 하였고, 특히 올리브유 첨가 급여군에서 유의적으로 발현량이 증가 함을 확인하였다. 또한, 유지사료변화에 따른 알라닌 등 아미노산 대사조절과 관련한 차등 발현 유전자군도 발굴하였다. 돼지의 면역개선을 위하여 사료 내 강황 및 생강추출물 급여 에 따른 카스파제 8 효소의 유전자 발현 증대를 확인하였다. 특히 강황급여군에서 BCL2L1, CASP8, CYP3A29, IL2, IL8, TNFα 유전자에 대하여 RT-PCR 검증실험을 통하여 발현량 증가 를 확인하였다. 그림 2-4. 유지사료 급여 변화에 따른 대사관련 유전자발현량 조사 마. 흑염소 반추위 미생물 메타게놈 분석 반추위 동물의 가장 독특한 특징은 소화기관 중 반추위에서 식물성 섬유소를 영양분으로 소화할 수 있는 것이고 이러한 소화 현상은 대부분 반추위에 상주하고 있는 미생물에 의해 이루어진다는 것이다. 이러한 반추위 미생물은 박테리아와 곰팡이, 프로토조아로 이루어져 있으며 이들 중 상당수가 배양이 어려워 연구가 많이 이루어져 있지 않았다. 근래 염기서열 기법의 발달로 인하여 미생물 배양 단계를 생략하고 미생물군 전체로부터 DNA나 RNA와 같 은 메타게놈 형태의 유전물질을 추출하여 분석할 수 있게 되었다. 이러한 반추위 미생물의 섬유소물질을 소화하는 능력을 파악하기 위하여 거친 목질계 사료에 잘 적응하여 진화한 흑 염소를 선택하였다. 18개월령 흑염소 암수 각 2마리에게 볏짚사료만을 한달동안 급여한 후 반추위 소화물질을 적출하였다. 적출된 소화물질은 액상(Liquid; Lq), 사료접촉상(associated 52

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science phase; As) 그리고 흡착상(adherent phase; Ad)으로 구분하여 메타게놈 DNA를 추출하였 다. DNA는 16S RNA 유전자에 대한 프라이머로 PCR 증폭하였고 이를 454 Titanium 기기 로 pyrosequencing하여 박테리아의 종류를 확인하였다. 분석은 SEED 웹 기반 분석 사이트 (MG-RAST)에서 수행하였다. 각 분획마다 평균 4만개의 염기서열 데이터를 생성하였으며, 90% 이상이 박테리아로 분류되었다. 분획별 박테리아 비율에서 차이가 있음을 확인할 수 있었으며 특히 As와 Ad 분획에서 섬유소분해 관련 Fibrobacter phylum의 비율이 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 아직 분류되지 않은 미지의 박테리아의 정보가 50%에 달하고 있음 도 확인하였다. 이러한 결과는 향후 메타게놈 대량 염기서열 분석을 통한 섬유소분해 효소 관련 유전자 발굴의 가능성을 보여준다. 그림 2-5. 각 분획별 주요 점유 박테리아 속에 대한 다이어그램 바. AI 저항 후보유전자 Mx, IFN-α/β 유전자 복합항체 생산 및 바이러스 벡터 구축 전 세계적으로 매년 반복적으로 조류인플루엔자가 발생하고 있으며 그 피해 역시 가금 산 업뿐만 아니라 인류의 건강에도 치명적인 영향을 미치고 있으나 우리나라에서는 극히 제한 된 연구만 수행되고 있어 이에 대한 대안이 시급하다. 앞선 연구에서는 공용 데이터베이스 및 선행연구 자료를 토대로 조류인플루엔자 바이러스에 저항성을 보이는 유전자 및 면역 메 카니즘의 상위 차상위 유전자인 Mx(myxovirus), IFN-α(interferon alpha), IFN-β(interferon beta)를 후보유전자로 선정하여 변이를 탐색하였으며, 본 연구에서는 in vitro system을 이용 53

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 하여 후보유전자의 저항성 유무를 검증하기 위하여 복합항체 및 바이러스 벡터를 구축하는 데 있다. 복합항체 chmx는 peptide 합성을 통해 항체를 제작하여 western blot으로 확인하 였으며, chifn-α/β는 박테리아를 이용하여 단백질을 정제한 후 rabbit을 이용하여 복합항체 를 생산한 후 western blot으로 확인하였다. (A) (B) (C) 그림 2-6. chmx (A), chifn-α (B), chifn-β (C) 복합항체 생산 재조합 pet-32a vector를 이용하여 각 유전자를 얻을 수 있는 PCR primer를 pmei-5 Neo vector의 multicloning site (MCS)를 고려해서 design하고 PCR 후 제한효소를 이용하여 pmei-5 Neo vector에 subcloning하였으며, 제한효소 절편 및 sequencing을 통하여 재조합 된 vector를 선별할 수 있었다. 재조합 viral vector pmei-mx는 pmei- 5 Neo vector의 MCS 부위의 Apa I과 Sal I을 이용하여 subcloning하여 얻을 수 있었으며, 재조합 viral vector pmei-ifn α/β는 pmei-5 Neo vector의 multicloning site의 Cla I과 Sal I을 이용하여 정확한 vector를 얻을 수 있었다. 그림 2-7. 닭 Mx, IFN-α/β 유전자의 재조합 레트로바이러스 벡터 구축 M; G&P 1kb plus DNA ladder marker, pmei-mx, pmei-ifn-α/β : vector(5.8kbp) and insert(mx: 2.1kbp, IFN-α:780bp, IFN-β:810bp) 54

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 3. 축산물이용연구 가. 항균활성 강화 발효유 개발 연구 발효유는 건강식품으로 널리 인정되고 있으며, 유해미생물의 억제 효과를 통하여 장 내 미생물 균총에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 유해미생물 중에서 포도상구균 (Staphylococcus aureus)은 생명을 위협하는 패혈증, 심장내막염, 그리고 독성 쇼크 증세를 일으키며, 소 전염성 유방염의 병인으로 낙농산업에서 상당한 손실을 초래한다. 포도상구균 중에서 항생제에 억제되지 않는 항생제 저항성 포도상구균(Methicillin-resistant S. aureus, MRSA)은 세계적으로 증가하는 추세에 있으며 임상분리주의 50% 이상으로 추산되고 있다. 따라서 본 연구는 발효유의 항균 특성 및 마늘 첨가에 의한 항균 활성 증진효과 구명을 통 하여 발효유의 소비를 촉진하고자 실시하였다. 발효유는 한천배지확산법으로 실험한 결과 MRSA 억제효과가 있었으며, 마늘즙 첨가시 MRSA 억제효과가 증진되었다. 마늘즙 및 유산 균에 의해 발효된 마늘즙 처리가 MRSA의 유전자 발현에 미치는 영향을 분석하였으며, 마늘 즙 첨가 요구르트를 실험동물에 체중 kg당 3.3g 이상 급여시 분변내 포도상구균 감소가 관 찰되었다. 그러나 마늘즙 첨가시 관능적인 기호도가 유의적으로 감소하였다. 기호도를 개 선하기 위해 파인애플 향과 바닐라 향을 첨가한 결과 파인애플향이 효과적이었는데, 기호도 향상을 위해서는 보다 세밀한 추가적 연구가 필요한 것으로 사료된다. 발효유 및 마늘첨가 발효유의 MRSA 억제 발효유 및 마늘첨가 발효유의 관능적 특성 나. 아질산염 저감 육제품 개발 본 연구는 아질산염 저감 육제품 생산 기술을 개발하기 위해 아질산염 소거능이 우수한 미 생물을 다양한 소재에서 선발하고, 미생물 이용 방법을 확립하고자 실시하였다. 먼저 아질 55

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 산염 소거능을 가진 김치 유산균(Lactobacillus plantarum), 발효생햄 유산균(Lactococcus sp.), 러시아 도입균주(Paracoccus sp.)를 선발하고, 프레스햄 염지과정 및 제조된 프레스햄 내 잔존 아질산염 함량을 조사하였다. 염지기간 별 아질산염 소거능을 조사한 결과, 김치 유 산균 처리구에서 소거능이 가장 높았으며, 프레스햄 내 잔존 아질산염 량은 대조구 109.71 ppm, 김치 유산균 처리구 1.35 ppm, 발효생햄 유산균 처리구 96.22 ppm, 러시아 도입균 주 처리구 56.63 ppm으로 김치 유산균의 아질산염 소거능이 99.55%로 가장 높게 나타났 다. 기계적 육색 중 명도(L*)는 김치 유산균 Lactobacillus plantarum 처리구(T1)에서 가장 높 은 값을 나타내었고, 적색도(a*)는 김치 유산균 Lactobacillus plantarum 처리구(T1)와 대조 구(C)에서 가장 낮았다. 황색도(b*)는 김치 유산균 Lactobacillus plantarum 처리구(T1)와 대 조구(C)에서 유의적으로 가장 높았다. 따라서 이상의 결과는 육제품 제조 시 김치 유산균 Lactobacillus plantarum 등 수집된 균주들의 사용으로 육색에 나쁜 영향 없이 잔존 아질산 염을 대부분 소거할 수 있는 것으로 나타났다. 대조구 김치 유산균 선발 미생물의 아질산염 소거능 발효생햄 유산균 러시아 도입균주 다. 한우고기 맛예측(연도관리) 프로그램 개발 본 연구는 거세한우 72두, 10개 부위를 공시하여 맛에 영향을 주는 요인을 전국단위 4,600명을 대상으로 소비자 관능평가를 바탕으로 맛 예측 추정식을 개발하였다. 추정식 에 따라 각 요인별로 계산된 맛점수는 4가지 수준(ungraded, satisfactory, very satisfactory, extremely satisfactory)으로 최종 구분하였다. 연속변수는 도체중, 마블링점수, 등지방두께 등이고 범주형 변수는 육질등급, 숙성일수, 요리방법, 부위를 반영하고 관능적인 연도, 다즙 성, 향미에 대하여 가중치를 각각 0.55, 0.18, 0.27을 부여하였다. 각 요인별 회귀함수를 산 56

2009 축산시험연구 National Institute of Animal Science 출하여 맛 예측(연도관리) 프로그램을 개발하였다. 본 연구로 개발된 프로그램은 한우 개체 식별번호와 육질등급요인을 입력하면 10개 부위(등심, 채끝, 목심, 꾸리, 우둔, 보섭, 설깃, 양지, 홍두깨, 업진)에 대하여 숙성일수(0, 7, 14일)별 요리방법(그릴, 구이, 탕)에 따른 맛예 측점수가 자동으로 계산되며 도축장, 가공장 및 판매장에서 활용이 가능하다. 맛예측프로그램 맛예측프로그램 운영 및 관리 총괄도 57

National Institute of Animal Science, R.D.A 2009 Annual Research Report 4. 축산환경연구 가. 수직종형 발효시설 이용 계분퇴비화 최대화 방법 개발 계분의 퇴비화효율 향상을 위한 퇴비화과정에서의 공기공급량 조절로 퇴비화 특성을 조 사하고, 적정 퇴비화를 위한 수직종형 퇴비화시설의 설치농가에서 운영실태를 조사하기 위 하여 본 연구를 실시하였다. 본 연구는 2개의시험으로 구성되어 있으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 공기 공급량에 따른 처리구별 퇴비화 과정에서의 수분함량을 분석해 본 결과 발효 초기의 경우 에 공기 공급량을 50l/m3/분로 공급한 시험구에서 퇴비화 개시 후 1일경과시 수분 감소율 이 약 3.0%로 조사되었으며 나머지 처리구인 100l, 150l, 200l/m3/분에서는 각각 5.0%, 7.0% 및 4.0%로 조사되었다. 그리고 퇴비화기간 동안의 산소소모량을 조사한 결과 계분의 퇴비화 개시시에는 퇴비화처리구별 배출구의 산소농도는 공기공급량이 적은 50l/m3/분 처 리구에서 산소농도가 10%로써 매우 낮은 농도를 보였다. 둘째 수직종형 퇴비화 시설 설치농가 2호를 선정하여 사육규모 등 일반현황과 운영실태를 조사한 결과, 농가별 계분의 수분함량은 A농장 평균 78%, B농장 65%로 차이가 나는 것으로 조사되었다. 그리고 조사농가(A, B)의 발효조내 발효온도는 가동형태에 따라 발효온도의 변 화가 있는 것으로 조사되었으며, 평균 발효온도는 60 정도를 유지하고 있는 것으로 조사되 었다. <조사농가 A> <조사농가 B> 그림 4-1. 조사농가의 수직종형 퇴비화시설 전경 58