Abstract

To establish a new synthetic Korean meat chicken breed, we tested $5{\times}5$ diallel cross mating experiment with domestic chicken breeds. Comparing stress responses among diallel crossed chicken breeds, we analyzed telomere length, DNA damage and expressions of heat shock protein genes (HSPs) as the markers of the stress response. The telomere length was measured by quantitative fluorescence in situ hybridization on the nuclei of lymphocytes. The expression levels of HSP-70, $HSP-90{\alpha}$ and $HSP-90{\beta}$ genes were analyzed by quantitative real-time polymerase chain reaction in lymphocytes. The DNA damage rate of lymphocytes was quantified by the comet assay known as the single cell gel electrophoresis. In results, there were significant differences in the values of the stress markers such as telomere length, HSPs and DNA damage rate, and also were significant differences in viabilities and body weights among the $5{\times}5$ diallel crossed chicken breeds. The telomere shortening rate, expression values of HSPs and DNA damage rate were significant low in W and Y crossed chickens compare to the others, but GG pure breed showed the highest values in the 25 crossed chickens. Estimating correlation coefficient, the survival rate positively correlated to telomere length, but negatively correlated to the expression levels of HSP-70, $HSP-90{\alpha}$, $HSP-90{\beta}$ genes and to the value of % DNA in tail as DNA damage rate. The expression levels of HSP-70, $HSP-90{\alpha}$ and $HSP-90{\beta}$ genes of dead chickens had significantly higher than those of survival chickens. According to the results on the stress marker analysis, it would be considered that the crossed breeds had more stress resistant than the pure breeds, and the crossed chickens with a light strain such as W or Y were relatively resistant to stress, but the crossed chickens with a heavy strain such as G, H, F were susceptible to stress.

본 연구에서는 국산종계 개발을 위하여 5계통의 토종닭 순계를 이용하여 $5{\times}5$ 이면교배조합 시험을 수행하고, 공시된 25계통에 대한 스트레스 반응 정도를 비교 분석하였다. 스트레스 반응정도 표지로 텔로미어 함량 및 감축율, 열 스트레스 단백질 유전자(HSPs)로 HSP-70, $HSP-90{\alpha}$, $HSP-90{\beta}$의 발현율 및 DNA 손상율을 이용하여 분석하였다. 텔로미어 함량은 양적 형광접합보인법을 이용하고, HSPs 발현율은 quantitative real-time PCR 기법으로, DNA 손상율은 Comet assay법을 적용하였다. 분석 결과, 교배조합 25계통 간 텔로미어 함량과 감축율, HSPs 유전자 발현율 및 DNA 손상율 모두에서 유의한 차이를 보였고, 더불어 계통 간 체중 및 생존율에도 유의한 차이가 나타났다. 텔로미어 감축율, HSPs 유전자 발현율 및 DNA 손상율 모든 분석 값에서 W 및 Y 계통과의 교잡구가 다른 교잡구에 비해 유의하게 낮은 값을 보였고, 반면 G계통의 순계구가 가장 높은 값을 나타내었다. 생존율과 스트레스 표지 값들 간의 상관계수를 추정한 결과, 텔로미어 함량과는 저도의 정(+)의 상관, HSP-70, $HSP-90{\alpha}$, $HSP-90{\beta}$ 및 DNA 손상율과는 중도 및 저도의 부(-)의 상관을 나타내었다. 또한 폐사 개체와 생존 개체 간 HSP-70, $HSP-90{\alpha}$ 및 $HSP-90{\beta}$의 발현율을 비교 분석한 결과, 폐사 개체의 HSPs 발현율이 생존 개체에 비해 유의하게 높은 발현율을 보였다. 이상 스트레스 표지 값의 분석 결과를 종합할 때, 교잡계들이 순계에 비해 스트레스 저항성이 높은 것으로 판단되고, 더불어 W, Y와 같은 경량종 계통의 교잡계들이 외적 스트레스에 강한 반면, G, H, F와 같은 고체중 계통의 교잡계들은 스트레스에 민감한 것으로 사료된다.

Keywords

• domestic chicken;
• diallel cross;
• stress response;
• telomere;
• DNA damage;
• HSPs

• 토종닭;
• 이면교잡;
• 스트레스 반응;
• 텔로미어;
• DNA 손상도;
• 열스트레스 단백질;