Effects of SNP in MSTN gene on Racing Performance of Jeju Native Horses

Abstract

MSTN 유전자는 근섬유의 수와 성장을 조절하는 myostatin 단백질을 합성하며, 이 유전자 내에 존재하는 다형성은 성장, 번식능력, 육질 등 다양한 형질들에 영향을 미친다. 말에서 이 유전자 내의 단일염기다형성(g.66493737 C>T)이 우수 더러브렛 경주마에서 최고 성적 거리와 관련이 있다. 본 연구에서는 제주 재래마에서 MSTN의 유전적 다형성이 경주 능력과 관련이 있을 것이라는 가설을 세우고, 경마에 이용되는 제주마에서 MSTN의 유전적 다형성과 경주 능력 간의 상관 관계를 조사하였다.

제주 경마공원 내에서 유사한 조건의 영양 공급과 훈련양을 가지는 제주 재래마 133마리를 대상으로 하였다. 경정맥을 통해서 채혈하여 genomic DNA를 추출하였다. MSTN 특이 프라이머 디자인과 Nested-PCR을 통해 유전형을 분류하였고, 유전형 분포를 조사하였다. 경주 능력과 유전형과의 상관관계를 알아보기 위해 기존의 경주 성적을 토대로 통계학적 분석을 실시하였다.

총 133개의 시료 중, 5(4%)마리가 C/C형, 43(32%)마리가 C/T형, 85(64%)마리가 T/T형으로 조사되었다. MSTN 유전형과 경주능력 간의 상관관계에서 우수마와 일반마 간의 유의적인 차이는 존재하지 않았다. 그러나, 유전형과 적합한 경주 거리와의 상관관계에서 우수마 중 단거리(400 미터 이하) 성적 우수마 군에서는 C allele가, 장거리 (800 미터 이상) 성적 우수마 군에서는 T allele가 유의적으로 높게 나타났다.

이상의 결과로, 제주 재래마에서 MSTN 유전자 내 g.66493737 위치에 단일염기다형성이 존재함을 확인하였다. MSTN 단일염기다형성이 제주 재래마에서 다양한 후천적 경주능력 결정 인자들 이외에서 적합한 경주 거리를 결정하는데 중요한 지표로 활용될 수 있음을 알았다.

A sequence polymorphism (g.66493737 C>T) in MSTN gene, which is encoding myostatin, has been revealed that it is strongly associated with best race distance among elite Thoroughbred horses. It is assumed that MSTN variants in Jeju native horses are also related to racing phenotypes under the same condition. This study is designed to investigate polymorphisms present at g.66493737 locus and association between SNP and racing performances among Jeju native horses. Blood samples were collected from 133 Jeju native horses registered in KRA. The genomic DNA was extracted from EDTA-treated whole blood. PCR primers were designed to detect MSTN10 gene fragment (580bp) using the Primer3 primer design tool. The PCR products were cloned and sequenced to set up allele specific positive controls. Following design of the allele specific primer sets, nested PCR's were performed to identify the polymorphism present in MSTN10, which is a partial sequence of intron 1 region. According to the sequence variant, Jeju native horses were genotyped, and the genotype distributions were evaluated. Genotype-phenotype association analyses were also carried out: association between genotype and racing performance; association between genotype and Best Racing Distance (BRD). As a result, 5 (4.0%) out of 133 horses showed C/C genotype, 43 (32.0%) were C/T, and 85 (64.0%) were T/T, respectively. There was no significant difference between Elite Jeju native horses (JHE) and Ordinary Jeju native horses (JHO) in regard to minor allele frequency (MAF), C allele. However, C allele frequency in horses that showed BRR in short distance race (400m) was significantly higher than in horses performing well in longer distances (>800 m). In this study, it was possible to ascertain that a SNP (g.66493737 C>T) is present in MSTN gene among Jeju Native horses. In addition, it has been revealed that there is a great genetic influence in sprinting ability and suitable performance type of horses. Therefore, the established database is expected to provide a valuable reference in horse selection and future training regime for young horses.