KR102160575B1 - 레스베라트롤 주입에 따른 한우 암소 수태율 향상 방법 - Google Patents
레스베라트롤 주입에 따른 한우 암소 수태율 향상 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 한우의 수태율을 향상 방법에 관한 것으로, 인공수정을 실시하기 전 경산우에 레스베라트롤을 투여하여, 경산우의 progesteron과 SIRT1 발현량을 증가시킴으로써, 용이하게 수태율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 한우의 수태율 향상 방법에 관한 것으로, 구체적으로 레스베라트롤 주입에 따른 한우 암소 수태율 향상 방법에 관한 것이다.
한우의 가격은 주로 육질등급에 의하여 결정되며 육질에 관한 특성은 60% 이상 유전에 의하는 것으로 알려져 있다. 한편, 우량 한우의 유전자를 확보하고 우량 한우를 생산하는 것은 축산농가의 경제성 확보를 하기 위한 최선의 지름길이다. 현재 국내의 경우 약 90%이상의 한우가 인공수정을 통해 생산되고 있으며, 인공수정 시 수태율을 약 40~50% 내외이다. 번식우 전문 한우농장의 경우 농장 경영측면에서 수태율이 가장 중요한 부분을 차지하며 수태율 향상을 통해 공태두수를 줄이고 농장 회전율 상승 및 송아지 생산을 극대화 할 수 있다.
예를 들어 수태율 차이가 20%라고 가정한다면 수정 이후 임신감정일 까지 최소 40일에 대한 사양관리비(5,000원/두/일) 20만원/두 절감하는 효과가 있고, 번식우 100두 농장의 경우 수태율이 40%에서 60%로 증가한다면 20두에 대한 약 400만원의 사양관리비를 절감할 수 있다.
암소의 수태율에 영향을 미치는 요인은 매우 다양하며, 크게 3 가지(암소의 상태 및 농장 환경, 정액 및 수정란의 질적인 요인, 시술자의 숙련도)로 분류할 수 있다. 그러나 정액 및 수정란의 질적인 요인, 시술자의 숙련도 등은 농장주가 개선할 수 있는 부분이 한정적이기 때문에 암소의 상태(자궁내 환경개선) 부분에 초점을 맞춘 수태율 향상 기술이 필요하다. 따라서 궁극적으로 일반 농가의 수익향상 및 우수한 육질을 가진 한우의 번식 등을 도모하고자 쉽고 간편하게 저비용으로 수태율을 향상시킬 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
이러한 상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 인공수정 시 한우의 수태율을 향상시키기 위한 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 하나의 실시예에서,
평균 농도가 0.3 내지 1.5 μM 인 레스베라트롤(resveratrol) 을 경산우에 투여하는 단계; 및
레스베라트롤을 투여한 경산우에 인공수정을 수행하는 단계; 를 포함하는 한우의 수태율 향상 방법을 제공한다.
본 발명은 한우의 수태율을 향상 방법에 관한 것으로, 일괄 인공수정을 실시하기 위해 배란동기화(Ovum synchronization)를 처리하는 과정 중에 경산우에 레스베라트롤(Resveratrol)을 투여하여, 경산우의 progesteron과 SIRT1 발현량을 증가시킴으로써, 용이하게 수태율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 한우의 수태율 향상 방법을 간략하게 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에서 배란동기화 기법을 활용한 구체적인 한우의 수태율 향상 방법의 순서를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3은 Resveratrol 주입에 따른 번식호르몬의 변화를 보여주는 그래프이다((a) 배란동기화 처리에 따른 progesteron 수치변화, (b) 배란동기화 처리에 따른 estradiol-17β 수치변화, (c) resveratrol 주입에 따른 progesteron 변화: 주입 후 2일째(9day), 7일째(14 day).
도 4는 난성숙(Oocyte maturation) 단계와 배발달(embryonic development) 단계에서 resveratol 주입에 따른 SIRT1 양의 변화를 나타내는 그래프이다((a) 비교예, 실시예1~3 에서 resveratol 주입 시기에 따른 SIRT1 의 변화를 나타내는 그래프, (b) resveratol 주입 시기에 따른 배수변화도(fold change)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예, 실시예 1~3 에서, resveratrol 주입에 따른 한우 암소 수태율을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명에서 배란동기화 기법을 활용한 구체적인 한우의 수태율 향상 방법의 순서를 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3은 Resveratrol 주입에 따른 번식호르몬의 변화를 보여주는 그래프이다((a) 배란동기화 처리에 따른 progesteron 수치변화, (b) 배란동기화 처리에 따른 estradiol-17β 수치변화, (c) resveratrol 주입에 따른 progesteron 변화: 주입 후 2일째(9day), 7일째(14 day).
도 4는 난성숙(Oocyte maturation) 단계와 배발달(embryonic development) 단계에서 resveratol 주입에 따른 SIRT1 양의 변화를 나타내는 그래프이다((a) 비교예, 실시예1~3 에서 resveratol 주입 시기에 따른 SIRT1 의 변화를 나타내는 그래프, (b) resveratol 주입 시기에 따른 배수변화도(fold change)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예, 실시예 1~3 에서, resveratrol 주입에 따른 한우 암소 수태율을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 한우의 수태율 향상 방법에 관한 것으로, 구체적으로 인공수정 시 한우의 수태율을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서, "수태율(conception rate)" 은 교배 또는 수정의 연 횟수에 대한 수태 두수를 의미한다. 본 발명에서는 인공수정 이후 초음파기기를 이용한 임신감정으로 임신(착상)이 확인된 개체의 비율을 의미한다. 본 발명에서는 시험 축군별 수태두수를 의미할 수 있다.
아울러, 레스베라트롤(Resveratrol) 은 폴리페놀 계열에 속하는 항산화물질로, cardioprotective, anticancer, anti-inflammatory, antioxidant, antiapoptotic 한 기능이 있다고 잘 알려져 있는 물질이다. 상기 레스베라트롤은 주로 적포도, 땅콩, 블루베리 등의 식물에서 발견되며, 천연물에서 추출될 수 있다. 본 발명에서는 상기 레스베라트롤을 소에게 주입하여 난성숙(Oocyte maturation) 및 배발달(Embryonic development) 에 긍정적 영향을 주어 수태율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 일 실시예에서,
평균 농도가 0.3 내지 1.5 μM 인 레스베라트롤(resveratrol) 을 경산우에 투여하는 단계; 및
레스베라트롤을 투여한 경산우에 인공수정을 수행하는 단계; 를 포함하는 한우의 수태율 향상 방법을 제공한다(도 1 참조).
구체적으로, 본 발명은 항산화물질로 잘 알려져있는 레스베라트롤을 번식가축인 한우 암소의 배란동기화(Ovum synchronization) 과정 중에 상기 한우 암소의 자궁내에 주입함으로써, 상기 한우 암소의 난성숙(Oocyte maturation)과 배발달(Embryonic development)에 긍정적 영향을 주어 수태율을 향상시킬 수 있는 한우의 수태율 향상 방법에 관한 것이다.
여기서, 수태율(conception rate)은 인공수정 이후 초음파기기를 이용한 임신감정으로 임신(착상)이 확인된 개체의 비율을 의미한다. 본 발명에서는 시험 축군별 수태두수를 의미할 수 있다.
한편, 상기 레스베라트롤의 평균 농도는 0.3 내지 1.5 μM 일 수 있으며, 구체적으로, 0.3 내지 1.5 μM, 0.4 내지 1.3 μM, 또는 0.5 내지 1.0 μM 일 수 있다. 예를 들면, 레스베라트롤의 평균 농도는 0.5 μM 또는 1.0 μM 일 수 있으며, 바람직하게는 0.5 μM 농도일 수 있다. 즉, 상기 범위 일 때, 한우 암소의 수태율을 향상시킬 수 있으며, 저농도의 레스베라트롤을 일회성으로 주입하더라도 한우 암소의 수태율을 용이하게 향상시킬 수 있다. 만일, 레스베라트롤의 평균 농도가 0.3 μM 미만인 경우 난성숙 및/또는 배발달에 영향을 주기에는 레스베라트롤의 함량이 너무 적어 수태율을 향상시킬 수 없으며, 레스베라트롤의 평균 농도가 1.5 μM 를 초과하는 경우, 배아발달을 저해할 수 있어, 반대로 수태율이 저하될 수 있다. 따라서, 상술한 레스베라트롤의 농도 범위에서의 수태율이 우수할 수 있으며, 예를 들면, 0.5 μM 일 때, 수태율의 효과가 우수할 수 있다.
상기 농도 범위의 레스베라트롤은 10 내지 30 ml 를 경산우에 투여할 수 있으며, 예를 들면, 20 ml 를 투여할 수 있다. 한편, 상기 레스베라트롤은 일반적으로 물에 잘 용해되지 않아서, PEG(polyethylene Glycol) 을 통해 용해되어 사용될 수 있다.
그리고, 레스베라트롤을 투여한 경산우에 인공수정을 수행할 수 있다. 본 발명에서는 경산우로 한정하였으나, 미경산우 또한 가능하다. 구체적으로, 레스베라트롤을 투여한 경산우 또는 미경산우에 인공수정을 수행하게 되면, 상기 레스베라트롤을 투여하지 않은 경산우 또는 미경산우 대비 수태율이 우수할 수 있다. 다만, 미경산우의 경우 자궁경관을 통해 주입 시 경관이 경산우에 비해서 협소하여 주입하기 어려울 수 있고, 무리하게 주입할 경우 자궁경관 내부에 상처를 입히게 되어 오히려 경산우 보다 수태율이 저조 할 수 있다. 따라서 1두 이상의 송아지를 생산한 경험이 있는 경산우의 경우 자궁경관이 미경산우 보다 크고 주입 시 자궁경관 내부에 상처를 최소화 할 수 있기 때문에 미경산우 보다는 경산우의 수태율이 보다 더 향상될 수 있다.
본 발명에서, 레스베라트롤(resveratrol)을 경산우에 투여하는 단계는 일괄로 인공수정을 실시하기 위해 배란동기화(Ovum synchronization) 기법을 활용하였고, 처리방법은 다음과 같다.
도 2는 본 발명에서 배란동기화 기법을 활용한 구체적인 한우의 수태율 향상 방법의 순서를 상세하게 나타낸 도면이다. 이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 한우 암소의 수태율 향상방법을 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 시작시점 0 일째 GnRh(gonadotropin-releasing hormone) 제제를 2.5ml/두 목 또는 엉덩이 부위에 근육 주사한다. 그 이유는 실험축의 서로 상이한 발정주기를 일원화 하고 생성중인 난포의 퇴화를 유도하여 기저 상태로 만들고 동시에 새로운 난포를 생성하도록 유도한다.
7일째 PGF2α 제제를 5ml/두 목 또는 엉덩이 부위에 다시 근육 주사하며 이를 통해 새롭게 만들어진 난포가 성장하여 발정을 동기화 할 수 있고, 이 시점에 resveratrol을 자궁심부에 인공수정용 주입기를 활용하여 주입한다.
9일째 다시 GnRh 제제를 2.5ml/두 목 또는 엉덩이 부위에 근육 주사하여 생성된 난포를 배란시킨다. 그리고 이시기에 발정(승가, 승가허용, 울부짖음, 점액 및 외음부 충혈, 활동성 증가 등)을 육안으로 확인할 수 있다.
10일째 9일째 GnRh 제제 주사 후 17~19시간 이내에 일괄 인공수정을 실시하며 50일째 초음파기기를 활용하여 직장검사 및 임신감정을 실시한다.
인공수정은 통상적으로 냉동정액을 37.5도에서 해동시킨 다음 인공수정 주입기에 장착하고, 직장을 통해 자궁경관을 고정하고 외음부로 주입기를 삽입하여 자궁경관 통과 후 자궁 심부내에 주입하는 방법에에 의해서 수행될 수 있다
한편, 레스베라트롤은 자궁경관 통과 후 자궁 심부에 1회 투여될 수 있다. 이때, 시험군(한우 암소)의 채혈을 채취하고, 호르몬 수치 등 변화를 측정할 수 있다. 예를 들면, Progesterone, Estradiol-17β, LH, FSH, SIRT1 등의 호르몬 변화를 분석할 수 있으며, Progesterone, Estradiol-17β 및/또는 SIRT1 의 호르몬 수치를 측정할 수 있다.
아울러, 인공수정 후 4일째에 시험군(한우 암소)의 채혈을 채취하고, 호르몬 수치 등 변화를 측정할 수 있다. 구체적인 호르몬은 상술한 바와 같다.
구체적으로, 경산우에 레스베라트롤을 투여하였을 때(시험 시작 후 7일째), GnRh 호르몬을 재투여 하였을 때(시험 시작 후 9일째), 그리고, 인공수정 후 4일째(시험 시작 후 14일째)에 시험군(한우 암소)의 채혈을 채취하고, 호르몬 수치를 분석할 수 있다. 구체적으로, 각각의 처리일 별로 시험군의 채혈을 채취하여 호르몬의 변화량을 측정하고, 레스베라트롤의 투여에 따른 호르몬 변화율을 분석할 수 있다. 예를 들면, 처리 일시별로로, 각각 7일째, 9일째, 그리고 14일째 시험군의 채혈을 채취하고, 호르몬 수치를 측정하여, 호르몬 변화 등을 분석할 수 있다.
그리고, 상기 호르몬 영향에 따른 수태율 등을 분석할 수 있다. 상기 수태율은 처리일시 50일 이후에 분석할 수 있으며, 직장초음파 검사를 통해 임신여부를 분석할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 한우의 수태율 향상 방법에 따라 인공수정을 수행한 경산우는 평균 수태율이 60% 이상일 수 있다. 구체적으로, 한우의 수태율 향상 방법에 따른 한우는 progesteron 수치 및/또는 SIRT1 의 수치가 점진적으로 증가할 수 있으며, 상기 수치가 증가된 한우는 수태율 또한 증가하는 양상을 보일 수 있다.
레스베라트롤에 의해서 경산우의 progesteron과 SIRT1 난성숙(Oocyte maturation)과 배발달(embryonic development)에 긍정적인 영향을 끼칠 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
인공수정 시 생리활성물질 주입에 암소 수태율 효과를 검정하기 위하여, in vitro 수준에서 검정된 저농도의 레스베라트롤(resveratrol)을 주입하였다. 한편, 레스베라트롤은 일반적으로 물에 잘 용해되지 않아서, 각각의 농도별로 PEG(polyethylene Glycol) 을 통해 용해하였다.
구체적인 실시예 조건은 하기와 같이 정리하였으며, 구체적인 실시예 1~3은 표 1에 나타내었다.
1) 공시축군: 암소 60두 (생후 약 14개월령)
2) 축군설정: 생식기 검사, 생후월령, 산차, 체척, BCS 등 확인
3) Reveratrol 주입방법: 자궁경관 통과 후 자궁심부에 주입(20ml/두, 1회)
4) 시술자: 배란동기화, Resveratrol 주입, 인공수정, 감정 등 모든 과정을 1명이 수행
5) 인공수정 방법: 냉동정액을 37.5도에서 해동시킨 다음 인공수정 주입기에 장착하고, 직장을 통해 자궁경관을 고정하고 외음부로 주입기를 삽입하여 자궁경관 통과 후 자궁 심부내에 주입
<비교예>
레스베라트롤을 암소에게 주입한 것을 제외하곤, 실시예와 동일한 방법으로 인공수정을 수행하였다.
| 처리일시 | 비교예 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 채혈여부 |
| 두수 | 15두 | 15두 | 15두 | 15두 | |
| 0 day | GnRh 2.5ml 근육주사 | ||||
| 7 day | PGF2α 5ml 근육주사 | ||||
| PEG 희석액 20ml 주입 | Res. 0.5μM 20ml 주입 |
Res. 1.0μM 20ml 주입 |
Res. 2.0μM 20ml 주입 |
채혈1 | |
| 9 day | GnRh 2.5ml 근육주사(오후 4시) 및 발정관찰 | 채혈2 | |||
| 10 day | 일괄 인공수정 | ||||
| 14 day | 수정 후 4일 경과 | 채혈3 | |||
| 18 day | 수정 후 8일 경과 | ||||
| 50 day | 임신감정(수정 후 40일 경과, 직장초음파검사) | ||||
<실험예>
실험예 1. 생리활성물질 주입에 따른 주요 번식호르몬의 수치분석
생리활성물질(Resveratrol) 주입에 따른 주요 번식호르몬의 수치분석을 실시하였다. 분석 방법은 Radioimmunoassay 방법을 이용하였으며, 분석 시료는 혈액 10ml/두 였다. 참고로, 혈액을 채취하고 원심분리 후 Serum 을 분리하여 초저온보관(-80 ℃) 하였다. 아울러, 분석 호르몬은 Progesterone, Estradiol-17β, LH, FSH 등 이었다. 그리고, 번식호르몬의 수치분석 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3 은 Resveratrol 주입에 따른 번식호르몬의 변화를 보여주는 그래프이다((a) 배란동기화 처리에 따른 progesteron 수치변화, (b) 배란동기화 처리에 따른 estradiol-17β 수치변화, (c) Resveratrol 주입에 따른 progesterone 변화: Resveratrol 주입후 2일째(9day), Resveratrol 주입후 7일째(14 day).
도 3(a)와 (b) 를 참조하면, 배란동기화 처리에 따른 호르몬 수치가 정상적으로 변화하는지 확인할 수 있다.
아울러, 도 3(c) 를 참조하면, 실시예 1, 2에서 주입 후 2일 째(9 day)와 7일 째(14 day) progesterone 의 수치가 비교예에 비해서 높았다.
따라서, 실시예 1(0.5 μM Resveratrol)과 실시예 2(1.0 μM Resveratrol) 일 때, 난성숙(Oocyte maturation)과 배발달(embryonic development)에 긍정적인 영향을 끼치는 것으로 판단된다.
실험예 2. 난성숙(Oocyte maturation)과 배발달(embryonic development) 단계에서 생리활성물질 주입에 따른 SIRT1 양의 변화
SIRT1 의 발현이 높을수록 세포사멸 등과 같은 수태율 저해요인을 억제하는 효과가 있다고 이미 알려져 있다. 이를 검증하기 위해서, 난성숙(Oocyte maturation)과 배발달(embryonic development) 단계에서 생리활성물질인 resveratrol 주입하고, 이에 따른 SIRT1 양의 변화를 측정하였다. 구체적으로, 혈액에서 혈장을 분리한 후, ELISA kit 를 통해 분석하였다.
그리고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4 는 난성숙(Oocyte maturation) 단계와 배발달(embryonic development) 단계에서 resveratol 주입에 따른 SIRT1 양의 변화를 나타내는 그래프이다((a) 비교예, 실시예1~3 에서 resveratol 주입 시기에 따른 SIRTI 의 변화를 나타내는 그래프, (b) resveratol 주입 시기에 따른 배수변화도(fold change)를 나타낸 그래프이다.
참고로, 도 4 에서, 7-9 day 는 난성숙(Oocyte maturation) 단계에서 SIRT1 양의 변화를 나타내며, 9-14 day는 배발달(embryonic development) 단계에서 SIRT1 양의 변화를 나타낸다.
도 4(a)를 참조하면, resveratrol 주입에 따라 비교예를 제외한 모든 구간에서 SIRT1의 양이 상승하는 것을 확인하였다.
도 4(b)를 참조하면, 난성숙(Oocyte maturation) 단계에서는 실시예 2(1.0 μM resveratrol 주입) 그룹, 배발달(embryonic development) 단계에서는 실시예 1 그룹에서 SIRT1 의 단백질 함량의 차이를 확인할 수 있었다.
따라서, 난성숙 시기와 배발달 시기에 resveratrol 주입함으로써, SIRT1 의 발현여부의 확인함으로써 수태율과 연관지을 수 있을 것으로 판단된다.
실험예 3. 생리활성물질 주입에 따른 한우 암소 수태율 분석
생리활성물질인 Resveratrol 주입에 따른 수태율을 분석하였으며, 임심감정은 인공수정 이후 40일째 직장 초음파 검사를 통해 실시하였다. 그리고, 그 결과를 표 2와 도 5에 나타내었다.
표 2와 도 5는 비교예, 실시예 1~3 에서, resveratrol 주입에 따른 한우 암소 수태율을 나타내는 표와 그래프이다.
| Resveratrol 농도 | Heifer(미경산우) | Cow(경산우) | |
| 비교예 | - | 2/5 (40%) | 4/10 (40%) |
| 실시예 1 | 0.5μM | 3/5 (60%) | 6/10 (60%) |
| 실시예 2 | 1.0μM | 1/5 (20%) | 6/10 (60%) |
| 실시예 3 | 2.0μM | 1/5 (20%) | 4/10 (40%) |
| 합계 | 7/20 (35%) | 18/40 (45%) |
수태율 분석 결과 실시예 1의 미경산우 및 경산우에서 모두 높은 수태율(60%) 를 확인하였다. 아울러, 경산우의 경우, 실시예 2에서도 수태율 60% 인 것을 확인하였다.
이러한 결과는 resveratrol 주입에 따른 progesterone 농도와 SIRT1 발현양이 증가하였기 때문인 것으로 판단된다.
Claims (4)
- 경산우에 GnRh 을 투여하는 단계;
GnRh 을 투여하고 7일 이후, PGF2α 를 투여하고, PGF2α 를 투여한 경산우의 자궁내에 평균 농도가 0.3 내지 1.5 μM 인 레스베라트롤(resveratrol)을 투여하는 단계; 및
PGF2α 및 레스베라트롤을 투여한 경산우에 GnRh 을 투여하고, 17 내지 19 시간 이후에 정액 또는 정자를 자궁내에 주입하여 인공수정을 수행하는 단계; 를 포함하는 한우의 수태율 향상 방법.
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- 삭제
- 제1항에 있어서,
인공수정을 수행한 경산우는 평균 수태율이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 한우의 수태율 향상 방법.
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