한국재래닭에 있어 조우성과 만우성 깃털의 발생 양상 및 형태적 특성 고찰

본 시험에 공시된 닭들은 한협㈜이 보유한 토종 종계들을 이용하여 이들 간 교잡으로 생산한 11개 조합의 실용토종닭들로서 총 856수를 대상으로 하였고, 깃털 조만성 분석 결과 이들 중 조우성이 744수이고, 만우성이 112수였다. 시험계는 발생 직후 경남과학기술대학교 종합농장으로 이송하여 12주간 사육하였는데, 모든 병아리들은 강제 환기 및 자동온도조절시스템이 완비된 무창 계사 형태의 육추사에서 3단 3열 배터리형 케이지(74 cm × 60 cm × 35 cm/cage)에서 사육하였고, 1주령 이후 시험 종료 시까지 케이지 당 사육수수는 12∼15수로 하였다. 사료 급이, 점등관리 및 백신 접종 등 일반 사양관리는 본 대학 육계 사육관리 지침에 따라 이루어졌고, 시험에 관련된 닭의 관리 및 취급은 본 대학 동물실험윤리위원회(IACUC 승인번호; 2018-3)의 규정을 준수하여 시행하였다.

병아리의 날개 깃 발생 양상의 확인은 왼쪽 날개깃에서 2번째 주익우(primaries)와 부익우(coverts)의 길이 및 형태를 측정하였다. 조우성과 만우성 개체의 날개 깃 조사는 부화 직후부터 5일령, 7일령, 10일령, 15일령에 관측 측정하였고, 이후 55일령까지는 5일 간격으로 확인하였다. 꼬리 깃은 부화 직후부터 15일령까지 발생 양상을 확인하고, 이의 길이 및 꼬리 깃의 개수를 조사하였다.

조우성과 만우성 개체 식별을 위한 분자생물학적 검증을 위하여 7주령에 혈액을 채취하고, 이들로부터 genomic DNA를 추출 후 polymerase chain reaction(PCR)을 실시하였다. 조우성과 만우성을 식별하기 위해 사용한 만우성 특이 primer는 ev21 연관 유전자인 JFIL-1의 일부 영역을 이용하여 5’GGGGTCAGCATGTTTAAAGG 3’(forward) 및 5’TTGAGTCCCTAACGATTGCG 3’(reverse)으로 제작하였다(Iraqi and Smith, 1994). 제작된 primer를 이용한 PCR은 TaKaRa Taq^TM kit(Takara, Kyoto, Japan)를 사용하였고, PCR 반응물은 10× buffer 2.5 μL, dNTP 2 μL, Taq polymerase 2 μL (0.5 unit/μL), primer 4 μL(5 pmol/μL), 추출한 genomic DNA 3 μL (100 ng/μL) 및 ddH₂O 11.5 μL를 넣어 총량이 25 μL가 되도록 혼합하였다. PCR 증폭 반응 조건은 95℃ 5분간 변성시키고, 95℃ 1분간 변성, 56℃ 1분 접합, 72℃ 2분간 신장하는 3단계 과정을 30회 반복 후 72℃에서 15분간 신장시켰다. 증폭된 PCR 산물은 200 ng/μL로 정량하여 전기영동 후 band의 유무에 따라 조우성과 만우성을 확인하였다 (Fig. 1).

Fig. 1. The results from polymerase chain reaction using the K-specific primer in chickens. M is the 100bp size marker. Lanes of 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, and 15 are late-feathering chicks. Lanes of 2, 4, 6, 8, 10, 12, and 14 are early-feathering chicks.

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조우성과 만우성 개체의 날개 깃 측정치 평균 간의 차이에 대한 비교 분석은 SAS 통계 패키지(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 t-test로 평균 간의 유의성을 검정하였다.

깃털의 형태적 양상으로 구분한 조우성과 만우성 개체의 확인을 위하여 Gallus gallus endogenous virus-21JFIL-1 DNA의 일부영역인 만우성 특이 유전자를 이용하여 PCR 분석을 수행하였다. 분석 결과, Table 1에 제시된 바와 같이 공시된 856수 중 조우성이 746수, 만우성이 110수로 판별되어 깃털의 형태적 특성으로 분류한 개체 수와 단 두 마리의 오차를 보여 99.8%의 일치도를 나타내었다. 따라서 본 연구에서 제시한 깃털 형태에 의한 조우성과 만우성의 판별 기준은 토종닭에서 거의 100% 신뢰할 수 있는 깃털 분류 지표라 사료된다.

닭의 날개깃은 Fig. 2에 제시된 바와 같이 크게 1차 날개깃(primaries; 주익우)과 날개덮깃(primary covert; 부익우) 및 2차 날개깃(secondaries)과 이의 날개덮깃(middle primary covert) 등으로 이루어져 있으며, 주익우의 개수는 평균 10개 정도였다. 날개깃을 이용한 조우성과 만우성의 분석은 주익우와 부익우를 대상으로 하였는데, 첫 번째 주익우는 깃의 발생이 불완전하거나 손상이 많아 두 번째 주익우와 부익우를 조사 분석하였다. Fig. 3은 한국토종닭 조우성과 만우성 병아리의 발생 직후 날개깃의 형태이다. 조우성의 깃털 형태는 주익우와 부익우 간에 뚜렷한 길이의 차이를 보이고, 부익우는 주익우의 1/2∼1/3 정도의 길이를 나타내었다. 이들의 깃털 형태에 있어 깃가지의 발생이 듬성하고 미숙한 경우 EF-1으로, 깃가지의 발생이 조밀하고 왕성한 경우를 EF-2로 임의 분류하였는데, 두 종류 간 깃가지의 발생 형태만 다를 뿐 주익우와 부익우의 길이나 양상은 동일하였다. 반면, 만우성은 주익우와 부익우 간의 길이와 형태에 따라 임의로 LF-Less, LF-Scant, LF-Equal 및 LF-Reverse의 4가지 유형으로 분류하였다. LF-Less 유형은 주익우와 부익우 간의 길이 차이가 뚜렷하게 나타나지만, 주부익우의 길이가 모두 조우성에 비해 짧다. LF-Scant 유형은 부익우의 길이가 1∼2 mm 정도로 깃의 길이가 매우 짧은 양상이다. LF-Equal 유형은 주익우와 부익우의 길이 차이가 거의 나지 않으며, LF-Reverse 유형은 특이적으로 부익우의 길이가 주익우에 비해 길게 나타나는 형태이다. 본 시험에서 만우성으로 분류된 112개체의 유형별 빈도는 LF-Equal 유형이 52%로 가장 많았으며, LF-Less는 35%, LF-Reverse는 11%로 조사되었고, LF-Scant 유형은 2%로 가장 낮게 나타났다. 조우성 깃털과 만우성 깃털의 유형별 특징에 대하여 Aviagen Brand(2018)는 브로일러의 경우 주익우와 부익우의 길이가 비슷하거나, 부익우가 주익우보다 긴 양상만을 만우성으로 판별하였고, Sohn et al.(2012)은 한국재래닭에서 조우성은 주익우가 부익우에 비해 성장이 빠르고 이들 간 길이의 차이가 뚜렷한 반면, 만우성은 주익우와 부익우의 발생 양상이 비슷하다고 제시하였으나 만우성 깃털의 형태가 다양하여 구분이 모호한 경우가 많다고 하였다. 또한 Somes(1969; 1970)와 McGibbon(1977)도 조만우성의 구분에서 실제 날개깃 형태 및 발달 속도가 매우 다양함을 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 Fig. 4와 같이 1일령 병아리의 주익우와 부익우의 길이 및 형태적 양상에 따라 조우성과 만우성 개체들의 유형별 형태를 설정하여 조우성과 만우성의 구분 기준을 제시하였다.

Fig. 2. Chicken wing feather; a) Photograph of chicken wing feathers and number of primaries. b) Diagram of chicken wing feather structure based on the left figure.

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Fig. 3. The patterns of wing feather in early-feathering and late-feathering day-old chicks. EF-1 and EF-2 are early-feathering types, and LF-Less, LF-Scant, LF-Equal and LF-Reverse are late-feathering types.

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Fig. 4. The diagram of wing feather types of early-feathering and late-feathering chicks at day-old. The diagram was based on the length of second primary and it’s covert. LF-Less showed that both of the primaries and coverts were shorter than the early-feathering chick’s. LF-Scant had almost no coverts. LF-Equal had the same length of primaries and coverts. LF-Reverse showed the coverts were longer than the primaries.

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조우성과 만우성 병아리의 날개깃의 발달 양상을 조사하기 위하여 부화 직후부터 55일령까지 날개깃의 길이와 형태를 비교 분석하였다. 1일령부터 45일령까지 관찰한 조우성 및 만우성의 날개깃 발달 형태는 Fig. 5와 같고, 일령에 따른 주익우와 부익우 길이의 변화 양상을 Fig. 6에 나타내었다. 본 결과에서 EF-1이나 EF-2의 깃의 발달 양상은 동일하였고, 공히 일령이 증가함에 따라 주익우의 발달이 부익우에 비해 현저히 빠름을 확인하였다. 주익우와 부익우의 길이를 측정한 결과, 1일령의 평균 날개깃의 길이는 주익우가 13 mm, 부익우가 9 mm로 나타났으며, 이 후 이들 간 길이의 차이가 점점 증가하면서 7일령에는 주익우의 길이가 부익우 길이의 1.7배, 15일령에는 2배, 55일령에는 2.6배 정도로 나타났다. 반면, 만우성 개체들의 날개깃의 발달 형태는 유형별로 다소 차이는 있으나, 대부분 15일령까지 주익우와 부익우의 성장 속도가 비슷하며, 이들 간의 길이의 차이는 그리 크지 않은 것 나타났다. LF-Less 유형은 주익우와 부익우의 길이 차이가 나고 성장 양상이 조우성과 비슷하지만, 깃의 길이가 짧고 발달 속도가 전체적으로 늦은 것으로 나타났다. LF-Scant는 발생 때 부익우의 길이가 현저하게 짧은 양상으로 10일령까지 부익우의 발달이 매우 느리고 15일령 이후 주부익우의 성장 양상이 다른 유형과 비슷하게 나타난다. LF-Equal은 발생 때 주익우와 부익우의 길이가 비슷한 형태로 주부익우 간 발달 양상이 7일령까지 거의 동일한 양상이다가 10일령 이후 주익우와 부익우 간 길이의 차이가 나타난다. LF-Reverse는 발생 때 주익우에 비해 부익우의 길이가 긴 양상인데, 7일령까지는 부익우가 주익우 길이보다 길게 나타나고, 10일령 때 거의 동일한 양상을 보이다가 이후 다른 유형과 발달 양상이 동일하였다.

Fig. 5. The developmental patterns of wing feathers in early-feathering chicks (EF-1, EF-2) and late-feathering chicks (LF-Equal, LF-Reverse, LF-Less, LF-Scant).

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Fig. 6. The length of primaries and coverts in early-feathering chicks (EF) and late-feathering chicks (LF-Less, LF-Scant, LF-Equal and LF-Reverse) from one-day-old to 55-day-old.

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Fig. 7은 조우성과 만우성 병아리의 주익우 길이를 비교 측정한 결과로서 발생 시점부터 55일령까지 모든 일령에서 조우성과 만우성 간에 유의한 차이를 보였다. 어린병아리 때 조우성 개체들은 만우성 개체에 비하여 월등히 긴 주익우를 가지나 15일령 이후부터 이들 간 길이의 차이는 점차적으로 감소하여 40일령쯤에는 깃털의 길이로서 조우성과 만우성을 식별하기는 거의 불가능하였다. 주익우의 길이를 기준으로 조우성이 만우성에 비하여 1일령에는 1.5배, 5일령은 1.7배, 7일령과 10일령은 1.6배, 15일령에서는 1.5배로 나타나고, 15일령 이후부터 이의 길이 차이가 점차적으로 줄어들다가 50일령 쯤에는 거의 동일하였다. 한편, 조우성과 만우성 개체들의 부익우의 길이를 비교 분석한 바, 1일령부터 7일령까지는 조우성이 만우성에 비하여 다소 긴 부익우의 깃 발달을 보였으나, 10일령 이후부터는 이들 간의 차이가 없는 것으로 나타났다. 부익우의 발달 양상은 성장이 진행될수록 조우성과 만우성의 길이가 비슷하였는데, 발생 후 5일령 정도까지만 이들의 길이 차이를 인지할 수 있는 것으로 보여 단순 부익우의 길이만으로 조우성과 만우성 개체의 식별은 어려울 것으로 판단된다.

Fig. 7. Comparison of primary length between early-feathering and late-feathering chicks from one-day-old to 55-day-old. ^* P<0.05, ^** P<0.01.

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이상 국내 토종닭의 병아리를 이용하여 조우성과 만우성의 유형별 양상을 살펴본 바 조우성과 만우성의 날개깃의 발생 양상 및 형태적 차이가 명확히 나타났다. 국내 토종닭의 만우성 깃털은 4가지 유형으로 분류할 수 있었고, 부화 직후인 1일령에서 날개깃의 형태적 차이가 조우성과 만우성 간 뚜렷이 구별되나, 15일령 이후에는 조우성과 만우성 간 거의 유사한 양상으로 발달됨을 알 수 있었다. 발생 직후 1일령 만우성 개체들의 주익우의 평균 길이는 8 mm 정도로서 조우성과 만우성 구분 기준을 주익우 길이를 9 mm로 하여 9 mm 이상을 조우성, 9 mm 미만을 만우성으로 설정했을 때, 조우성의 식별 정확도는 96.2%, 만우성은 85.4%를 보였다. 조우성에 비하여 만우성의 정확도가 낮은 것은 LF-Equal 유형에서 주익우와 부익우 모두 9 mm 이상인 경우가 다수 발생하였기 때문이다. 따라서 발생 직후 주익우의 길이만으로도 어느 정도 조우성과 만우성의 식별이 가능한 것으로 판단된다.

병아리의 꼬리깃의 발달양상을 조사하기 위하여 발생 직후 1일령부터 17일령까지 꼬리깃의 발생 유무, 길이 및 개수를 조사하였다. Fig. 8은 조우성 및 만우성 개체들의 꼬리깃의 발달 양상이다. 조우성의 경우 3일령까지 꼬리깃의 발생이 거의 없다가 5일령에는 분명한 꼬리깃의 발달을 나타내었다. 반면, 만우성의 경우 5일령까지 꼬리깃의 발달이 거의 나타나지 않았으며, 대부분의 개체들에서 17일령까지도 꼬리깃의 발달이 명확하지 않았다. Fig. 9는 조우성과 만우성의 꼬리깃의 발생 양상을 좀 더 자세히 비교하기 위하여 5일령부터 17일령까지 병아리 항문을 중심으로 꼬리깃의 형태를 조사한 것이다. 7일령 때 조우성과 만우성의 꼬리깃의 형태를 비교하였을 때 조우성은 꼬리깃의 깃대가 길고, 깃가지가 매우 발달된 양상이었으나, 만우성 개체는 깃대와 깃가지가 짧아 꼬리깃과 솜깃의 구분조차 어려웠다. 이러한 깃 발달 양상은 일령이 증가할수록 명확한 차이를 보이는데, 17일령까지 만우성은 조우성 개체에 비하여 현저하게 발달 속도가 느린 것을 알 수 있었으며, 28일령 이후 1차 환우가 될 때까지 조우성과 만우성 개체 간 꼬리깃의 발달 양상의 차이를 보였다. 이러한 양상은 Siegel et al.(1957)은 조우성과 만우성의 꼬리깃 발생 형태가 12일령쯤 명확한 차이를 보인다고 하였으나, Sohn et al.(2012)은 5일령이면 충분히 구분 가능한 차이를 나타낸다고 하였다. 본 연구 결과에서도 국내 토종닭의 경우, 꼬리깃의 외형적 양상으로 5일령에 조우성과 만우성의 구분이 가능한 것으로 판단된다. 꼬리깃의 수는 조우성과 만우성 공히 8~12개 정도인 것으로 관찰되었으며, 조우성과 만우성 개체 간 개수의 차이는 없는 것으로 나타났다.

Fig. 8. The development of tail feather of early-feathering chicks (EF) and late-feathering chicks (LF) from one-day-old to 15-day-old.

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Fig. 9. The comparison of developmental pattern of tail feathers between the early-feathering chicks and the late-feathering chicks.

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