한국 토종닭에 있어 부리 다듬기 및 교배조합이 생산능력과 스트레스 반응 정도에 미치는 영향

각 처리구별 생산능력을 비교 분석하기 위하여 생존율, 체중, 일계산란율(hen-day egg production), 산란지수(hen-housed egg production), 난중 및 난질을 측정하였다. 생존율은 발생 후부터 50주령까지 각 처리구별 폐사수를 매일 확인하여 입실 대비 종료 시 생존수로 계산하였다. 체중은 개체별 전수를 대상으로 생시체중과 4주령, 8주령, 12주령, 20주령, 30주령, 40주령 및 50주령의 체중을 측정하였다. 산란율은 초산부터 50주령까지의 매일 산란수를 기록하여 그날의 생존수로 나누어 일계산란율을 계산하였고, 또한 동일 기간의 생산된 총산란수를 입실수로 나누어 산란지수를 계산하였다. 난중은 처리구별 시산 때 난중과 32주령 때 산란한 달걀 무게를 측정하였다. 난질 분석은 42주령 때 생산된 모든 처리구의 달걀을 수거하여 난각 무게, 난각 두께, 난각색, 난황색, 난백 높이, 호우유닛(Haugh Unit, HU)을 측정하고 분석하였다. 난백 높이와 난황색은 QCM Eggware software(TSS Ltd, York, England)로 측정하였고, HU는 각 계란의 난중과 난백 높이를 이용하여 HU=100Log(H−1.7W^0.37+7.57)의 공식으로 계산하였다(Haugh, 1937). 난각 두께는 Micrometer(Series 293-IP65, Mitutoyo Corp., Kanagawa, Japan)를 이용하여 측정하였다.

깃털 상태에 대한 평가는 Tauson et al.(2005)과 Welfare Quality R(2009)의 방법을 참고하여 머리, 등, 가슴, 날개 및 꼬리 부위의 다섯 군데 깃털 상태를 점수화하여 1~4점으로 나타내었으며, 20, 30, 40 및 50주령 때 처리구별 개체의 깃털 손상 정도를 평가하였다. 깃털 손상 평가 기준도는 Fig. 1과 같다. Score 1은 개체의 깃털 손상이 전혀 없는 깨끗한 상태이고, score 2는 개체의 깃털이 약간 손상되거나 빠진 상태이다. Score 3은 깃털이 빠져 피부 표면이 5 cm² 미만으로 드러난 상태이고, score 4는 깃털이 거의 빠져 피부 표면이 5 cm² 이상 드러난 상태이다. 개체별 깃털 손상도의 점수는 5개 부위 점수의 평균값이다.

Fig. 1. Evaluation score criteria for feather damage in Korean native chickens. Score 1; No feather loss, Score 2; Slight feather loss, light wear, only single feathers missing, Score 3; Moderate feather loss, damaged feathers or 2 or more adjacent feathers missing up to bare skin visible <5 cm maximum dimension, Score 4; Severe feather loss, bare skin visible more than or equal to 5 cm maximum dimension.

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Heat Shock Protein-70(HSP-70) 유전자 발현율을 분석하기 위해 조합별로 부리 다듬기를 실시한 10수, 실시하지 않은 10수, 총 120수를 대상으로 12주령과 30주령 때 이들의 혈액으로부터 RNA를 추출하여 cDNA 합성 후 이를 시료로 이용하였다. HSP-70의 유전자 발현율 분석은 Cho et al. (2016)이 시행한 방법과 동일하게 Real-time PCR machine (Model LC480, Roche, Mannheim, Germany)을 이용하여 mRNA의 발현율을 조사하였다. Tm 값은 LightCycler^® 480 software v1.5(Roche Diag-nostics, GmbH, Mannheim, Germany)를 이용하여 분석하였고, 유전자의 상대적 정량값은 2^-ΔΔCt값으로 계산하였다(Livak and Schmittgen, 2001).

Heterophil과 lymphocyte의 비율(H/L ratio) 측정은 HSP-70 분석에 이용한 동일 개체를 대상으로 채혈한 혈액으로부터 백혈구를 분리하여 분석하였다. 분석 방법은 전 혈액을 원심분리하여 백혈구 시료를 얻고, 이를 슬라이드에 1방울을 도말하여 건조시킨 후 메탄올로 고정하였다. 고정된 표본은 25% Giemsa stain solution(Sigma Chem, St Louis, MO, USA)으로 5분간 염색 후 광학현미경(Model BX-50, obj. ×40, Olympus, Tokyo, Japan)으로 관찰하고, 표본 내 cm²당 heterophil과 lymphocyte의 수를 측정하였다.

DNA 손상률은 comet assay 방법을 이용하여 측정하였다(Singh et al., 1988). 표본은 HSP-70 분석에 이용한 개체 중 60수를 대상으로 12주령과 30주령 때 혈액 내 백혈구만을 분리하여 제작하였다. 분석은 Sohn et al.(2022)이 시행한 방법과 동일하게 시행하였다. 완성된 표본은 형광현미경(Model DP-70, Olympus, Tokyo, Japan)으로 관찰하고, 표본당 50개의 상을 무작위로 촬영 후 Comet Score software 1.5 (TriTek Corp. Sumerduck, VA, USA)를 이용하여 꼬리 내 DNA 함유율(% DNA in tail)을 분석하였다.

한국 토종닭의 부리 다듬기와 교배조합이 생존 능력에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 발생 이후 50주령까지의 생존율을 조사하고, 이의 결과를 Table 2에 제시하였다. 분석 결과, 전체 공시계의 50주령까지 생존율은 81.1±19.4%이고, 부리 다듬기 여부 및 교배조합에 따른 생존율의 유의한 차이가 있었으며, 이들 요인 간의 상호작용도 존재하는 것으로 나타났다(P<0.01). 부리 다듬기를 한 그룹의 생존율은 88.8 %인 반면, 하지 않은 그룹은 74.1%로 부리 다듬기 실시 여부에 따라 14% 이상의 생존율의 차이를 보였고, 교배조합 간에도 CKCF조합은 88.9%인 반면, YCCF조합은 69.4 %로 생존율의 차이가 큰 것으로 나타났다. 이러한 결과는 실용 산란계에서 부리 다듬기를 한 개체들이 하지 않은 개체들보다 높은 생존율을 보였다는 보고(Sun et al., 2013)와 백색 칠면조에서 부리 다듬기를 실시한 그룹의 생존율이 월등히 높았다는 결과(Cunningham et al., 1992)와 잘 일치하는 양상이다. 더불어 한국 토종닭의 계통 간 유전적 조성에 따라서 생존율의 차이를 보인다는 결과와도 부합되는 결과이다(Kim et al., 2019; Cho et al., 2020; Sohn et al., 2023). 또한 부리 다듬기 여부와 교배조합 간 상호작용이 존재함으로써 조합별 부리 다듬기가 생존율에 미치는 영향은 다소 다른 것으로 나타났다. 본 시험에서 개체들의 폐사 원인은 대부분 카니발리즘 발생에 의한 것이다. 카니발리즘은 스트레스적 사육 환경 방식이나 영양소의 결핍, 유전적 습성 등에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있으므로 생존율 향상을 위해서 카니발리즘 발생 억제가 반드시 필요한 사항이다(Cronin et al., 2018; Sohn et al., 2023). 따라서 카니발리즘의 발생 억제를 위해서 가장 효과적인 관리 방법은 부리 다듬기라 사료된다.

한국 토종닭의 생시, 4주령, 8주령, 12주령, 20주령, 30주령, 40주령 및 50주령의 체중을 측정하여 부리 다듬기 여부와 교배조합에 따른 요인을 분석하여 이의 결과를 Table 3 및 Fig. 2에 제시하였다. 분석 결과, 4~12주령 육성기 동안 부리 다듬기를 하지 않은 그룹이 부리 다듬기를 한 그룹보다 유의하게 높은 체중을 나타내었다(P<0.05). 그러나 20주령 이후부터는 부리 다듬기 실시 여부에 따른 체중의 차이는 없는 것으로 나타났고, 일부 조합에서는 오히려 부리 다듬기를 한 그룹이 부리 다듬기를 하지 않은 그룹보다 높은 체중을 보였다(Fig. 2). 한편, 교배조합의 유전적 조성에 따라서도 전체 시험 기간에서 유의한 차이를 나타내었고(P<0.05), 12주령 이후부터 YDYC조합이 가장 높은 체중을 보였다. 육성기 때 부리 다듬기를 실시하지 않은 그룹이 부리 다듬기를 실시한 그룹보다 높은 체중의 양상은 부리 다듬기가 사료섭취의 장애를 유발함으로써 증체량에 좋지 않은 영향을 끼쳤기 때문으로 사료된다(Henderson et al., 2009). 그러나 20주령 이후부터 부리 다듬기 실시 여부에 따른 체중의 차이가 나타나지 않은 것은 부리 다듬기를 실시한 개체들이 그간의 불편함이 해소되면서 보상성장이 이루어졌기 때문으로 생각된다. 교배조합에 따른 체중의 차이는 이들 종계들의 유전적 조성에 따른 것으로 이전 토종닭 교배조합 생산능력 검정 시험에서의 결과와 거의 동일하다(Sohn et al., 2023). 교배조합 간 부리 다듬기가 체중에 미치는 영향은 비슷한 양상으로 이들 요인 간 상호작용은 없는 것으로 나타났다.

Fig. 2. Body weights of Korean native crossbreeding-combination chickens at 20, 30, 40, and 50 weeks of age. D; debeaked chickens, ND, non-debeaked chickens. ^**P<0.01.

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부리 다듬기와 토종닭의 교배조합에 따른 일계산란율, 산란지수, 초산 시 난중 및 32주령 난중을 측정하고 이들 요인의 분석 결과를 Table 4에 제시하였다. 50주령까지 전체 평균 일계산란율은 77.0±5.9%였고, 산란지수는 149.1±25.1개였다. 부리 다듬기 여부가 일계산란율에 미치는 영향은 없는 것으로 나타났으나 산란지수는 부리 다듬기를 한 그룹이 하지 않은 그룹에 비해 유의하게 높게 나타났다(P<0.05). 반면 교배조합 간의 일계산란율 및 산란지수의 차이는 없는 것으로 나타났다. 초산 난중은 부리 다듬기를 한 그룹이 하지 않은 그룹보다 유의하게 높게 나타났고, 교배조합 간에도 난중의 차이를 보였다(P<0.01). 32주령 때의 난중은 부리 다듬기 여부에 따른 차이는 없었고 교배조합 간의 차이만 보이는데 YDYC조합의 난중이 유의하게 낮았다(P<0.01). 이는 부리 다듬기 및 교배조합이 산란율에 미치는 영향은 거의 차이가 없다는 것을 시사하는 것으로 단지 부리 다듬기 여부에 따른 폐사율의 차이로 인해 산란지수의 차이를 보이는 것으로 판단된다. 한편 난중에 있어서는 교배조합의 유전적 조성에 따라 유의한 차이를 보이고 있으나 초산 이후부터 부리 다듬기 여부에 따른 차이는 없는 것으로 보인다. 이러한 결과는 산란계에서 부리 다듬기를 실시한 그룹과 실시하지 않은 그룹 간 산란율의 차이가 없었다는 결과와 잘 일치하는 양상이다(Lee and Craig, 1990). 또한 본 교배조합의 유전적 조성에 따른 산란능력 및 난중의 차이는 이전 토종 실용산란계 생산을 위한 교배조합 검정 시험의 연구 결과와 거의 유사한 양상이다(Sohn et al., 2023).

부리 다듬기 및 교배조합이 난질에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 42주령 때 생산된 달걀의 난각색, 난백 높이, 호우유닛, 난황색, 난각 두께 및 난각 무게를 측정하고 이의 분석 결과를 Table 5에 제시하였다. 분석 결과, 조사한 모든 난질 지표에서 부리 다듬기를 한 그룹과 하지 않은 그룹 간의 차이는 없는 것으로 나타났으나, 교배조합 간에는 난백 높이와 호우유닛을 제외한 모든 지표에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(P<0.01). 부리 다듬기와 교배조합 간 난질에 미치는 상호작용의 효과는 없는 것으로 나타났다. 교배 조합별로는 재래종의 유전적 혼입이 많은 YDYC조합의 난각색이 가장 짙은 갈색 양상을 보이나, 외부 난각질인 난각 두께 및 난각 무게는 가장 불량하였다. 그러나 교배조합 간 내부 난질의 차이는 없는 것으로 보인다. 다양한 난질 지표 분석 결과, 닭의 부리 다듬기 여부에 따른 달걀 품질의 차이는 없지만, 교배조합에 따른 난질의 차이는 있는 것으로 판단된다.

한국 토종닭의 부리 다듬기 여부에 따른 교배조합별 개체들의 HSP-70 유전자 발현율을 12주령과 30주령에 분석하고, 이의 결과를 Table 7에 제시하였다. 분석 결과, 모든 측정 주령에서 부리 다듬기 여부에 따른 HSP-70 유전자 발현율의 차이는 없는 것으로 나타났다. 교배조합 간에는 30주령 때 이의 발현율의 차이가 있었으며, 조합들 중 YDCK조합이 가장 높게 나타났다(P<0.01). HSP-70은 열 스트레스에 반응하여 합성되는 단백질로써 고온뿐만 아니라, 제한 급수나 급여, 수송 및 격리, 고밀도 사육에서와 같은 외적 스트레스에 의해 이들 단백질의 발현율이 증가하는 것으로 나타나, 가금류에 있어 스트레스 반응 정도를 나타내는 간접적인 지표로 널리 이용되고 있다(Beloor et al., 2010; Soleimani et al., 2011; Zulkifli et al., 2014; Cho et al., 2020). 본 HSP-70 발현율 분석 결과, 부리 다듬기가 육성 말기 및 산란기 때 개체의 스트레스 반응 정도에 거의 영향을 끼치지 않으며, 다만 교배조합의 유전적 조성에 따라 일부 스트레스 반응 정도의 차이가 있는 것으로 생각된다.

한국 토종닭의 부리 다듬기 여부에 따른 교배조합별 개체의 스트레스 반응 정도를 분석하기 위하여 12주령과 30주령 때 동일한 개체의 혈액을 채취하여 heterophil과 lymphocyte의 비율(H/L ratio)을 분석하고, 이의 결과를 Table 8에 제시하였다. 분석 결과, 12주령과 30주령 모두에서 부리 다듬기 여부에 따른 H/L ratio의 차이는 없는 것으로 나타났고, 교배조합 간의 차이도 없었다. H/L ratio는 혈액 내 heterophil과 lymphocyte의 비율을 나타내는 것으로 개체의 스트레스가 증가할수록 혈액 내 heterophil의 수는 증가하고 lymphocyte의 수는 감소하기 때문에, 이를 스트레스 반응 지표 중 하나로 활용한다(Gross and Siegel 1983; McFarlane and Curtis 1989). 닭의 경우 고온이나 밀사, 케이지 사육과 같은스트레스적 환경하에서 사육된 개체들의 H/L ratio 값이 유의적으로 증가한다고 하였다(Campo et al, 2007; Cotter, 2015; Choi et al., 2020). 또한 동일한 사양 조건에서도 품종 간 H/L ratio 값의 차이가 있음을 보고하고 있는데, Cornish 종이 Rhode 종보다 월등히 높은 H/L ratio 값을 보인다고 하였다(Cho et al., 2020). 그러나 본 실험 결과, 부리 다듬기 여부 및 교배조합 간 H/L ratio 값의 차이는 없는 것으로 나타나 처리 간 스트레스 반응 정도의 차이는 없는 것으로 판단된다.

부리 다듬기 여부와 교배조합 간 DNA 손상률을 살펴보기 위하여 12주령과 30주령의 혈액 내 백혈구를 대상으로 comet assay를 실시하고, 이의 결과를 Table 9에 제시하였다. 분석 결과, 12주령과 30주령 모두에서 부리 다듬기 여부에 따라 DNA 손상률의 차이를 보이고, 교배조합 간에도 유의한 차이가 있었다(P<0.05). 더불어 12주령 때는 교배조합과 부리 다듬기 간의 상호작용이 존재함으로써 교배조합에 따라 부리 다듬기가 DNA 손상률에 미치는 영향이 다른 것으로 나타났다. DNA 손상률은 파손된 DNA를 전기영동한 후 이미지를 정량하는 방법으로 핵으로부터 유실되어 나온 꼬리 부분의 DNA 함유율(% DNA in tail)을 측정하여 핵 대비 DNA 파손율을 나타낸 것이다(Singh et al., 1988). 일반적으로 개체가 스트레스 환경에 노출되면 세포의 사멸 및 DNA 손상이 촉진된다고 알려져 있으며(Chen et al., 2007), 닭에 있어서도 다양한 스트레스 요인들이 DNA 손상률을 증가시킴으로써 이를 스트레스 반응 표지로 이용하고 있다(Sohn et al., 2012; Jeong et al., 2020). 본 시험에서 육성 말기 및 산란기 동안 부리 다듬기를 한 그룹이 하지 않은 그룹보다 DNA 손상률이 낮게 나타나 부리 다듬기를 한 개체들의 스트레스 정도가 부리 다듬기를 하지 않은 개체보다 낮다는 것을 시사한다. 또한 교배조합 간 DNA 손상률의 차이도 나타나는데 측정 주령에 따라 다소의 차이는 있으나, YCCF조합이 지속해서 높은 DNA 손상률을 보여 가장 스트레스 반응 정도가 높은 조합으로 판단된다. 이는 YCCF조합의 생존율이 가장 저조하였던 결과와 높은 연관성을 보인다. 이러한 결과들은 산란계에 있어 부리 다듬기에 따른 스트레스 지표 분석 결과, 부리 다듬기를 실시한 그룹의 지표가 훨씬 낮았다는 보고와 잘 일치되는 결과이고(Eskeland, 1981; Struwe et al., 1992), 동일 사양 조건에서 품종 간의 차이가 있다는 보고와도 부합되는 결과이다(Sohn et al., 2014; Cho et al., 2016). 이상 스트레스 반응지표 분석 결과, 토종닭의 부리 다듬기가 육성 말기 및 산란기에서 더 이상 스트레스 요인으로 작용하지 않거나 오히려 스트레스 반응 정도가 부리 다듬기를 한 개체가 하지 않은 개체보다 낮다는 것을 시사한다.