한국어
English
Français
Deutsch
Español
Italiano
Português
日本語
Русский
홈페이지자동화된 자세 추정을 사용하여 돼지의 신체 치수 및 활동 수준의 유전학 추정
Scientific Reports 12권, 기사 번호: 15384(2022) 이 기사 인용
2325 액세스
2 인용
11 알트메트릭
측정항목 세부정보
돼지 사육은 기술의 진보와 사회생태적 요인으로 인해 급속도로 변화하고 있습니다. 돼지의 견고함과 행동이 번식 목표에서 중요성이 커지고 있기 때문에 컴퓨터 비전 시스템과 같은 새로운 정밀 축산 기술은 새로운 특성에 대한 대규모 자동 표현형 분석에 매우 중요합니다. 그러나 개인 식별, 데이터 처리 및 적절한(오픈 소스) 소프트웨어의 가용성이 현재 주요 장애물이 되고 있습니다. 이 연구의 전반적인 목표는 자동화된 비디오 분석 시스템인 DeepLabCut을 사용하여 신체 치수 및 활동 수준을 자동으로 측정하여 돼지 체중 측정을 확장하는 것이었습니다. 더욱이, 이러한 데이터는 육종 프로그램을 위한 유전적 매개변수를 추정하기 위해 가계 정보와 결합되었습니다. 우리는 같은 돼지에 대한 기록 사이에 2주 간격을 두고 1556두의 비육 돼지(Piétrain 아비 x 잡종 어미)의 비육 기간 동안 7428개의 기록을 분석했습니다. 평균 3.3cm의 추적오차로 해당 신체 부위를 정확하게 추정할 수 있었습니다. 비디오 이미지에서 추출된 신체 지표는 유전성이 매우 높으며(61~74%) 일일 평균 체중 증가(rg = 0.81~0.92)와 유전적으로 유의미한 상관관계가 있습니다. 활동 특성은 낮거나 중간 수준(22~35%)으로 유전되었으며 생산 특성 및 신체 이상과 낮은 유전적 상관관계를 보였습니다. 우리는 신체 치수 매개변수와 활동 특성을 추출하는 간단하고 비용 효율적인 방법을 시연했습니다. 이러한 특성은 유전되는 것으로 추정되었으므로 선택될 수 있습니다. 이러한 발견은 개인 수준에서 새로운 생산 및 행동 특성을 자동으로 표현형화하는 방법을 제공하므로 (돼지) 사육 조직에 가치가 있습니다.
돼지고기는 이미 전 세계 육류 생산량의 거의 40%를 차지하고 있지만 전 세계 수요는 더욱 증가할 것으로 예상됩니다1. 돼지 사육은 환경 지속 가능성, 동물 복지, 농업 효율성 및 글로벌 경쟁과 같은 과제에 점점 더 직면하고 있습니다. 유전학의 혁신은 이러한 문제를 해결하는 데 중요한 것으로 간주됩니다2,3. 견고성과 회복력과 관련된 특성은 이제 (재)생산과 관련된 특성만큼 동물 육종 프로그램과도 관련이 있습니다2. 처리량이 많은 돼지 표현형 분석을 최적화하기 위해서는 정밀 축산 기술이 분명히 필요합니다. 이는 오늘날까지도 어렵고 노동 집약적이며 비용이 많이 듭니다4.
컴퓨터 비전 시스템(CVS)은 돼지의 신체 구성, 행동 및 신체적 이상에 대한 비침습적 표현형 분석을 가능하게 할 수 있지만 형태학적 및/또는 행동 특성의 자동 채점을 실제로 적용한 사례는 거의 없습니다. Fernandes 등5은 비육돈의 체중, 근육 깊이 및 등 지방을 예측하기 위해 평면도 3D 카메라를 사용했습니다. 다른 연구에서는 CVS를 사용하여 신체 위치와 자세6, 공격성7, 모돈 행동8 및 급식9,10을 평가했습니다. 이러한 표현형의 유전학을 분석한 연구는 소수에 불과합니다4. 육우의 경우, 도체 특성에 대한 이미지 분석을 사용하여 유전성과 유전적 상관관계를 추정했습니다11. 또한 웹 카탈로그의 이미지를 사용하여 젖소의 털 색상과 형태적 특성에 대한 유전적 매개변수가 추정되었습니다12.
몸 길이, 너비, 키와 같은 돼지의 형태학적 특성은 유전 가능성이 중간에서 매우 높은 것으로 보고되었으며, 유전 가능성(h2) 추정치는 20~60% 범위입니다13,14,15. 행동 특성도 유전되는 것으로 나타났지만 h2 추정치는 상당히 다릅니다3. 이러한 추정치는 관찰자 편견에 취약한 행동 특성의 수동 채점을 기반으로 하는 경우가 가장 많습니다16. 예를 들어, 체중 측정 중 활동 점수는 낮거나 중간 정도의 유전 가능성(h2 = 10-23%)으로 추정되었지만 이러한 추정치에 영향을 미치는 환경적 혼란이 있습니다3,17,18,19. 특히, Ott et al.16은 CVS 활동 점수가 인간 관찰과 높은 상관관계가 있음을 보여주었습니다(r = 0.92). 다른 연구에서는 꼬리 물기, 감염16,20,21,22 또는 잔여 사료 섭취량23에 대한 펜의 활동 점수 변화와 관련이 있습니다. 덧붙여서, 체중 측정 중 활동과 펜 공격성 사이의 관계는 낮음에서 중간 정도였습니다(r = 0.15–0.60)3,24.