OCS: 수산 육종의 디지털 전환

OCS(최적 교배 선택)란?

일반적인 육종 프로그램에서는 우수한 개체를 선발해 서로 교배시키지만, 어떤 개체를 얼마만큼 사용하고 어떤 짝으로 교배할지는 경험에 의존하는 경우가 많습니다. OCS(Optimal Cross Selection)는 이러한 과정을 데이터 기반으로 최적화하는 방법으로, 유전적 향상을 최대화하면서 근교 교배에 따른 유전적 다양성 손실을 최소화하도록 설계되었습니다.

< Optimal cross selection for long‑term genetic gain in two‑part >

어떻게 작동할까?

OCS는 두 가지 요소로 구성됩니다. 첫째, 최적 기여 선발(optimal contribution selection)을 통해 선발 후보 개체가 다음 세대에 기여하는 비중을 계산합니다. 이 과정에서 예상되는 이익과 근교 교배 위험을 균형 있게 고려하기 위해 혈연관계가 너무 가까운 개체는 선택에서 불이익을 받도록 페널티를 부여합니다. 둘째, 계산된 기여 비율을 바탕으로 교배 짝을 최적화하여 실질적인 교배 계획을 만듭니다. 즉, 단순히 좋은 개체를 많이 쓰는 것이 아니라, 각 개체가 얼마나 참여하고 누구와 짝을 이루어야 하는지를 전체적으로 설계하는 것입니다.

< Optimal cross selection for long‑term genetic gain in two‑part >

왜 중요한가?

재래식 프로그램에서 반복적인 유전체 선발(recurrent genomic selection)을 빠르게 수행하면 단기 유전적 향상은 높지만, 세대를 거듭할수록 유전적 다양성이 급격히 감소하고 예측 정확도도 떨어집니다. 연구에 따르면 OCS를 적용한 두 단계 프로그램(two-part program)은 단순 절단선(Truncation) 선발보다 장기 유전적 향상이 15–78% 더 높고 효율성은 2–4배 증가했습니다. 이는 OCS가 유전적 다양성을 유지하면서도 유전적 다양성을 유전적 향상으로 전환하는 효율을 높였기 때문입니다.

마치며

OCS는 “누구를 뽑고 누구와 교배시킬까?”라는 육종의 근본적인 질문을 데이터와 알고리즘으로 답하는 방법입니다. 유전체 정보와 친연 관계 데이터를 바탕으로 개체의 기여도를 계산하고, 근교 교배를 최소화하는 방향으로 교배 계획을 세우기 때문에, 장기적으로 유전적 향상과 다양성 보존이라는 두 목표를 동시에 달성할 수 있습니다. 특히 많은 자손을 생산하는 수산 양식 종에서는 OCS가 더욱 큰 효과를 발휘할 가능성이 있습니다.