자가불화합성의 원리와 타파법

핵심 정리

자가불화합성은 같은 개체의 꽃가루가 암술에 받아들여지지 않아 자가수정이 이루어지지 않는 현상이다. 자가불화합성은 유성생식 생물에서 자가수정을 막아 근친교배를 피하는 가장 중요한 수단 가운데 하나이며, 타가수분을 장려해 유전적 다양성을 유지하는 바탕이 된다. 육종에서는 자식계통을 만들 때 가장 먼저 부딪히는 장벽이다.

자가불화합성은 S유전자좌가 지배한다. 자가불화합성은 S유전자좌의 복대립유전자가 지배한다. 여러 유전자가 따로 작용하는 것이 아니라, 한 유전자좌에 속한 여러 대립유전자의 조합이 화합과 불화합을 가른다.

꽃가루의 유전자형을 어느 쪽에서 판단하는지에 따라 자가불화합성은 배우체형과 포자체형으로 나뉜다. 포자체형 자가불화합성은 꽃가루를 만든 모체(포자체)의 유전자형에 의해 결정된다. 배우체형에서는 꽃가루 자체가 가진 S대립유전자가 암술의 S대립유전자와 같은지에 따라 화합 여부가 결정된다.

자가불화합성의 인식은 암술 쪽에서 일어난다. 주두에서 생성되는 특정 단백질이 화분의 특정 단백질을 인식하고, 그에 따라 화합 여부가 결정된다. 자식계통을 얻으려면 이러한 인식 반응을 깨뜨리는 타파법을 써야 한다. 자식계통의 자가불화합성을 타파하기 위해 뇌수분을 한다.

자세히

타파법의 방식과 한계

자가불화합성을 깨뜨리는 방법은 대부분 효과가 일시적이다. 이산화탄소 농도를 3～5%로 높여 2～4시간 처리하면 자가불화합성을 타파할 수 있다. 고농도 CO2 처리는 암술의 자가 인식 반응을 억제해 자가불화합성을 일시적으로 타파하는 방법이다. 전기 자극은 암술머리의 자가 인식 반응을 일시적으로 약화시켜 자가불화합성을 타파하는 데 쓰인다. 노화수분은 노화한 꽃에 수분하여 자가불화합성을 일시적으로 극복하는 방법이다. 질소가스 처리는 자가불화합성을 타파하는 방법이 아니다.