1대잡종 품종의 채종

핵심 정리

1대잡종은 유전 성질이 서로 다른 두 계통을 교배하여 얻은 첫 세대 종자를 품종으로 쓰는 방법이다. 여기서 계통은 근친교배를 되풀이해 유전 성질이 거의 고정된 자식계통을 말한다. 자식계통끼리 교배한 잡종 1세대는 같은 유전자형의 개체들로 이루어지므로 생육과 형질이 한결같다. 이 방법의 바탕에는 잡종강세가 있다. 잡종강세는 교배한 잡종 1세대가 부모보다 생육과 수량에서 뛰어나게 나타나는 현상이다. 1대잡종 육종은 잡종강세가 큰 교배 조합을 골라 품종으로 육성하는 방법이다. 1대잡종은 잡종강세가 뚜렷하고 형질이 균일하다. 따라서 같은 밭에서 자란 개체의 생육이 고르고 생산물의 모양과 성질이 한결같다는 점이 이 품종의 장점이다. 1대잡종 품종은 잡종강세로 수량이 높고 균일한 생산물을 얻을 수 있다.

1대잡종 품종에서 받은 씨앗을 다시 심으면 잡종강세가 흐려지고 같은 성질이 이어지지 않는다. 그러므로 1대잡종 품종은 해마다 새로 채종해야 한다. 채종할 때는 교배 상대의 꽃가루가 아닌 자기 꽃가루가 수정을 일으키지 않도록 해야 한다. 자기 꽃가루를 막는 대표적인 장치가 자가불화합성이다. 자기 꽃가루가 섞이면 F1 종자의 순도가 떨어지고 교배 조합이 흐트러지므로, 자기 꽃가루를 막는 장치가 채종의 핵심 요건이다. 자가불화합성을 이용하면 자기 꽃가루로 수정되지 않아 F1 종자를 경제적으로 채종할 수 있다. 이 방법은 사람이 꽃마다 꽃가루를 옮기는 수고를 줄여 채종 비용을 낮춘다.

자가불화합성을 쓰기 어려운 경우에는 웅성불임성을 이용할 수 있다. 웅성불임성은 꽃가루를 제대로 만들지 못하는 성질이다. 세포질에 있는 웅성불임 유전 인자와 핵에 있는 임성회복유전자가 함께 작용하여 임성이 조절된다. 이 방법으로 채종하려면 역할이 다른 세 친이 필요하다. 세포질 웅성불임성을 이용한 F1 품종 육성에는 웅성불임친, 웅성불임유지친, 임성회복친이 필요하다. 웅성불임친은 꽃가루를 만들지 못하는 모본으로 F1 종자의 어미 역할을 한다. 웅성불임유지친은 그 모본의 불임성을 유지하고, 임성회복친은 F1의 임성을 되살린다. 세 친 가운데 하나라도 빠지면 모본의 불임 상태를 유지하거나 F1의 임성을 회복시킬 수 없으므로, 각 친의 역할이 맞물려야 F1 종자를 제대로 채종할 수 있다.

교배 방식에 따라 생산량, 종자 가격, 불량형질의 출현 정도가 달라진다. 단교배 1대잡종은 생산량이 적고 종자 가격이 비싸지만 불량형질은 적게 나타난다. 생산량만 보면 단교배가 불리하지만, 불량형질이 적게 나타난다는 점은 품질 측면의 이점이다. 한편 자연수분 품종끼리 교배한 1대잡종은 자식계통을 쓴 경우보다 생산성은 낮으나 환경 스트레스 적응성이 높다. 두 방식은 장단점이 서로 다르므로 수량만을 기준으로 교배 방식을 고르면 안 된다. 재배지의 환경 조건, 종자 생산 비용, 농가가 감당할 수 있는 종자 구입 부담을 함께 따져야 한다. 1대잡종 종자는 해마다 새로 얻어야 하므로 종자 구입 비용도 매년 든다.

작물마다 1대잡종 종자를 얻는 수단이 다르므로 채종 방법을 하나로 일반화하기 어렵다. 인공교배, 자가불화합성, 웅성불임성은 각각 준비해야 할 것과 필요한 노력이 다르다. 작물의 생리 특성과 채종 규모에 맞는 수단을 고르는 것이 채종 전략의 기본이다.

자세히

자가불화합성을 이용한 채종

자가불화합성은 같은 개체나 유전적으로 가까운 개체의 꽃가루를 받아들이지 않는 성질이다. 꽃가루와 암술이 서로의 유전적 관계를 인식하여 수정을 막는 구조로 이해할 수 있으며, 이 성질을 가진 교배친을 쓰면 꽃이 자기 꽃가루로 수정되지 않는다. 자기 꽃가루로는 종자가 맺히지 않아 교배 상대의 꽃가루로 맺힌 종자만 남는다는 점이 채종에서 유리하다. 1대잡종 종자 채종에는 자가불화합성을 이용할 수 있다.

자가불화합성은 절대적인 격리 장치가 아니다. 자가불화합성은 이산화탄소 처리로 타파할 수 있다. 타파 처리를 하면 자기 꽃가루가 수정을 일으킬 수 있으므로, 자가불화합성 계통을 채종에 쓸 때는 처리 여부를 확실히 관리해야 한다. 자가불화합성은 채종의 기본 수단이지만 성질 자체가 처리 조건에 따라 달라질 수 있다는 점에서 인공교배나 웅성불임성과 구별된다.