반수체육종과 돌연변이육종

핵심 정리

돌연변이육종은 DNA가 유발원의 작용으로 원본과 달라져 생긴 돌연변이를 선발해 새 품종을 만드는 육종법이다. 돌연변이는 전자기파, 방사선, 화학물질 같은 요인으로 DNA 분자가 원본과 달라지는 현상이며, 그 결과 생긴 개체를 돌연변이체 또는 변종이라고 한다. 돌연변이육종은 돌연변이율이 낮고 열성 돌연변이가 많으며, 영양번식작물에 유리한 육종법으로 정리된다.

반수체는 염색체가 한 벌뿐인 개체다. 반수체의 염색체를 배가하면 육종연한을 단축할 수 있으며, 열성형질도 선발하기 쉽다. 반수체 육종법은 열성형질을 선발하거나 짧은 기간에 동형접합 비율을 높일 때 이용한다.

반수체는 생육이 불량하고 완전히 불임이다. 그러므로 실제로 이용할 수 있는 동형접합체를 얻으려면 배가 과정을 거쳐야 한다. 배가에는 콜히친 같은 약품을 쓴다.

인위돌연변이는 돌연변이 유발원을 처리해 돌연변이를 일으키는 방법이다. 자연에서 우연히 생기는 돌연변이와 달리 사람이 원인을 제공한다는 점이 특징이다. 돌연변이체는 처리한 당대에 잘 드러나지 않으므로 변이체는 자손 세대에서 선발한다.

자세히

반수체 육종의 효과와 배수성육종의 구별

반수체 육종은 염색체를 배가한 뒤 집단 전체가 빠르게 동형접합 상태가 되므로 육종 기간을 줄일 수 있다. 반수체육종법을 이용하면 육종 연한을 단축할 수 있다. 열성형질은 동형접합 상태에서만 겉으로 드러나므로, 배가한 집단에서 열성형질을 선발하기도 쉽다. 열성형질 선발과 육종 연한 단축이 반수체 육종의 열성형질 선발과 연한 단축이라는 핵심 효과다.

배수성육종은 염색체 수를 배가하는 육종법이며, 일반적으로 식물체 크기가 커진다. 반수체 육종과 배수성육종은 모두 염색체 수를 다루지만 목적은 다르다. 반수체 육종은 동형접합체를 빨리 얻는 데 초점을 두고, 배수성육종은 염색체 수 증가가 식물체에 미치는 변화에 초점을 둔다.

선발 세대의 원리

돌연변이체를 어느 세대에서 선발할지는 열성 여부와 번식 방식에 따라 달라진다. 처리한 종자와 그 자손을 세대 이름으로 구별하는 까닭은 선발 시기와 선발 대상을 정확히 구분하기 위해서다. 열성 돌연변이는 두 대립유전자가 모두 변이를 가져야 드러나므로, 동형접합이 되는 세대에서 선발하는 것이 기본이다. 열성 돌연변이 선발의 기준 세대는 M2 세대로 기억하는 것이 편하다. 벼 돌연변이육종에서는 개체 선발과 계통 선발의 순서가 정해져 있으므로, 두 선발을 같은 세대에서 하는 것으로 보면 안 된다.

반수체의 생성과 꽃가루 처리의 실용성

반수체는 자연 상태에서 발생 빈도가 낮다. 따라서 약배양, 화분배양, 종속간 교배 같은 방법으로 인위적으로 만든다. 약배양과 화분배양은 그중 인위적으로 반수체를 만드는 방법이다. 꽃가루에 돌연변이 처리를 하면 처리된 배우자에서 개체가 자라므로 키메라 현상을 피할 수 있다. 키메라 현상은 한 개체 안에 유전적으로 다른 조직이 섞여 나타나는 현상이다. 따라서 키메라 현상을 피할 수 있다는 점이 꽃가루 처리의 실용적 이점이다.

인위돌연변이체의 수량 문제

인위돌연변이체는 변이 유전자가 원품종의 유전 배경과 맞지 않아 수량이 줄기 쉽다. 세포질 결함 같은 원인으로도 대부분 수확량이 적다. 그러나 수량이 낮다고 해서 쓸모가 없는 것은 아니다. 원품종과 교배하면 생산성을 회복시킬 수 있다. 인위돌연변이체는 그 자체로 바로 품종이 되기보다 교배 육종의 재료로 쓰이는 경우가 일반적이다. 수량 저하 뒤 교배 회복이 이 쟁점의 요점이다.