배수성과 염색체 변이

핵심 정리

배수체는 두 벌 이상의 염색체를 가지는 생물체를 말한다. 세포분열의 과정에서 생기며, 자연에서 발생하기도 하고 인위적인 자극으로 만들어지기도 한다. 배수체는 몸 크기가 커지는 경우가 많아 작물의 품질 개량에 이용된다. 염색체 수를 늘려 새로운 배수체를 만드는 방법이 배수성육종법이다. 이 방법은 염색체 수 자체를 조작하는 육종이므로, 염색체 단편을 바꾸는 구조 변이와 구별해서 읽어야 한다.

동질배수체는 같은 게놈이 배가된 것이다. 같은 게놈을 가진 세트가 늘어난 것이므로, 게놈이 서로 다른 양친에서 출발하는 이질배수체와 구별된다. 이질배수체는 이종 게놈 양친의 F1을 염색체 배가시켜 육성하는 방식과 관련지어 이해하면 된다.

동질3배체는 불임성이 높아 씨 없는 과실 생산에 이용된다. 세배수체 생물은 감수분열 때 염색체가 두 딸세포에 고르게 전달되지 못하여 비정배수체 생식자를 만들고, 그래서 세배수체는 보통 불임이다. 이 불임성은 씨 없는 과일을 얻는 데 쓰이는 근거가 된다.

구조 변이는 염색체 단편이 빠지거나 늘고, 뒤집히거나 다른 자리로 옮겨 붙는 변이다. 염색체 전체 수가 변하는 배수성·이수성과 달리 세트 수가 아닌 단편 변화라는 점이 차이다. 이 두 종류를 같은 변이로 묶으면 선지를 가르지 못하므로, 식물 육종 선지에서 배수체와 함께 나올 때 특히 주의해야 한다.

자세히

이질배수체의 육성과 사례

이질배수체는 게놈이 서로 다른 양친에서 출발한다. 이 육성에는 두 경로가 쓰인다. 이질배수체는 이종 게놈 양친의 F1을 염색체 배가시켜 육성할 수 있다. 이 경우 출발 재료는 F1 염색체 배가의 결과로 얻어지는 F1이다. 복2배체도 이종 게놈 양친을 교배한 F1의 염색체를 배가하여 육성할 수 있다. 둘째 방식은 두 양친을 먼저 동질4배체로 만드는 것이 특징이다. 두 경로의 결과는 모두 이질배수체이지만, 출발 재료가 F1인지 동질4배체 양친인지가 다르므로 선지에서는 출발점을 먼저 확인해야 한다.

맥류 중 트리티케일은 대표적인 이질배수체이다. 트리티케일은 맥류의 이질배수체 사례로 확실히 외워 둘 만하다.

이수체·반수체·삼염색체

이수체는 특정 염색체가 하나 더해지거나 빠진 상태로, 게놈 기본수의 정수배가 아니다. 체세포의 염색체 수가 2n+1인 식물은 이수체에 해당한다. 한 염색체가 더해진 삼염색체 생물은 2n+1로 표시한다. 2n+1은 세트가 늘어난 배수체가 아니라 한 염색체가 더해진 상태를 나타내므로, 배수체 표시와 혼동하지 않아야 한다. 반수체는 생식세포가 가진 염색체 세트 수 n으로 정의되며, 게놈 기본수 n을 가진다.

이수체는 세트 수가 아니라 염색체 한 개의 가감으로 정의되고, 반수체는 세트 수 n으로 정의된다. 두 개념을 기준부터 다르게 잡으면 혼동이 줄어든다.

동질배수체의 이용

동질3배체는 같은 게놈 세 벌을 가진 동질배수체다. 같은 게놈이 배가된 것이라는 정의는 동질3배체와 동질4배체 어느 쪽에도 똑같이 적용된다. 3배체는 2배체와 4배체를 교잡하여 얻을 수 있다. 동질배수체를 이용한 육종은 이탈리안라이그래스와 피튜니아에서 많이 이용된다. 3배체를 얻는 교잡 조합과 동질3배체의 정의를 같이 외우면 선지 대조가 쉽다.