농업직, 농촌지도사, 농업연구사, 방통대 시험대비 재배식물 육종학 정리 1. 농경과 육종

1. 농경과 육종

 

■ 학습개요
재배식물 육종학은 식물에서의 유전변이와 선발에 관한 지식을 발전시키고 새로운 육종기술을 개발하여 보다 능률적이고 합리적인 육종방법을 체계화하는 학문이다. 재배식물이 갖고 있는 유전적 능력을 조정하고 개량하는 과학기술이고 식량의 안정적 공급을 궁극적 목표로 하는 식물육종을 이해하며, 환경과 시대적 요구에 부합하는 신품종 육성에 필요한 육종재료로서 유전자원에 대해 학습하게 될 것이다.

■ 학습목표
농경과 인류문명과의 관련성을 설명할 수 있다.

육종의 성과에 대해서 설명할 수 있다.

육종가의 소양과 임무에 대해서 설명할 수 있다.

유전자원을 평가하고 이를 이용할 수 있다.

■ 주요용어
재배 : 사람이 목적을 가지고 경지에 작물을 길러 수확을 올리는 경제적인 영위체제로 토양 갈기, 비료주기, 물관리, 김매기, 병해충 방제 등 재배식물의 생육환경을 개선하는 것이다.

육종 : 재배식물에서 수량 품질 내병충성 환경저항성 등 유전적 생육환경을 개량하는 것이다.

유전자원 : 식물 가운데 인류가 직접 이용할 수 있거나 앞으로 이용 가능한 유전변이를 통틀어 유전자원이라 한다. 수량, 내병충, 내냉성 등의 형질을 지배하는 유전자로 유전자자원이라고 하며, 다음 세대로 전달되므로 생식질이라고도 한다.

유전적 침식 : 여러 가지 자연적 인위적 요인에 의해 유전자원이 사라져 가는 현상이다.

 

■ 목차
1. 인류와 농경 
2. 농업과 육종 
3. 재배식물과 유전자원

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1. 인류와 농경

* 재배식물육종
재배식물의 유전적 능력을 조정하고 개량하는 것

* 재배식물육종학
 재배식물의 육종기술을 체계화한 학문

* Agriculture
The deliberate planting and harvesting of plants and herding animals

 

* Plant breeding
A branch of agriculture that focuses on 
manipulating plant heredity to develop new 
and improved plant types for use by society

* Thomas Jefferson

- The greatest service which 
can be rendered to any 
country is to add a useful 
plant to its culture 
(Summary of Public Service)

* 인류문명
- 인류는 생존을 위해 다른 생명체를 이용하는 방법 터득
- 그 결과 여러 종류의 식물과 동물 및 미생물을 골라 재배, 사육, 배양하고 그들로부터 식량, 의류소재, 
주거재료, 의약품 원료 등을 구함

 

* 약 1만년 전 동남아시아ㆍ극동ㆍ남미 등 여러 지역에서 독립적으로 시작

 

문명의 시작

 

우리나라의 전통문화
쌀을 주식으로 하는 벼농사 중심의 농업문화

 

 

세계인구 1인당 농업생산량

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2. 농업과 육종

농경
- 논밭을 갈아서 농사를 짓는 일
→농업생산을 지속 가능하도록 하는 종합적 기술

재배
→땅갈이, 비료주기, 물관리, 김매기, 병해충 방제 등
재배식물의 생육환경을 개선하는 것

* 육종
→재배식물에서 생산성, 품질, 병해충 저항성, 환경 적응성 등 농업형질의 유전적 능력을 개량하여 우량품종을 육성하는 것

 

* 식물육종

 

1)육종의 긍정적 성과
* 생산성 증대
→품종 기여도: 평균 50% 내외
* 품질향상
→통일벼의 아밀로스 함량 개선
* 재배와 생산의 안정화
→환경오염 방제 및 자연생태계 보호

* 농업경영의 합리화
→품종의 다양화로 작부체계 개선 (극조생종, 만생종)
유전자변형 신품종 육성

* 육종의 부정적 성과
유전적 다양성 감소
→우량품종의 보급으로 재래종 소실
품종의 유전적 취약성

2) 식물육종과 육종학

* 육종학(Breeding)
재배식물에서 개량할 형질(육종목표)의 형태적 ・ 생리적 ・ 생태적 특성 인식
목표 형질 특성의 유전적 능력을 평가하는 특성 검정방법 개발
육종목표에 부합하는 유전자 탐색
목표유전자를 인공교배 등의 방법으로 기존품종에 도입하여 신품종 육성

* 육종과정
생명체의 육성에 관한 과학
→품종을 육성하는 행위, 품종육성, 품종개량

육종은 새로운 품종을 만들어 내는 창조의 기술이고, 창조의 기술을 체계화 한 것

 

육종학 관련 분야

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3. 재배 식물과 유전자원

1) 식물의 진화와 다양성

* 재배식물(작물)
 인간이 관리하는 재배환경에 적응한 식물

* 식물의 다양성
 현재 지구상에 약 26만 5천 종의 식물 존재
 그 가운데 90%가 종자식물이며, 나자, 피자식물로 분화함
 재배식물은 2천 5백 종, 174개 과

 

식물과의 속종수 및 재배식물의 종류수

 

* 세계 3대 식량작물
 벼, 밀, 옥수수 (세계 곡물 소비량의 75%)

 

 

재배식물 기원중심지(바빌로프, 1951)

 

* 바빌로프의 우성유전자 중심설★
 재배식물 기원지를 1차 중심지와 2차 중심지로 구분
 우성형질은 1차 중심지에서 많음
 2차 중심지에는 지역특이적 우성형질과 열성형질이 많음

예)찰옥수수

* 식물의 재배화와 형질의 변화

종의 기원(다윈)
야생식물은 오랜 세월을 걸쳐 특정한 재배조건에서 적응과 선발을
거쳐오는 동안 그 환경에 적응하여 생존할 수 있도록 특성이 변화하였고
이를 순화(domestication)라고 한다

 

식물의 재배화와 형질의 변화

 

* 식물의 재배화와 형질의 변화
번식양식
탈립성과 종자살포 능력의 상실
휴면성의 약화
식물의 털, 가시돌기 등과 같은 방어구조의
퇴화 및 소실
발아

* 유전자원
 특정형질에 대한 다양한 유전변이들의 총칭
 재배식물의 재래품종, 육성품종, 근연야생종
 DNA

* 유전자은행(Gene bank)
유전자원을 보존하는 조직과 시설

* 유전적 침식
유전자원이 사라져가는 현상

* 유전적 침식의 예
국내 재배식물 재래종의 1/3이 멸종
인도의 재래 벼품종의 소실
인도네시아에서 재래벼 품종의 멸종
그리스의 경우 재래 밀품종의 멸종
남아프리카에서 수수유전자원의 소실
페루의 야생 토마토의 멸종

 

주요 국가별 유전자원 보존현황

 

 

* 유전자원의 보존
영국왕립식물원
→8백만점의 식물표본
서독의 베링식물원
→알프스의 고산식물 보호

 

* 액티브 콜렉션
• 유전자원 중 배포ㆍ교환ㆍ증식ㆍ특성평가 등에 이용하는 것
• 종자의 경우 수분을 5±1%로 4°C 에서 저장

* 베이스 콜렉션
• 장기간 보존하는 것
• 종자의 경우 수분을 5~7%로 -18°C 저온에서 저장

* 유전자원의 평가
유전자원의 평가는 간단하게 평가할 수 있는 것부터, 1차적 특성, 2차적 특성, 3차적 특성으로 나누어
조사함

 

* 유전자원의 평가
 1차적 특성
→개화기, 초장, 색깔 등 유전력이 높은 형질
 2차적 특성
→검정시설이 필요한 형질
 3차적 특성
→환경변이가 큰 형질

 

* 유전자원의 정보관리와 이용
유전자원 데이터
→형질의 특성 데이터
→유전자원의 내력 (패스포트 데이터)
국제식물유전자원 연구소(IPGRI)
→유전자원에 관한 국제교류 지원

 

 
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