2. 식물의 생식과 유전변이
■ 학습개요
재배식물 육종은 자연적 또는 인위적으로 유발된 유전변이들을 대상으로 하는 기술로, 여러 유전변이들 중 사회적, 경제적 요구와 목표에 부합하는 형질을 대상으로 선발하고 고정하여 품종으로 만드는 것이다. 유전변이는 생식과정 중 유발되므로 육종을 위해서는 생식과 변이에 대해 자세히 학습하게 될 것이다. 재배식물의 생식방법을 이해하고 유전변이가 발생할 수 있는 여러 과정들을 검토하게 될 것이다. 또한 새로운 품종 육성을 위한 인공교배와 잡종세대를 학습하게 될 것이다
■ 학습목표
1. 식물의 생식방법과 유전변이의 관계를 설명할 수 있다.
2. 유성생식과 유전변이의 생성메커니즘에 대해 설명할 수 있다.
3. 인공교배와 잡종세대의 개념을 설명할 수 있다
■ 주요용어
* 크세니아(xenia) : 종자의 배유(3배체)에서 우성유전자의 표현형이 나타나는 것으로 화분직감이라고도 하며, 메벼의 메성 유전자 Wx의 작용에서 확인할 수 있다.
* 웅성불임(male sterility) : 화분이 고유의 기능을 발휘하지 못하거나 결핍되어 종자를 생산하지 못하는 것으로, 1대잡종(F1) 종자채종체계에서 종자친으로 사용하는 웅성불임계통을 A계통, A계통의 웅성불임을 유지시켜주는 웅성가임계통을 B계통, 화분친으로 사용하는 임성회복친을 C계통이라고 한다.
* 단위결과(parthenocarpy) : 수정을 통해 종자를 생성함으로서 열매를 맺으나, 바나나, 감귤, 포도 등은 종자의 생성 없이 열매를 맺는 경우가 있는데 이러한 현상은 단위결과라 한다. 단위결과가 나타나는 것은 대부분 염색체 조성이 복잡하여 정상적인 배우자를 형성할 수 없기 때문이다. 단위결과는 자연적으로 일어나기도 하지만 인위적으로 유발되기도 한다.
* 제웅(castration) : 꽃이 피기 전에 약을 제거하는 것으로, 온도처리 등에 의해 화분만 죽이는 제정이라고도 한다. 제영을 하는 방법에는 절영법, 개열법, 꽃잎인발법 등이 있다.
■ 목차
1. 식물의 생식방법
2. 유성생식과 유전변이
3. 인공교배
1. 식물의 생식방법
식물의 생식
❖ 종자번식 ⚫ 종자를 이용한 번식
❖ 영양번식 ⚫ 잎ㆍ뿌리ㆍ줄기 등과 같은 영양체에 의한 번식
❖ 유성생식 ⚫ 자가수정 ⚫ 타가수정
❖ 아포믹시스
1) 유성생식
❖ 자식성 식물
⚫ 양성화이며 자웅동주 ⚫ 화기의 구조와 기능이 자식에 적합 ⚫ 제한적인 유전자풀
❖ 타식성 식물
⚫ 자웅이주 ⚫ 암, 수의 숙기 차이 ⚫ 자가불화합성 ⚫ 5% 미만의 자식률 ⚫ 넓은 유전자풀(유전변이가 큼)
2) 아포믹시스
❖ 아포믹시스(apomixes)
⚫ 생식기관 또는 그와 관련된 조직세포가 수정없이 종자를 형성하는 생식방법 ⚫ 무수정종자형성 ⚫ 부정배형성, 무포자생식, 복상포자생식으로 구분 ⚫ 유전자분리가 없음
❖ 부정배형성(adventitious embryony)
⚫ 포자체 조직세포가 직접 배 형성 ⚫ 조건적 아포믹시스
ex) 밀감의 주심배
❖ 무포자 생식(apospory)
⚫ 배낭 조직세포가 직접 배 형성 ⚫ 조건적 아포믹시스
❖ 복상포자생식(diplospory) ⚫ 배낭 모세포가 배 형성 ⚫ 절대적 아포믹시스
❖ 위수정생식(pseudogamy) ⚫ 수정하지 않은 난세포가 배 형성 ⚫ 종속간 교배에서 주로 나타남
예) 오이, 호박
❖ 웅성단위생식(male parthenogenesis) ⚫ 난세포 정핵이 단독으로 배 형성
2. 유전생식과 유전변이
1) 유사분열과 감수분열
❖ 염색체 내 유전자재조합
⚫ 연관 정도에 따라 50% 미만 ⚫ 연관의 강도 ∝ 유전자간 거리
2) 화분 및 배낭의 형성
3) 수분과 수정 및 종자의 형성
4) 배와 배유의 유전자특성
5) 유전생식가 유전변이
❖ 염색체 교차에 따른 염색체내 유전자 재조합 ❖ 염색체의 무작위 배열에 의한 염색체간유전자 재조합 ❖ 배우자 형성과정 중 배낭세포의 퇴화 ❖ 수분과 수정과정 중 화분과 암술의 상호작용
3. 인공교배
1) 교배양식과 잡종세대
■ 정리하기
재배식물에는 종자번식하는 것과 영양번식하는 것이 있고, 종자번식은 유성생식과 아포믹시스가 있다.
유성생식은 자식성 식물과 타식성 식물로 나누고, 타식성 식물에서 더 다양한 유전변이가 나타난다.
유성생식 식물은 감수분열시 유전자재조합 또 배우자 형성과정 중 여러 단계에서 유전변이가 나타난다.
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