농업직, 농촌지도사, 농업연구사, 방통대 시험대비 재배식물 육종학 정리 3. 유전자와 형질변이

 

3. 유전자와 형질변이

 

<목차>

01 유전자 개념

02 멘델의 유전법칙

03 유전자간 상호작용

04 질적형질과 양적형질의 유전 

05 유전자 작용의 특성

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1. 유전자 개념

 

* 유전단위

 식물육종에서의 유전자  형질은 유전자에 의해 지배되고, 형질을 지배하는 유전자는 물질적으로 DNA이며, DNA는 염색체에 존재함

 

 

* 게놈(genome)

- 생명체가생존하는데반드시필요한기본염색체(유전자) 세트  생명체의모든유전자를포함하는생명단위  한 개의 게놈속에는 상동염색체가 포함될 수 없다.  Genome=gene(유전자) + chromosome(염색체)

* 시스트론(cistron)

- 단백질 단위에 상응하는 DNA 영역  유전자의 기능단위  유전자와 동일한의미  육종에서는 새로운기능을 가진 신품종개발이 목표이므로 시스트론을 유전자로 판단한다.

 

 

* 염색체지도

- 유전자의 위치만 표시한 유전자 지도  최초의 유전자 지도: 노랑초파리 염색체 지도(1913) 

 

* 분자표지지도

- 분자표지를 포함한 유전자 지도  최초의 분자표지 지도: 토마토 유전자지도(1986)

 

* 물리지도

- DNA 단편을 순서대로 나열한 지도 → RFLP, FISH, STS 등 분자표지와 분자잡종형성, 유전자 증폭(PCR) 기법 등을 이용 → 분자생물학 연구와 형질전환 육종에 활용 

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2. 멘델의 유전법칙

 

 

* 멘델의 제1법칙은 모든 경우에 적용됨  멘델의 제2법칙은 연관유전자의 경우 적용되지 않음  서로 다른 독립유전자임에도 다른 유전자와 상호작용하여 형질에 관여할 때는 분리비 9:3:3:1이 적용되지 않음

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3. 유전자간 상호작용

1) 비대립유전자의 상호작용

 

 

4. 질적형질과 양적형질의 유전

1) 형질의 구분

* 질적형질 

- 자연집단과 잡종집단에서 불연속변이하는 형질  질적형질의 유전 - 질적유전 → 유전배경이나 환경의 영향이 크지 않다.

* 양적형질 

- 자연집단과 잡종집단에서 연속변이하는 형질  양적형질의 유전 - 양적유전 → 유전배경이나 환경의 영향이 큼

 

 

* 폴리진 

- 연속변이하는 양적형질에 관여하여 연속변이의 원인이 되는 많은 유전자 

- 여러 개의 유전자가 시스템을 이루고 있는 유전단위 

- 핵내 유전자로 멘델식 유전법칙 적용

 

2) 양적형질의 통계분석

* 유전분산 

- 연속변이하는 형질의 변이 정도를 수치로 나타낸 것 

 

 

 - 분산은 합하거나 분할할 수 있음

 

 

* 환경분산 
 순계인 양친, 또는 양친과 F1으로부터 구할 수 있음 

 

 

* 유전분산 
 상가적 분산( V D )=육종가(breeding value)

 

 

3) 양적형질의 유전력

* 유전력 
 전체 표현형 분산 중 유전분산이 차지하는 비율  자손과 양친의 유사정도를 나타내는 통계량  육종에서 양적형질의 선발을 위한 자료

 유전력  넓은 의미의 유전력→ 전체 표현형 분산에 대한 유전분산의 비율 

 

 

* 유전력

  유전력은 0에서 1 사이의 값을 가짐  형질에 따라 유전력의 크기가 다름  유전력이 높을수록 자손의 형질이 양친과 많이 닮음

좁은 의미의 유전력이 높으면 고정되는 상가적 유전자 효과가 커서 개체선발과 조기선발을 할 수 있음  좁은 의미의 유전력이 낮을 때는 초기 세대에 집단선발을 하고 집단내 동형접합체가 증가한 후기에 개체선발 함

 

5. 유전자 작용의 특성

1) 유전자형의 반응규격

* 반응규격(reaction norm)

 유전자형이 발현하는 표현형의범위  표현형의 종류가많으면 유전자형의 반응규격이 큼  반응규격이 클수록 형질의변이가많음  육종적 입장에서는 반응규격이 큰 유전자형이 바람직함

2) 침투율과 표현도

 

침투율

 

 

 

표현도(expressivity

 

* 다면발현(pleiotropy) 

 한 가지 유전자 생성물이 다른 여러 가지 형질에 관여하는 현상

 

* 가변성(plasticity) 

 동일한 유전자형의 형질이 환경변화에 따라 표현형이 다르게 나타나는 특성
예) 동남아시아의 부도(floating rice)

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