9급 농업직 공무원, 농촌지도사, 농업연구사 시험대비 꼭 알아두어야 할 재배학 요점 요약 정리 2. 작물의 유연성

2장. 작물의 유전성

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* 작물의 분화과정 : 유전적 변이의 발생

① 자연교잡과 돌연변이 → ② 도태와 적응 → ③ 순화 → ④ 적응형의 과정 → ⑤ 격절 ☞ 도태 ⇨ 적응 ⇨ 순화 ⇨ 고립

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* 야생형 벼의 분화과정 : 종자의 탈립과 산포능력 상실, 종실의 크기 대형화, 털, 까락 등과 같은 방어적 구조 퇴화, 종자의 휴면성 약화

↳ 작물은 수확즉시 저장, 이듬해 일제히 발아요구, 발아억제물질이 감소 또는 소실되는 방향으로 발달

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<생태종 - 생태형>

생태종(변종, 아종)	생태형
특정지역(환경)에 적응해서 생긴 것	생태종 내에서 재배 유형이 다른것
생태종 사이에서는 교잡친화성이 낮아 유전자 교환이 어렵기 때문에 형태적 차이 발생	생태형 간에는 교잡친화성이 높아 유전자 교환이 잘 일어난다.
<재배지역에 따라> 아시아벼 - indica, tropical japonica, temperate japonica	<재배양식에 따라> 벼 - 겨울벼(Boro), 여름벼(Aus), 가을벼(Aman) 보리 - 춘파형, 추파형

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* 작물의 유연관계는 유연이 먼 경우일수록 잡종종자가 생기기 힘들다. ☞ 유연관계 확인 방법 : 교잡, 염색체, 면역학(단백질 특성)

※ 통일벼 : 원연 3원교배 품종 (IR8 // Yukara / TN-1)

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* 품종

① 다른것과 구별되는 특성을 지니고 그 특성이 재배, 이용상 지장이 없을 정도로 균일하여 세대가 진전되더라도 균일한

특성이 변화하지 않는 개체군을 가리킨다.

② 작물의 기본단위이면서 재배적 단위로서 특성이 균일한 농산물을 생산하는 집단

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* 계통 : 품종을 재배하는 동안 이형유전자형 분리, 자연교잡, 돌연변이 이형종자의 기계적 혼입 등에 의하여 품종내에

유전적 변화가 일어나 새로운 특성을 지닌 변이체가 생기게 되는데 이러한 변이체의 자손을 계통이라고 한다.

보통 품종을 육성하기 위해 인위적으로 만든 잡종집단에서 특성이 다른 개체를 선발하여 증식한 개체군을 계통이라고

하며 계통 중에서 유전적으로 고정된 것(동형접합체)을 순계(pure line)이라고 한다.

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* 품종의 변천 : ① 다비다수성 품종으로 교체 ② 품종의 병해충 저항성 ③ 시장과 소비자의 기호변화 ④ 육종방법의 변화

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* 품종의 육성

① 재래품종에서 선발 ② 재래품종의 우량형질 조합 → 신품종

③ 유전적으로 거리가 먼 원연품종 또는 다른 생물종으로부터 유용유전자 도입 → 신품종

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* 변이의 종류

* 인위 돌연변이 우성변이는 M1(처리당대)에서 직접 나타나지만 열성변이는 M2 이후에 나타난다.

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* 생식체계

1) 자가수정 작물 타식률 4% 이하	벼, 보리, 밀, 귀리, 조, 콩, 담배, 땅콩, 아마, 토마토, 가지, 고추, 상추, 수박 - 화본과, 두류
2) 타가수정 작물 자식률 5% 이하	① 자웅이주 : 시금치, 아스파라거스 ② 자웅동주이화 : 옥수수, 오이, 호박, 수박, 참외 ③ 자웅동주동화 : 무, 배추, 양배추, 등 십자화과
3) 자가수분이 원칙이나 타가수분도 가능	피망, 갓, 수수, 목화, 유채, 수단그래스

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<속씨식물의 세대교번>

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* 아포믹시스(단위생식) : 무수정 종자 형성, 무수정 생식

* 세포주기

* 제 1감수분열 전기과정 : ① 세사기(염색사 출현) ⇨ ② 대합기(2중 염색체구조) ⇨ ③ 태사기(4분염색체 구조/키아즈마)

⇨ ④ 이중기(상동염색체간의 교차구조가 뚜렷이 보임) ⇨ ⑤ 이동기

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<자가불화합성과 웅성불임성>

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* 자가불화합성 : 암술과 화분의 기능이 정상적이나 자가수분으로 종자를 형성하지 못해 불임현상 발생

- 자가불화합성의 메커니즘은 암술머리에서 생성되는 특정단백질(S-glycoprotein)이 화분의 특정 단백질(S-protein)을인식하여 화합 · 불화합을 결정하게 된다.

① 배우체형 자가불화합성 : 화분(n)의 유전자가 화합 ․ 불화합을 결정(가지과, 볏과, 클로버)

② 포자체형 자가불화합성 : 화분을 생산한 식물체(포자체, 2n)의 유전자형에 의하여 화합 ․ 불화합이 결정(배추과, 국화과, 사탕무)

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* 화기의 구조적 원인

* 웅성 불임성 : 핵내 ms유전자와 세포질의 미토콘드리아 DNA가 관여

☞ 세포질 유전자 웅성불임성(CGMS)은 화분친의 임성회복유전자에 의하여 임성이 회복

☞ 세포질웅성불임성은(CMS)은 화분친에 관계없이 불임이 되므로 양파처럼 영양기관을 이용하는 작물에서 1대잡종을

생산하는데 이용된다.

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<염색체와 게놈>

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* 염색체 돌연변이

결 실	: 일부분이 절단되어 없어지는 것. 결실이형접합체는 결실부위에 해당하는 정상 염색체의 열성유전자가 발현되어 위우성 현상 발생
중 복	: 같은 염색체에 동일한 염색체 단편이 2개 이상 있게 되는 것으로 염색체의 위치가 변동하여 표현형이 달라지는데 이를 위치효과라고 한다.
역 위	: 염색체 단편이 180° 회전하여 다시 그 염색체에 결합함으로써 유전자의 배열이 달라지는 것. 역위가 일어난 부위에서는 교차의 억제현상이 나타난다.
전 좌	: 염색체 단편이 같은 염색체의 다른 위치 또는 다른 염색체로 이동하여 결합하는 것. 식물에서 흔히 볼 수 있다. * 달맞이꽃은 14개의 염색체중 12개가 상호전좌에 관련

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* 게놈돌연변이

☞ 고구마(6배체), 감자(4배체), 바나나(3배체)

* 씨없는 수박(2n=22) : 2배체 수박을 4배체로 하여 4배체 암술에 2배체 수술을 수분하여 3배체 수박을 만든다.

3배체 수박종자는 씨 없는 수박이 자란다.

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* 동질배수체 생육특성 : ① 감수분열시 다가염색체를 형성 ② 세포와 기관이 크다. ③ 영양번식 수단으로 이용

④ 생육이 느리다. ⑤ 임성이 나쁘다.

☞ 작물의 거의 절반은 정배수체이며, 정배수체의 대부분은 이질배수체이고 동질배수체는 10% 미만이다.

이수체는 주로 1염색체생물(2n-1)과 3염색체생물(2n+1)로 나타난다.

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* 배수체 작물

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<유전자의 구조와 발현>

* 유전자의 복제와 발현

* 트랜스포존 : 게놈의 한 장소에서 다른 장소로 이동하여 삽입될 수 있는 DNA 단편

↳ 유전분석과 유전자조작에 유용하게 쓰인다. 돌연변이를 유기하는데 유용

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* 유전자 클로닝 : 유전자 조작은 다른 생물의 DNA 가닥에서 잘라낸 DNA단편(외래유전자)을 운반체 DNA(vector)에 연결하여 재조합

DNA(recombinant DNA)를 만들고 그 재조합 DNA를 숙주세포에 도입하여 증식하는 과정을 통해 이루어진다.

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* 분자표지의 종류 : 교배분석 ⇨ 주로 Southern Hybridization 기술 이용

① RFLP : 핵 DNA를 제한효소로 처리하여 특이한 탐침을 이용하여 DNA 단편의 다형성을 확인

② Southern blotting - DNA Fragment 검출 ③ Nothern blotting - RNA Fragment 검출

④ Western blotting - 단백질 검출

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* PCR 분석

* 품종의 특성유지 방법 : 품종퇴화 방지

① 개체 집단선발 ② 계통 집단선발 ③ 주보존 ④ 격리재배

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* 작물별 염색체 수

* 복대립유전자는 같은 유전자좌에서 반복적으로 돌연변이가 일어난 결과이다.

* 한 유전자산물이 여러 가지 형질에 관여하는 것을 유전자의 다면발현이라 함.

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* Hardy - Weinberg 법칙(추가)

① 집단에서 무작위 교배

② 돌연변이와 자연선택 및 개체의 이주가 일어나지 않는다.

③ 개체의 생존율과 번식률이 동등할 때 그 집단은 유전적 평형을 이룬다.

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* 유전적 부동 : 대립유전자 빈도가 무작위적으로 변동

※ 집단의 크기가 작은 경우 유전적 부동에 의하여 대립유전자 빈도가 변화한다.

근친교배가 일어나는 집단은 동형접합체 비율이 증가되고 이형집합체 비율은 감소됨으로써 유전자형 빈도에 영향을

끼친다. 또한 유전구성이 다른 집단 상호간의 개체이주는 대립유전자빈도에 영향을 끼친다.

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* 프라스마 진(plasmagene) - 세포질 유전

- 세포질중에 있어서 유전적인 형질의 발현을 지배하는 인자로서 핵내의 유전자에 대응한다. plasmon이 세포질 전체가

가지는 성질을 말하는데 대해서 plasmagene은 세포질내의 실제 또는 가정적인 특징의 구조 또는 함유물을 총칭한다.

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* 세포질 유전 : 핵외유전 - 비멘델식 유전 / 핵외유전은 정역교배의 결과가 일치하지 않고, 멘델의 법칙이 적용되지 않으며

또한 핵외유전자는 핵 게놈의 유전자지도에 포함될 수 없고, 핵 치환을 하더라도 세포질 유전은 계속되는

특징을 나타낸다.

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* 폴리진(polygene) - 양적형질

- 각각의 유전자의 작용은 매우 약하나 여러 개가 함께 작용하여 양적으로 나타나는 형질의 발현에 관계되는 유전자군을

폴리진계라고 하고 개개의 유전자를 폴리진이라 한다. 폴리진은 멘델의 법칙을 따르지만 멘델식 유전분석을 할 수는

없다. 따라서 양적 형질은 분산과 유전력 등을 구하여 유전적 특성을 추정한다.

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* 연속변이를 하는 양적 형질의 표현형 분산은 유전분산과 환경분산을 포함한다. 유전력은 표현형 분산에 대한 유전분산의 비율을 말하며, 0~1까지의 값을 가진다. 유전력은 양적형질의 선발지표로 이용된다. 자식성 작물의 육종에서 유전력이 높은 양적 형질은 초기세대에 집단선발을 하고 후기세대에는 개체선발을 하는 것이 바람직하다.

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* 멘델의 제 1법칙은 감수분열을 할 때 대립유전자쌍이 분리된다는 것이 핵심.

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* 유전자 지도

- 연관된 두 유전자 사이의 재조합빈도는 유전자간 거리에 비례하며 재조합빈도를 이용하여 유전자들의 상대적인 위치를 표시한 그림을 유전자지도

- 유전자지도에서 지도거리 1단위(1cM)는 재조합빈도 1% 이며 이것은 100개의 배우자 중에서 재조합형이 1개 나올 수

있는 유전자간 거리이다.

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* 연관과 교차

① 연관군의 수는 배우자의 염색체수 만큼 있다.

② 대립유전자의 유전자형이 같으면 교차가 일어난 개체와 일어나지 않은 개체의 표현형은 같다.

③ 염색체의 교차는 제1감수분열기의 전기에 일어난다.

④ 같은 염색체 상에 여러 유전자들이 함께 있는 것을 연관이라고 하고, 연관된 유전자 그룹을 연관군이라고 한다.

연관군의 수는 배유자의 염색체만큼 있다. 벼는 배우자의 염색체수가 n=12 이므로 12개의 연관군이 있다.

⑤ 같은 염색체에 연관된 유전자들은 감수분열 과정에서 상동염색체가 분리할 때 협동한다. 그러나 제1감수분열 전기의

태사기 2가염색체의 비상동염색분체간 교차로 인하여 연관된 유전자가 재조합됨으로써 재조합형 배우자가 생긴다.

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* 유전력은 표현형 분산에 대한 유전분산에 대한 비율로 0~1값이다. 유전력이 높은 형질을 표현형 변이 중에서 유전적

요인의 비중이 크다는 것이지 그 형질이 환경에 의하여 변화하지 않는다는 것은 아니다.

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* 변경유전자 : 주동 유전자의 작용을 질적 / 양적으로 조절하는 유전자를 변경유전자라하고

변경유전자는 주동 유전자가 있을 때만 작용한다.

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* 유전자 작용과 환경 : 유전자형은 환경과의 상호작용으로 표현형이 나타나는데 같은 유전자형이 나타내는 표현형의

범위를 그 유전자의 반응규격이라고 하며 그 크기는 유전자형에 따라 다르다.

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* 계통 육종 : F2에서는 육안감별이 쉬운 질적형질 또는 유전력이 높은 양적형질을 집중적으로 선발,

수량은 폴리진이 관여하고 환경의 영향을 크게 받기 때문에 F2의 개체 선발이 의미 없다.

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* 작물육종을 위한 유전변이 작성

① 목표형질을 가진 계통을 선발하면 우수품종과 인공교배

② 영양번식 작물에 체세포 돌연변이를 일으키며 정상조직과 변이 조직이 함께 있는 키메라를 얻는다.

③ 조직배양을 하는 배지에 스트레스 처리를 하며 변이세포를 선발한다.

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* 상반순환선발법(상호순환선발) : 조합시킬 2개의 기본집단을 사용하여 상반교잡을 하면서 순환선발을 실시하며

일반조합능력과 특정조합능력의 쌍방에 대하여 선발하는 방법. 3년 1기로 한다. / 일반 + 특정조합

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* 여교배 육종 : 통일찰(벼)은 여교배 육종을 하여 육성 : 반복친(통일벼) × 1회친(IR83) = 통일찰

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* 배수성 육종의 염색체 배가 방법

① 콜히친 처리 - 염색체가 분리되는 세포분열 중기에 방추사 형성을 저해하여 염색체 분리가 안 된다.

※ 튜블린은 알칼로이드의 일종인 콜히친과 특이적으로 결합하는 성질이 있어서 콜히친을 처리하면 미세소관이

형성되지 않는다.

② 아세트나프텐 처리 ③ 절단법 ④ 온도처리법

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* 배수성 육종

- 약배양은 화분배양 보다 배양이 간단하고 식물체 재분화율이 높다.

- 배수성육종의 동질배수체는 주로 3, 4배체 육성을 주로 한다. - 사료 및 화훼류 등이 많이 이용한다.

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* 합성품종 : 여러 개의 우량계통(보통 5~6개의 자식계통을 사용함)을 격리포장에서 자연수분 또는 인공수분으로 다계교배

(여러 개의 품종이나 계통을 교배하는 것)시켜 육성한 품종을 말한다. 합성품종은 여러 계통이 관여된 것이기 때문에

세대가 진전되어도 비교적 높은 잡종강세가 나타나고, 유전적 폭이 넓어 환경변동에 대한 안정성이 높으며 자연수분에

의하여 유지되므로 채종노력과 경비가 절감된다. 합성품종은 영양번식이 가능한 타식성 사료작물에서 널리 이용된다.

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* 집단육종 : 잡종 초기세대에는 선발하지 않고 혼합채종과 집단재배를 반복한 후 집단의 80% 정도가 동형접합체로 된

후기세대에 가서 개체선발하여 순계를 육성하는 육종방법

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* 집단선발 : 타식성 작물의 품종은 타가수분에 의하여 불량개체나 이형개체가 분리되므로 반복적인 선발이 필요하다.

타식성 작물의 계통집단선발은 기본집단에서 선발한 우량개체를 계통재배하고 거기서 선발한 우량계통을 혼합채종하여

집단(품종)을 개량하는 방법이다. 이 방법은 선발한 우량개체의 우수성을 확인하므로 단순한 집단선발보다 육종효과가 확실

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* 1개체 1계통법 : 집단육종과 계통육정의 이점을 모두 살리는 육종방법으로서

- 잡종초기 세대에 집단재배를 하므로 유용유전자를 유지

- 육종규모가 작기 때문에 온실등에서 육종연한 단축가능

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* 여교배 육종의 성공요인

① 만족할 만한 반복친이 있어야 한다.

② 여교배를 하는 동안 이전형질(유전자)의 특성이 변하지 말아야 한다.

③ 셋째 여러번 여교배를 한 후에 반복친의 특성을 충분히 회복해야 한다.

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* 유전자원에는 작물의 재래종, 육종품종, 근연 야생종은 물론, 세포, 캘러스, DNA 등도 포함한다.

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* 신품종 종자증식

- 고랭지에서 채종한 벼 종자는 평야지에서 생산된 종자보다 빨리 출수한다. 또한 찬 지역의 벼 종자는 휴면이 생기지 않고 봄에 빨리 발아한다. 밭벼 품종은 밭보다 논에서 채종한 것이 더 좋다.

- 옥수수의 기본식물은 매 3년마다 톱교배에 의한 조합능력 검정을 실시하며, 감자는 조직배양에 의하여 기본식물을 만든다.

※ 종자갱신 주기 : 벼, 보리, 콩 등 자식성 작물의 종자갱신 연한은 4년 1기

옥수수와 채소류의 1대잡종품종은 매년 새로운 종자를 사용

증수효과 : 벼 6%, 맥류 12%, 감자 50%, 옥수수 65%

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* 잡종강세 교잡

- 잡종강세가 가장 큰 것은 단교배 1대잡종 품종이나 채종량이 적고 비싸다는 단점이 있다.

- 복교배 품종은 채종량은 많으나 단교배에 비해 균일하지 못하다는 단점이 있다.

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<작물의 잡종강세 비율>

ㆍ잡종강세가 비교적 큰 옥수수의 경우 92~240%, 호밀의 경우 86~329%의 범위를 보인다.

ㆍ채소작물의 잡종강세는 5~106%이며

- 아스파라거스, 가지, 브로콜리 등이 비교적 높고 - 멜론, 오이, 수박 등이 잡종강세가 낮다.

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* 돌연변이 육종

① 근연종 사이에는 비슷한 돌연변이도 상당히 일어나며 이것을 평행 돌연변이

② A→a ☞ a→A로 되돌아온 돌연변이가 복귀돌연변이

③ 돌연변이가 어떤 유전질에 일어나느냐에 따라서 유전자 돌연변이, 염색체, 색소체 돌연변이 등으로 구분된다.

※ 단일유전자에 대해 유효

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* 인위 돌연변이체의 낮은 수량

① 돌연변이 유전가가 원품종의 유전배경에 부적합

② 돌연변이체는 세포질에 결합 발생 가능

③ 돌연변이가 일어날 때 다른 유전형질이 열악해질 수 있다.

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* 토양 유기물이 분해할 때 생기는 이산화탄소나 공기중의 이산화탄소는 빗물, 관개수 등에 용해되어 탄산을 생성, 이 탄산이 치환성 염기의 용탈을 조장한다. 또한 강우량이 많거나 관개를 하면 토양은 점점 산성으로 진행, 유기물이 분해할 때 생기는 각종 유기산이 토양 염기의 용탈을 조장

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* 토양공기 조성

 

* 입단의 파괴와 형성

- 나트륨 이온의 첨가 : 점토의 결합을 느슨하게 하여 입단을 파괴한다.

- 유기물과 석회의 시용 : 유기물이 분해될 때 점질물질은 토양입자를 결합

석회는 유기물의 분해를 촉진하고 또 칼슘이온 등은 토양입자들을 결합하는 작용이 있다.

※ 지나친 경운으로 입단이 파괴되는 것은 단순히 토양이 부서지므로 발생하기 보다 경운으로 인해 산소공급이 원활해지고 이에 유기물의 분해가 빨리 진행되므로 유기물의 입단형성 기능(미생물활동 약화)이 약해지게 되며 지렁이도 살수 없는 환경이 된다.

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* 토양수분 : 포장용수량 = 수분당량 = 최소용수량

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* 잉여수분은 최대 용수량 이상의 과습한 상태의 토양수분이다.

※ 포장용수량 이상은 중력수로서 오히려 토양통기를 저해하여 작물생육에 이롭지 못하다.

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* 증산계수 : 생육적온 이상으로 온도가 높아지면 증산계수는 높아진다.

↳ 식물의 건물 1g을 생산하는데 필요한 증산량(g)의 값을 증산률 또는 증산계수라고 한다.

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* 요수량 : C3 > C4

※ 광부족이나 공기습도의 저하 및 척박한 토양에서는 요수량이 커진다.

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* 작물의 최적용기량 : 10 ~ 25%

※ 작물생육의 최적 함수량은 작물에 따라 차이가 있지만 최대용수량의 60~80%의 범위, 즉 포장용수량 부근에 있다.

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<멘델의 법칙>

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* 멘델의 가설과 유전법칙

① 지배(우성, 우열)의 법칙 : 우성형질만 나타나고 열성형질은 나타나지 않는 현상

☞ 정역교배를 통해 결과 입증 - 자방친의 특성만을 닮는다면 이는 세포질적 유전이다.

② 분리의 법칙(제 1법칙) : 2세대에서 우성과 열성의 두 형질이 3:1비율 분리, 감수분열을 할 때 대립유전자쌍이 분리

☞ 검정교배로 확인가능 : F1을 그 형질에 대하여 열성인 개체와 교배하는 것으로 어떤 개체의 유전자형 배우자의

분리비를 알 수 있다.(분리비가 1:1로 나온다.)

③ 독립의 법칙(제 2법칙) : 대립유전자가 서로 간섭받지도 간섭하지도 않으며 후대로 유전 연관유전자에 적용되지 않는 법칙

서로 다른 염색체에 있는 비대립유전자들이 독립적으로 분리하는 것

☞ F2 표현형 분리비 9:3:3:1, F1 분리비 1:1:1:1

☞ 독립의 법칙은 같은 염색체에 연관되어 있는 비대립유전자에는 적용되지 않는다.

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* 세포질 유전 : 정역교배에 의해 세포질 유전 여부 판정 가능 / 세포질유전에 관여하는 유전요소를 플라스마진

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* 유전자형의 표현형(공식) - n은 대립유전자쌍 ※ F2-1쌍의 대립유전자를 기준으로 늘어나는 유전자쌍만큼 n승을 해주면 된다. 단, 배우자 제외

* 자가수정시 동형접합체의 비율

* 자가수정시 동형 및 이형접합체 빈도(m세대 n쌍의 대립 유전자) ※ 이형접합체는 자식에 의하여 비율이 1/2씩 감소한다

※ n=100, m=12일 경우 동형접합체 95%, 이형접합체 5%

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* 상인 상반시 교차율

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<유전자 상호작용>

* 비대립유전자 상호작용의 유형

* 유전자 상위성 : 상위성은 우성과 다른 것이다. 우성은 대립유전자 사이의 관계이고, 상위성은 비대립유전자 사이의 상호작용을 뜻한다.

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* 질적형질과 양적형질의 비교

* Hardy-Weinberg법칙 : 이상적인 조건을 갖춘 멘델집단에서는 대립 유전자의 빈도가 거듭하여도 변하지 않고 평형상태 유지

① 집단의 크기가 충분히 커야 한다. ② 집단 내에서 교배가 자유롭게 일어나야 한다.

③ 돌연변이가 일어나지 않아야 한다. ④ 다른 집단과의 유전자 교류가 없어야 한다.

⑤ 특정 대립 유전자에 대해 자연선택이 작용되지 않아야 한다.

☞ 한가지라도 불충족시 집단의 유전자 빈도 변화(진화)

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<연관과 재조합 및 유전자 지도>

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* 교차가 일어나는 부분을 키아즈마라고 하며 교차는 염색체상의 유전자의 위치가 멀수록 잘 일어난다.

☞ 제1감수분열 전기의 태사기에 2가염색체의 비상동염색분체간 교차로 인하여 연관된 유전자가 재조합됨으로써

재조합형 배우자가 생긴다.

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* 유전력이 높으면 선발효율이 높고, 유전력이 낮으면 환경요인에 의한 영향이 커서 선발효율이 낮다.

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* 자식성 작물의 경우 잡종집단에서는 후기세대에서 homo개체가 증가할수록 유전력이 높아진다.

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* 재조합 빈도

① 전체 배우자 중 재조합의 비율을 재조합 빈도(RF)라고 한다. ② 연관된 유전자 사이의 재조합 빈도는 0~50% 범위에 있다.

☞ 완전연관 : 양친과 다른 유전자형이 전혀 생기지 않는 경우

③ 유전자 사이의 거리가 멀수록 재조합 빈도는 높아진다. ④ RF = 50은 유전자들이 독립적임을 나타낸다.

⑤ RF = 0은 재조합형이 하나도 안나온 것으로 이를 완전연관 이라고 한다.

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<육 종>

※ 기본육종밥법 : 육종목표 설정 → 육종재료 및 육종방법 결정 → 변이작성 → 우량계통 육성 → 생산성검정 → 지역적응성 검정 → 신품종 결정 및 등록 → 종자증식 → 신품종 보급

1) 도입육종법 통관검사 → 격리재배 → 특성조사 → 종자보급

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2) 분리육종법

<johannsen의 순계설=""></johannsen의>

* 분리육종의 이론적 근거는 완전한 순계는 선발의 효과가 없다

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① 순계분리법(자식성) → 방황변이와 유전적 변이를 구별하기 위해 후대검정을 한 다음

생산력 검증 지방적응성 검증을 마친 후 표준품종보다 우수하면

신품종으로 결정

② 계통분리법(타식성) → ①집단선발 ②계통집단선발 ③성군집단선발 ④1수 1렬법

⑤직접법 ⑥잔수법

③ 영양계분리법 → 고구마(6x), 감자(4x), 바나나(3x) 등은 감수분열시 다가염색체를

형성하므로 불임률이 높아 아조변이에 의한 실생묘를 선발, 육종

* 잡종 강세가 가장 큰 것은 단교배 1대 잡종 품종이나 채종량이 적고 종자가격이 비싸다는 결점이 있다.

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* 1대 잡종 종자의 채종

인공교배 : 오이, 수박, 호박, 멜론, 참외, 토마토, 가지, 피망

웅성불임성 이용 : 당근, 상추, 고추, 쑥갓, 파, 양파, 옥수수, 벼, 밀

자가불화합성 이용 : 무, 배추, 양배추, 브로콜리, 순무

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* 배수성 육종 : 3배체 이상의 배수체는 2배체에 비하여 세포와 기관이 크고 병해충에 대한 저항성이 증대하며 함유성분이 증가하는 등 형질변화가 일어난다

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* 돌연변이 육종법 장 ․ 단점 비교

☞ 돌연변이 육종은 교배육종이 어려운 영양번식작물에 유리

자식성 작물은 M1 식물체의 이삭(화본과)이나 가지(두과) 또는 과방(토마토)단위로 채종하여 M2계통으로 재배하고

돌연변이체를 선발 - 우성형질은 M1 당대에 발현, 열성형질은 M2에서 부터 발현

타식성 작물은 이형접합체가 많으므로 돌연변이원을 종자 처리한 후대에는 돌연변이체를 선발하기 어렵다.

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* 종속간 교잡시 난점

① 품종간 교잡은 비교적 용이하지만 이종속간 교잡은 일반적으로 어렵다.

② 잡종식물의 불임성이 나타나기 쉽다. ③ 불량 유전자가 도입되기 쉽다.

④ 위잡종이 생기기 쉽고, 진정잡종이 생기더라도 대개 종자립이 몹시 작아서 발아하기 곤란한 경우가 많다.

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* 체세포 잡종 : 보통 유성생식에 의한 잡종은 핵만 잡종이나 체세포잡종은 핵과 세포질 모두 잡종이다. 생식과정을 거치지 않고 다른 식물종의 유전자를 도입할 수 있으므로 육종재료의 이용범위를 크게 넓힐 수 있다.

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* 세포질 잡종 : 세포융합에서 핵과 세포질이 모두 정상인 나출원형질체와 세포질만 정상인 나출원형질체가 융합하여 생긴 잡종

세포질만 잡종이므로 웅성불임성의 도입, 광합성 능력의 개량 등 세포질 유전자에 의하여 지배받는 형질개량에

유리하다.

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* 형질전환을 이용한 식물 육종의 실제 : 보합 DNA 유전자은행(cDNA Library)의 구축

① mRNA 추출 → ② 역전사효소에 의한 cDNA 합성 → ③ cDNA를 운반체(vector)에 삽입 → ④ dDNA 클론의 동정

☞ 내충성 - Bt유전자 ☞ 제초제 저항성 - bar ․ aroA유전자 ☞ 바이러스에 저항성인 외피단백질 유전자

☞ 플레이버 세이버(Flavr Savr) : 폴리갈락투로나아제라는 효소의 유전자를 억제한 안티센스(antisense) RNA 기술

☞ 역전사 효소(reverse transcription)는 유전자 은행을 만드는데 사용

※ 유전자 전환에 의한 형질전환 육종과정

↳ ① 유전자 클로닝 → ② 벡터에 도입 → ③ 형질전환캘러스 선발 → ④ 식물체 재분화 → ⑤ 형질전환품종육성

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* 조직배양의 기본적인 작업순서 : 작물선정 → 배양방법 및 배지 결정 → 살균 → 치상 → 배양 → 경화 → 이식

☞ 식물의 생장점을 조직배양하면 세포분열 속도가 빨라서 바이러스가 증식하지 못하며 바이러스 무병묘를 얻을 수 있다.

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* 비멘델식 육종방법 : ① 염색체 조작 ② 유전자조작 ③ 세포질조작

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<유전자원의 보존과 이용>

* 우량품종 및 우량종자의 조건 : 구별성, 균일성, 영속성, 신규성, 우수성

* 신품종의 3대 구비조건(DUS) : 구별성(Distinctness), 균일성(Uniformity), 안정성(Stability)

* 종자 산업법상 신품종의 품종보호 요건 : 신규성, 구별성, 균일성, 안정성, 고유한 품종명칭

* 종자갱신 주기 : ① 벼, 보리, 콩 : 4년 ② 감자, 옥수수 : 매년 갱신

☞ 종자갱신에 의한 증수효과 : 벼 6%, 맥류 12%, 감자 50%, 옥수수 65%

* 일반재배에 비교한 종자 생산 포장의 채종량 : 원원종포 50%, 원종포 80%, 채종포(보급종) 100%

* 신품종 종자 증식 : 채종조건은 우량종자를 생산하는데 영향을 미친다.

고랭지에서 채종한 벼 종자는 평야지에서 생산된 종자보다 빨리 출수, 찬지역의 벼 종자는 휴면이

생기지 않고 봄에 빨리 발아, 밭벼 품종은 밭보다 논에서 채종한 것이 더 좋다.

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* GMO작물의 개발

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