타식성 식물에서 시도되고 있는 배수성 육종에서 오랜 기간 주목되어 온 반수체 유도 유전자를 응용 사례를 이용하여 설명하고 의의에 대해 논하라 (30점, 참고문헌 5점 포함)



- 목 차 -

I. 서 론

II. 본 론
1. 반수체 유도 유전자
2. 응용 사례와 의의

III. 결 론

참고문헌


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I. 서 론

같은 식물체에서 생긴 정세포와 난세포가 수정하는 것을 자가수정 또는 자식 이라 하고 서로 다른 개체의 정세포와 난세포가 만나 수정되는 것을 타가수정 또는 타식 이라고 한다. 그런데 식물 중에는 주로 자식에 의해 번식하는 것이 있고 타식으로 번식하는 것이 있다. 자식에 의해 번식하는 식물을 자식성 식물이라 하고 그 반대를 타식성 식물이라 한다. 타식성 식물은 타가수정을 위해 남의 꽃가루받이가 있고, 박과, 배추과, 옥수수 등이 있다.
반수체 식물은 자연 상태에서 극히 낮은 빈도로 나타나는데 이는 이용하는 측면에서 볼 때에는 불리한 요소로 작용하지만 식물체의 입장에서는 자손의 수의 감소와 직결되기 때문이다. 따라서 자연 상태의 반수체의 빈도가 증가하기를 기대하기보다는 인위적으로 제어할 수 있는 방법을 개발하여 사용하고 있다.
반수체 육종의 응용 사례는 육종 효과를 높이고 육종 기간을 단축시키기 위한 주요 전략으로 활용된다. 전통 식물 육종은 고도의 동형접합성이면서 안정적인 품종을 제공하기 위해 6~7세대에 이르는 자가 수분 과정을 필요로 한다. 배가된 반수체의 생산은 2세대 내에 재조합 반수체 유전체를 효과적으로 수정함으로써 기존의 긴 육종 과정에 비해 그 과정을 극적으로 줄이고 비용을 절감한다.
이 레포트는 타식성 식물에서 시도되고 있는 배수성 육종에서 오랜 기간 주목되어 온 반수체 유도 유전자를 응용 사례를 이용하여 설명하고 의의에 대해 논하였다.


II. 본 론

1. 반수체 유도 유전자

1) 반수체의 생성
일반적으로 유성생식을 하는 식물은 생식 생장 과정을 거치면서 다음 대의 개체를 형성하게 되는데, 드물게는 접합 없이 난핵 또는 웅핵이 단독으로 발육하여 배를 형성하는 경우도 있다. 이러한 식물체는 염색체의 수가 정상개체의 반수에 해당하는 염색체만 가지게 되므로 반수체(haploid)라고 명명하고 있고, 배수적인 측면에서는 이러한 현상을 반수성(haploidy)라고 부르고 있다. 즉 반수체란 어떤 식물종의 체세포 내에 그들의 배우자가 갖는 염색체의 수와 동일한 수의 염색체를 갖는 개체를 말한다.
자연 상태에서 발견되는 반수체는 일종의 비정상적인 생식과정에 의해 생성되는 것으로서 발생기원 면에서 보면 수정되지 않은 난세포가 발육하여 배를 형성하는 처녀생식(gynogenesis), 웅성배우자나 웅핵이 단독으로 발육하여 배를 형성하는 동정생식(androgenesis), 배낭 내의 체세포 이외의 조세포(synergid)나 반족세포(antipodal cell)가 배를 형성하는 무배생식(apogamy) 등 크게 3가지 과정에 의해 반수체가 발생되지만, 식물에 따라서는 웅핵과 난핵으로부터 유래된 염색체가 각각 반감되어 키메라형 반수체를 형성하는 양핵단위생식(semigamy)도 알려져 있다.

2) 반수체 유도 유전자
반수체는 감수분열 할 때 2가염색체를 형성하지 못하여 완전불임이고 생육도 빈약하여 실용성은 없다. 육종재료로서 이용가치가 매우 높다. 2배체의 반수체는 상동염색체가 한 개로 열성형질의 선발이 쉽다. 반수체의 염색체를 배가하면 바로 고정된 순계를 육성할 수 있다.
단수성 반수체(monohaploid)는 2배체(2n=2x, 게놈 예: AA)에서 생긴 반수체(2n=x, 게놈 예: A)이며, 배수성 반수체(polyhaploid)는 배수체(2n=4x, 게놈 예: AABB)로 부터 얻은 반수체(2n=2x, 게놈 예: AB)이다. 상동게놈이 한 개뿐이므로 열성형질의 선발이 쉽고 염색체를 배가시키면 곧바로 동형접합체를 얻는다. 모든 유전자형의 반수체가 손쉽게 지속적으로 대량 생산 해야 하며 2배성 반수체 계통의 특성이 안정적이여야 하고 2배성 반수체의 집단은 모든 배우자의 유전자형을 무작위로 포함해야 한다.
순계를 단기간에 육성하여 육종연한을 단축시키고 선발효과가 높으나 양친간 유전자 재조합 기회가 이 배우자 형성 할 때 한 번 뿐이며 1년차에 순계를 선발하여 환경적응성을 선발할 기회가 없는 단점이 있다.
반수체 작성은 약 또는 화분배양은 배양이 간단하고 식물체 재분화율이 높다. 화분배양보다 약배양이 간단하고 식물체 재분화율도 높다. 화분배양은 화분(배우자)의 유전적 특성을 구명하거나, 캘러스에 외래유전자를 도입 형질전환 식물체를 얻는데 유용하다. 약배양은 약의 전처리, 배지조성, 온도 그리고 광의 처리가 중요하다.


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