1-33. 타식성 작물 육종

1. 타식성 작물 집단의 유전적 특성

1)  자식약세(=근교약세)

①  의미

• 타식성 작물을 인위적으로 자식시키거나 근친교배를 하면 작물체의 생육이 불량해지고 생산성이 떨어지는 약세 현상
• 타식성 작물은 타가수분을 하므로 이형접합체가 대부분임

②  원인

• 자식이나 근친교배에 의해 이형접합체가 동형접합체로 됨
• 이형접합체의 열성유전자가 분리되기 때문

2)  잡종강세

①  의미

• 타식성 작물의 근친교배로 약세화한 작물체 또는 빈약한 자식계통끼리 교배하면 그 F1은 양친보다 왕성한 생육이 나타나는 현상
• 타식성 작물에서 크게 나타남(자식성 작물에서도 나타남)

②  원인

우성설	F1에 집적된 우성유전자들의 상호작용에 의하여 잡종강세가 나타난다는 이론
초우성설	잡종강세유전자가 이형접합체(F1)로 되면 공우성이나 유전자 연관 등에 의해 잡종강세가 나타난다는 이론

③  특징

• 잡종강세는 양친 간 유전거리가 멀수록 크게 나타남
• 벼의 경우 조합에 따라 50% 이상 잡종강세가 나타났고, 옥수수의 경우 180%의 증수효과가 나타남
• 채소작물의 경우 가지 · 아스파라거스에서 비교적 높고, 수박 · 오이 등에서 낮음

3)  타식성 작물 육종의 의의

• 타식성 작물은 자식이나 근친교배를 하여 동형접합체 비율이 높아지면 집단의 적응도가 떨어지므로 타가수분을 통해 적응에 유리한 이형접합체를 확보하게 됨
• 타식성 작물의 육종은 근교(자식)약세를 일으키지 않고 잡종강세를 유지하는 우량집단(품종)을 육성하는 것임

4)  잡종강세의 기구

①  비대립유전자간의 작용(유전자자리 간 상호작용)

우성유전자연관설	생활상 유리한 우성유전자가 연관관계로 인하여 F1에 더욱 많이 모여서 잡종강세를 나타내는 경우
유전자작용의 상승적 효과설	유전자 사이의 상승적 작용에 의해 발현되는 형질의 경우 [예] 과수와 과중의 상승적인 수량

②  대립유전자 간의 작용(유전자자리 내 상호작용)

초우성설	헤테로상태인 Aa가 호모상태인 AA보다 형질발현에 더욱 강한 작용을 보이는 경우 [예] 옥수수, 보리, 밀
복대립유전자설	A1 유전자에 대해 A2, A3, A4 등의 복대립유전자가 분화하고 있을 때 교잡에 의해 헤테로상태의 조합이 되면 잡종강세가 나타나는 경우

③  세포질과 생리적 작용

세포질설	상반교배(정역교배), 즉 A×B 및 B×A의 경우 잡종강세의 정도가 다른 점으로 보아 세포질이 잡종강세에 관여한다고 보는 설
생리적 작용설	잡종은 배가 크고 그것이 그 뒤의 생육에 영향을 미치며, 잡종은 생육 초기부터 생리작용이 왕성하다고 보는 설

※  여러 가지 육종의 근거

자식성 작물의 선발이론 근거	이형접합체 감소, 동형접합체 증가
교배육종의 이론적 근거	조합육종, 초월육종
잡종강세의 원인	우성설, 초우성설
근교(자식) 약세의 원인	자식에 의해 동형접합체가 증가하고, 이형접합체의 열성유전자가 분리되기 때문

2. 타식성 작물의 육종방법

1)  집단선발

①  타식성 작물의 분리육종

• 타식성 작물의 품종은 타가수분에 의하여 불량개체나 이형개체가 분리되므로 반복적인 선발이 필요함
• 근교(자식)약세를 방지하고, 잡종강세를 유지하기 위해서 순계선발을 하지 않고 집단선발이나 계통집단선발을 함

②  집단선발

• 기본집단에서 우량개체를 선발하고 혼합채종하여 집단재배하고, 집단 내의 우량개체 간에 타가수분을 유도함으로써 품종을 개량해 나감
• 집단을 개량할 때 다른 품종(집단)의 화분이 수분되는 것을 방지하기 위해 격리가 필요함
• 기본집단 : 자연적, 인위적으로 작성한 최초의 변이집단

③  계통집단선발

• 기본집단에서 선발한 우량개체를 계통재배하고, 거기서 선발한 우량계통을 혼합채종하여 집단(품종)을 개량하는 방법
• 계통집단선발은 단순한 집단선발보다 선발한 우량개체의 우수성을 확인하므로 육종효과가 확실함

2)  순환선발

①  의미 

• 순환선발은 우량개체를 선발하고 그들 간에 상호교배를 함으로써 집단 내에 우량유전자의 빈도를 높여가는 육종방법
• 타식성 작물에서 실시
• 종류 : 단순순환선발, 상호순환선발

②  단순순환선발

• 단순순환선발은 기본집단에서 선발한 우량개체를 자가수분하고 동시에 검정친과 교배함, 검정교배 F1 중에서 잡종강세가 높은 조합의 자식계통으로 개량집단을 만들고, 개체 간에 상호교배 하여 집단(품종)을 개량함
• 단순순화선발은 일반조합능력(GCA)을 개량하는데 효과적이며, 3년 주기로 반복하여 실시

③  상호순환선발

• 상호순환선발은 두 집단 A, B를 동시에 개량하고자 상대를 각각 검정친으로 활용하는 방법
• A집단의 개량에는 B집단을 검정친으로 사용하고, B집단의 개량에는 A집단을 검정친으로 사용
• 두 집단에 서로 다른 대립유전자가 많을 때 효과적, 일반조합능력(GCA)과 특정조합능력(SCA)을 함께 개량할 수 있고, 3년 주기로 순환선발을 계속함

3) 합성 품종

①  의미

• 여러 개의 우량계통(보통 5~6개의 자식계통을 사용함)을 격리포장에서 자연수분 또는 인공수분으로 다계교배시켜 육성한 품종
• 다계교배 : 여러 개의 품종이나 계통을 교배하는 것( A/B//C///D/4/E)

②  특징

• 합성품종은 여러 계통이 관여된 것이기 때문에 세대가 진전되어도 비교적 높은 잡종강세가 나타남
• 유전적 폭이 넓어 환경변동에 대한 안정성이 높음
• 자연수분에 의하여 유지되므로 채종노력과 경비가 절감됨

③  이용

• 합성품종은 영양번식이 가능한 타식성 사료작물에서 널리 이용됨