육종에 대해 알아보기

1. 육종과정

  작물육종은 목표형질에 대한 유전변이를 만들고, 우량한 유전자형을 선발하여 신품종으로 육성하며 이를 증식하고 보급하는 과학기술이다. 육종과정은 육종목표 설정부터 신품종 보급에 이르기까지 여러단계를 거친다. 육종목표를 설정할 때에는 기존 품종이 지닌 결점의 보완, 농업인과 소비자의 요구, 미래의 수요 등에 부합하는 형질의 특성을 구체적으로 정한다. 육종목표가 정해지면 그에 적합한 육종재료를 선정하고 육종방법을 결정하는데 이 단계에서는 대상작물의 생식방법과 목표형질의 유전방식을 아는 것이 중요하다. 변이작성은 자연변이를 이용하거나, 인공교배, 돌연변이유발, 염색체조작, 유전자전환 등 인위적인 방법을 사용한다. 유전변이가 만들어지면 반복적인 선발을 통해 우량계통을 육성하는데 이 단계는 여러 해가 걸리고 많은 계통을 재배할 포장과 특성검정을 위한 시설, 인력, 경비 등이 필요하다. 육성한다 우량계통은 생산성 검정과 지역적응성 검정을 거쳐 신품종으로 결정한다. 신품종은 국가기관에 등록하고 종자 증식체계에 의하여 보급종자를 생산하며 종자 공급절차에 따라 농가에 보급한다.

2. 자식성 작물과 타식성 작물의 육종

  유전적 특성으로 자식성 작물은 자식에 의하여 집단 내에 이형접합체가 감소하고 동형접합체가 증가하는데 이는 잡종집단에서 우량유전자형을 선발하는 이론적 근거가 된다. 자식성 작물의 육종방법은 순계선발, 교배육종, 여교배육종이 있다. 재래종 집단에서 우량한 유전자형을 가진 개체를 선발하여 계통재배하면 동형접합체로부터 나온 자손인 순계를 얻을 수 있고, 일본의 순계는 생산성 검정과 지역적응성 검정을 거쳐 우량품종으로 육성되는데 이를 순계선발이라고 한다. 교배육종은 재래종 집단에서 우량한 유전자형을 선발할 수 없을 때 인공교배로 새로운 유전변이를 만들어 신품종을 육성하는 육종방법이다. 현재 재배되고 있는 대부분의 작물품종은 교배육종에 의해 육성된 것들이다. 여교배육종은 우량품종에 한두가지 결점이 있을 때 이를 보완하는데 효과적인 육종방법이다. 여교배는 양친 A 와 B 를 교배한 F1 을 양친 중 어느 하나와 다시 교배하는 것이다. 여교배를 한번만 사용하는 교배친을 1회친이라 하고  반복해서 사용하는 교배친을 반복친이라고 한다.

  유전적 특성으로 타식성 작물은 타가수분을 하므로 대부분 이형접합체이다. 이러한 타식성 작물을 인위적으로 자식시키거나 근친교배를 하면 작물체의 생육이 불량해지고 생산성이 떨어지는데 이를 근교약세 또는 자식약세라고 한다. 근교(자식)약세의 원인은 자식이나 근친교배에 의하여 이형접합체가 동형접합체로 되고, 이형접합체의 열성유전자가 분리되기 때문이다. 한편 타식성 작물의 근친교배로 약세화한 작물체 또는 빈약한 자식계통끼리 교배하면 그 F1 은 양친보다 왕성한 생육을 나타내는데, 이를 잡종강세라고 한다. 잡종강세는 근교(자식)약세의 반대현상이라고 할 수 있다. 자식성 작물도 잡종강세가 있지만 타식성 작물에서 월등히 크게 나타난다. 타식성 작물의 육종방법은 집단선발, 순환선발, 합성품종이 있다. 타식성 작물의 분리육종은 순계선발을 하지않고 집단선발이나 계통집단선발을 하는데 이는 근교(자식)약세를 방지하고 잡종강세를 유지하기 위해서다. 타식성 작물의 집단선발은 기본집단에서 우량개체를 선발, 혼합채종하여 집단재배하고 집간 내의 우량개체간의 타가수분을 유도함으로써 품종을 개량한다. 이때 다른 품종 집단의 화분이 수분되는 것을 방지하기 위해 격리가 필요하다. 타식성 작물의 계통집단선발은 기본집단에서 선발한 우량개체를 계통재배하고 거기서 선발한 우량계통을 혼합채종하여 품종 집단을 개량하는 방법이다. 이 방법은 선발한 우량개체의 우수성을 확인하므로 단순한 집단선발보다 육종효과가 확실하다. 순환선발은 우량개체를 선발하고 그들간에 상호교배를 함으로써 집단 내에 우량유전자의 빈도를 높여가는 육종방법이며 이에는 단순순환선발과 상호순환선발이 있다. 합성품종이란 여러개의 우량계통을 격리포장에서 자연성분 또는 인공수분으로 다계교배(여러개의 품종이나 계통을 교배하는 것)시켜 육성한 품종을 말한다. 합성품종은 여러 계통이 관여된 것이기 때문에 세대가 진전되어도 비교적 높은 잡종강세가 나타나고, 유전적 폭이 넓어 환경변화에 대한 안정성이 높으며 자연수분에 의하여 유지되므로 채종노력과 경비가 절감된다. 합성품종은 영양번식이 가능한 타식성 사료작물에서 널리 이용된다.

3. 영양번식작물의 육종

  유전적 특성으로 영양번식작물은 고구마, 감자, 바나나처럼 배수체가 많으며 이들은 감수분열 때 다가염색체를 형성하므로 불임률이 높아 종자를 얻기 어렵고 종자로부터 발생한 작물체는 비정상적인 것이 많다. 영양번식작물은 영양번식과 동시에 유성생식도 하며, 영양계는 이형접합성이 높다. 따라서 자가수정에 의하여 얻은 실생묘(영양번식작물로부터 얻은 종자가 발아한 어린 작물체)는 유전자형이 분리된다. 또한 영양계끼리 교배한 F1은 다양한 유전자형이 생기며 이 F1에서 선발된 영양계는 F1인 1대잡종의 유전자형을 유지한 채 영양번식에 의하여 증식되므로 잡종강세를 나타낸다. 영양번식작물은 동형접합체는 물론 이형접합체도 영양번식에 의하여 영양계의 유전자형을 그대로 유지할 수 있다. 따라서 영양번식작물은 영양계선발을 통해 신품종을 육성한다. 영양계선발은 교배나 돌연변이에 의한 유전변이 또는 실생묘 중에서 우량한 것을 선발하고, 삽목이나 접목 등으로 증식하여 신품종을 육성한다. 이때 바이러스에 감염되지 않은 영양계의 선발 및 증식과정에서 바이러스 감염을 방지하는 것이 중요하다. 바이러스무병(virus free) 개체를 얻기위해 생장점을 무균배양한다.

출처: 삼고 재배학원론(채제천, 박순직, 강병화, 김석현 지음)