작물의 품종과 유전

재배기술은 주어진 재배환경에서 작물의 품종이 최대한 능력을 발휘하도록 관리하는 것이다. 우량품종의 선택은 작물재배의 제1요건이며 우수품종의 육성과 보급은 생산성 향상은 물론 재배의 안정성을 증대시키고 경영의 합리화를 꾀하여 사회와 경제적 안정에 기여하는 바가 크다. 품종의 개념과 특성 그리고 신품종이 갖추어야할 조건을 알아보자.

'품종'이란 다른 것과 구별되는 특성을 가지고 있으며 그 특성이 재배와 이용상 지장이 없을 정도로 균일하며 세대가 진전되어도 균일한 특성이 변화하지 않는 개체군을 말한다. 품종을 재배하는 동안 이형유전자형 분리, 자연교잡, 돌연변이, 이형종자의 기계적 혼입 등에 의해 품종내에 유전적 변화가 일어나 새로운 특성을 가진 변이체가 생기게 되는데, 이러한 변이체의 자손을 '계통'이라 한다.

신품종의 구비요건은 구별성, 균일성, 안정성이다. 신품종이 보호품종으로 되려면 신규성, 구별성, 균일성, 안정성, 고유한 품종명칭을 갖추어야 한다.

작물은 종자 또는 영양체로 번식한다. 종자번식작물의 생식방법에는 유성생식과 아포믹시스가 있고 영양번식작물은 무성생식을 한다. 유성생식을 하는 작물은 체세포분열(유사분열)을 통해 개체로 성장하고 생식세포의 감수분열로 배우자를 만들어 생식을 한다.

체세포분열은 하나의 체세포가 2개의 딸세포로 되는 것으로, 체세포분열은 일정한 세포주기를 가지고 반복적으로 일어난다. 세포주기는 G1기 -> S기 -> G2기 -> M기의 순서로 진행한다. 감수분열은 반수체인 배우자를 만드는 세포분열로 생식모세포가 연속적으로 2회 분열하여 배우자를 만드는 과정이다. 배우자의 수분은 통해 유성생식이 이루어진다.

작물을 개량하고 유지하는 데는 수분방법을 아는 것이 필수적이다. 수분방법은 자가수분과 타가수분으로 구분할 수 있다. 수분방법에 따라서 유전적 결과가 서로 다르다. 암꽃과 수꽃이 각각 다른 개체에 있는 자웅이주식물에서는 타가수분만 할 수 있다. 재배식물에서는 시금치, 대마, 아스파라거스 외에 자웅이주종이 드물다. 자기불화합성은 자가수분을 방지하고 타가수분이 되도록 하는 유전적 특성이다.

작물의 생식과정에서 환경적, 유전적 원인에 의하여 종자를 만들지 못하는 것을 불임성이라고 한다. 유전적 불임성에는 자가불화합성과 웅성불임성이 있으며, 이는 식물의 유전변이를 확대하기 위한 수단이다. 작물의 자가불화합성과 웅성불임성은 1대접종(F1)품종의 종자를 채종하는데 이용한다.

생물이 생존하는데 필요한 최소한도의 염색체 한 조를 게놈이라고 한다. 한 게놈에는 상동염색체가 하나도 없다. 게놈의 염색체 수를 보면 보는 12개, 옥수수는 10개, 사람은 23개이다.