25. 자식성 작물의 육종 방법

- 자식성 작물의 육종 방법

 

- 자식성 작물의 육종은 다음과 같다(2).

(자식성 작물은 암술이 같은 그루 안의 꽃으로부터 꽃가루를 받아 수정이 이루어지는 작물을 말한다)

 

- 자식성 작물의 육종방법(2)

2. 교배육종(2)

ㄱ. 계통육종

‘계통육종’은 인공교배하여 F1을 만들고 F2부터 매세대 개체선발과 계통재배 및 계통선발을 반복하면서 우량한 유전자형의 순계(계속된 근친 교배의 결과 생긴, 완전한 동형 접합체의 유전적으로 같은 계통)를 육성하는 육종방법이다.

 

계통육종은 잡종 초기세대부터 계통 단위로 선발하므로 육종효과가 빨리 나타나는 이점이 있다. 효율적인 선발을 위해서는 목표 형질의 특성검정 방법이 필요하고, 육종가의 경험과 선발 안목이 중요하다.

 

F1은 20~30개체를 양성한다. F2는 2,000~10,000개체를 전개하고 그중 5~10%를 선발한다. F2에서는 육안 감별이 쉬운 질적 형질 또는 유전력이 높은 양적 형질을 집중적으로 선발한다. 수량은 ‘폴리진(어떤 유전 형질에 관여하는 다수의 유전자. 유전자 각각의 기능은 약하지만 상호 작용에 의해 양적으로 측정할 수 있는 형질의 발현이 확실해진다)’이 관여하고 환경의 영향을 크게 받기 때문에 F2의 개체선발이 의미 없다. F3 이후의 계통선발은 먼저 계통군을 선발하고 계통을 선발하며, 계통 내에서 개체선발을 한다.

 

벼 품종 ‘통일’은 ‘유카라(Yukara, 짧은 줄기의 자포니카종)’와 ‘대중 재래 1호(Taichung Native No. 1, TN 1, ‘디저우젠’과 병에 잘 견디는 다른 ‘인디카’를 교배하여 얻은 품종)’를 교배한 F1에 IR8(키 작은 대만 품종 ‘디저우젠’과 인도 품종인 ‘페타’를 교배시켜 얻은 반왜성 품종이다. 이것은 수확량이 많았고 이삭이 빨리 여물었으며, 화학 비료를 많이 주어도 뿌리가 썩지 않고 잘 견뎌 냈을 뿐 아니라 도열병에도 저항성을 보여 ‘기적의 벼’로 일컬어졌다)을 3원 교배(IR8/Yukara/TN1)하여 계통육종으로 육성하였다.

 

통일벼는 원연품종간 교배와 세대단축에 의하여 육성한 우리나라 최초의 품종이다. 통일벼는 1965년 교배하여 1972년 농가에 보급할 때까지 12세대를 경과하였으나 육종 연한은 7년이 소요되었다.

 

ㄴ. 집단육종

‘집단육종’은 잡종 초기세대에는 선발하지 않고 혼합채종과 집단재배를 반복한 후, 집단의 80% 정도가 동형접합체로 된 후기세대에 가서 개체 선발하여 순계를 육성하는 육종방법이다.

 

집단육종의 이점은 초기세대에 선발하지 않으므로 잡종집단의 취급이 용이하고, 동형접합체가 증가한 후기세대에 선발하기 때문에 선발이 간편하다는 점이다. 그리고 집단재배에 의하여 자연선택을 유리하게 이용할 수 있으며, 출현 빈도가 낮은 우량유전자형을 선발할 가능성이 높다.

 

우리나라의 벼 품종 중 상풍벼, 영산벼, 낙동벼 등은 집단육종에 의하여 육성되었다. 육종 과정에서 F2는 조합에 따라 900~3,000 개체를 전개하였고, 개체선발은 F4~F5 세대에 시작하였으며, 집단규모는 500~1,000개체이었다.

 

ㄷ. 계통육종과 집단육종의 비교

계통육종은 F2 세대부터 선발을 시작하므로 육안 관찰이나 특성검정이 용이한 질적형질의 개량에 효율적이다. 그러나 선발이 잘못되었을 때는 유용 유전자를 상실하게 된다. 집단육종은 잡종 초기세대에 집단재배를 하기 때문에 유용 유전자를 상실할 염려가 적으며, 선발을 시작하는 후기세대에는 동형접합체가 많으므로 폴리진이 관여하는 양적 형질의 개량에 유리하다.

 

계통육종은 육종재료의 관리와 선발에 많은 시간, 노력, 경비가 들지만, 육종가의 정확한 선발에 의하여 육종규모를 줄이고 육종 연한을 단축할 수 있다. 집단육종은 계통육종과 같은 별도의 관리와 선발 노력이 필요하지 않으나, 집단재배 기간 동안 육종규모를 줄이기 어렵고 계통육종에 비하여 육종 연한이 길어진다.

 

ㄹ. 파생계통육종

‘파생계통육종’은 계통육종과 집단육종을 절충한 육종방법이다. 이 방법은 F2(또는 F3)에서 질적 형질에 대하여 개체선발 하여 파생계통을 만들고, 파생계통별로 집단재배를 한 후 F5~F6 세대에 양적 형질에 대하여 개체선발을 한다.

 

ㅁ. 1개체 1계통육종

‘1개체 1계통육종’은 F2~F4 세대에는 매세대 모든 개체로부터 1립씩 채종하여 집단재배를 하고, F4 개체별로 F5 계통재배를 한다. 따라서, F5 각 계통은 F2 각 개체로부터 유래한 것이다.

 

1개체 1계통육종은 집단육종과 계통육종의 이점을 모두 살리는 육종방법으로서, 잡종 초기세대에 집단재배를 하므로 유용 유전자를 유지할 수 있고, 또한 육종규모가 작기 때문에 온실 등에서 육종 연한을 단축할 수 있다.

우리나라의 ‘영산벼’는 1개체 1계통육종에 의하여 육성된 품종이다. F2 1,240개체를 F5세대까지 1립씩 채종하여 온실에서 집단재배와 세대 촉진을 하고, F6세대에 계통재배를 시작하였다. 영산벼를 육성하기까지 6년이 걸렸다.

 

3. 여교배육종

‘여교배육종’은 우량품종에 한두 가지 결점이 있을 때 이를 보완하는 데 효과적인 육종방법이다. ‘여교배’는 양친 A와 B를 교배한 F1을 양친 중 어느 하나와 다시 교배하는 것이다. 여교배를 한 잡종은 BC1F1, BC1F2 등으로 표시한다. 여교배를 여러 번 할 때 처음 한 번만 사용하는 교배친을 ‘1회친’이라 하고, 반복해서 사용하는 교배친을 ‘반복친’이라고 한다.

 

여교배육종은 연속적으로 교배하면서 이전하려는 1회친의 특성만 선발하므로 육종효과가 확실하고 재현성이 높다는 장점이 있다. 그러나 목표 형질 이외의 다른 형질의 개량을 기대하기는 어렵다.

 

여교배육종이 성공적으로 이루어지려면 첫째, 만족할 만한 반복친이 있어야 하고, 둘째, 여교배를 하는 동안 이전 형질(유전자)의 특성이 변하지 말아야 하며, 셋째 여러 번 여교배를 한 후에 반복친의 특성을 충분히 회복해야 한다.

 

우리나라의 ‘통일찰’ 벼 품종은 여교배육종에 의하여 육성된 것으로, 메벼인 통일벼를 반복친으로 하였고, 찰벼 IR833을 1회친으로 하였다. 통일벼는 다수성 초형을 가진 우량품종이고, 이전하려는 찰성유전자(wx)는 여러 번 교배하여도 특성이 변화하지 않으며, 반복친의 다수성 초형은 단순열성(sd-1)으로 회복이 잘된다. 따라서 ‘통일찰’벼를 성공적으로 육성할 수 있었다.