개념 한 쪽
양적 형질은 여러 유전자가 관여하여 연속적인 분포를 보이며, 집단 간 분산을 이용하여 유전력과 유전분산을 추정한다. 선발에서는 유전력과 선발강도, 분산의 관계가 유전획득량을 결정하므로 이들 개념을 정확히 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「유전상관과 선발」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| F1·F2로 유전력 계산 | 1 | F1과 F2 분산을 이용해 넓은 의미 유전력을 계산하는 방법 |
| 양친·F1로 환경분산 추정 | 1 | P1, P2, F1 분산을 이용해 환경분산을 추정하고 유전력을 산출하는 절차 |
| 양적 형질 분포 특성 판단 | 1 | 다유전자 형질의 F2 분포 형태를 정규분포와 연결하여 설명하기 |
유전력(Heritability)은 표현형 변이 중 유전적 요인이 차지하는 비율을 나타낸다. 넓은 의미의 유전력(H²)은 총 표현형 분산(Vp)에 대한 총 유전 분산(Vg)의 비율로 정의된다. Vg는 관찰된 총분산에서 환경분산(Ve)을 차감하여 산출한다.
환경분산은 유전적으로 동질한 집단에서 관찰되는 분산으로 추정한다. 문제 유형에 따라 F1 집단의 분산을 환경분산으로 간주하거나, 양친과 F1의 분산 평균을 환경분산으로 추정하는 방식이 사용된다. 핵심 원리는 환경에 의한 변이와 유전에 의한 변이를 분리하여 Vg를 구하는 것이다.
양적 형질은 다수의 유전자가 누적하여 발현되므로 F2 세대에서 연속적인 변이를 보이며 정규분포에 가까운 연속곡선형 분리를 보인다. 질적 형질의 뚜렷한 분리비와 달리, 양적 형질은 중간형질이 가장 많고 극단형이 적은 분포를 나타낸다.
선발에서는 유전획득량(G)이 중요한 실무 지표이다. G는 선발강도(S)와 유전력(h²)에 비례하고 표현형 분산(Vp)에 반비례하는 관계를 가진다. 따라서 같은 선발강도라면 유전력이 높을수록, 표현형 분산이 작을수록 선발에 의한 향상이 커진다.
대표 계산 1: F1 분산을 환경분산으로 보고 F2를 총분산으로 취하는 경우, 토마토 F1 분산이 18g, F2 분산이 90g이라면 유전분산은 90 - 18 = 72g이고, 넓은 의미의 유전력은 72/90 = 0.8, 즉 80%이다.
대표 계산 2: 양친과 F1의 분산 평균을 환경분산으로 추정하는 경우, P1=42, P2=46, F1=44, F2=88이라면 Ve ≈ (42+46+44)/3 = 44, Vg = 88 - 44 = 44, 유전력 = 44/88 = 0.5, 즉 50%이다.
선발관계 예시: 유전획득량은 선발강도·유전력에 비례하고 분산에 반비례한다는 원리를 적용하여 선발 전략을 비교한다. 선발지수는 여러 형질을 동시에 고려할 때 각 형질에 가중치를 부여하여 총득점이 높은 개체를 선택하는 방법이다.
토마토 F1과 F2 집단에서 조사한 과일 무게의 분산값은 각각 18g 및 90g 이었다. 넓은 의미의 유전력은 얼마인가?
정답 ② · 넓은 의미의 유전력(broad-sense heritability)은 총 표현형 분산에 대한 유전 분산의 비율로 계산합니다. F1 집단은 유전적으로 균일하므로 유전 분산이 0에 가깝고, 이때의 표현형 분산(18g)은 환경 분산으로 간주할 수 있습니다.
넓은 의미의 유전력은 (총분산-환경분산)/총분산로 계산하며, F1분산은 환경분산, F2분산은 총분산으로 간주한다.
교배친(P1, P2), F1 및 F2 의 분산 값이 다음과 같을 때 넓은 의미의 유전력은 얼마인가? (분산: P1 = 28, P2 = 27, F1 = 38, F2 = 62)
정답 ② · 문제는 주어진 분산값으로 넓은 의미의 유전력(H²)을 계산하는 문제이다. 환경분산(Ve)은 동질한 집단인 P1, P2, F1의 분산값으로 추정하고 Vg = Vf2 - Ve로 구한 뒤 H² = Vg / Vp(F2)로 계산한다.
넓은 의미의 유전력은 Vg/Vp로, Vg는 Vf2-(Vp1+Vp2+F1)/2로 계산한다.
많은 유전자가 관여하는 양적 형질의 F2 세대에서의 분리비의 설명으로 가장 적당한 것은?
정답 ④ · 문항은 다유전자(양적) 형질의 F2 세대에서 나타나는 분리 형태를 묻고 있다. 다수 유전자가 관여하는 양적 형질은 개체 간 표현형이 연속적으로 분포하며 많은 유전자의 합성 효과로 인해 정규분포 형태의 연속곡선을 나타낸다.
다유전자 관여 양적 형질은 F2 세대에서 연속적인 변이를 보이며 정규분포에 가까운 연속곡선형 분리를 한다.
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