개념 한 쪽
인위돌연변이 육종은 방사선이나 화학물질로 유전자를 변형하여 새로운 형질을 얻는 방법을 선택하는 육종 방법이다. 돌연변이체의 선발 시기와 이용 방법은 작물의 번식 형식과 유전형질의 우열성에 따라 달라진다. 감마선과 엑스선은 잔류방사능이 남지 않아 실용적으로 널리 사용한다.
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출제기준 단원 「인위돌연변이의 발생률」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 관련성 판단 | 1 | 돌연변이 육종과 관련이 적은 항목을 판별하는 능력 |
| 방사선원 식별 | 1 | 감마 포장에 적합한 방사선원을 고르는 능력 |
| 돌연변이 유형 매칭 | 1 | 과수 육종에 유용한 돌연변이 유형을 매칭하는 능력 |
돌연변이 육종은 기존 유전자원에서 얻을 수 없는 형질을 창출하기 위해 인위적으로 유전자 변화를 유도하는 육종법이다. 자외선, 감마선, 엑스선, 화학약물 등으로 DNA에 변이를 일으켜 새로운 변이체를 얻고, 이 중에서 유용한 개체를 선발하는 과정을 포함한다.
돌연변이의 표현과 선발 시기는 유전적 우열성에 의해 결정한다. 우성에서 열성으로 변이된 경우에는 최초 처리 세대인 M1에서는 이형접합 상태로 우성형질이 발현되어 외관상 구별하기 어렵다. 따라서 열성 돌연변이의 선발은 유전자가 분리되어 동형접합 열성 개체가 나타나는 M2 세대에서 수행한다.
작물의 번식 방식에 따라 돌연변이 이용의 유효성이 달라진다. 과수처럼 영양번식이 주류인 작물에서는 가지에서 우연히 발생한 체세포 돌연변이인 아조변이를 채취하여 영양번식으로 고정시키는 방식이 신품종 육성에 가장 크게 기여한다. 반면 종자번식이 주류인 작물에서는 세대별 분리 원리를 이용해 M2에서 선발을 수행한다.
방사선원 선택은 실용성과 안전성을 기준으로 판단한다. 감마 포장 등에서 흔히 사용하는 방사선원은 코발트-60(Co-60)이며, 감마선과 엑스선은 조사 후 잔류방사능이 남지 않아 처리된 재료를 바로 재배하거나 이용하기 용이하다. 이러한 이유로 감마선과 엑스선이 돌연변이 육종에서 널리 사용한다.
M1에서 우성 유전자가 돌연변이로 열성으로 바뀌었다면, M1에서는 이형접합 상태로 우성 표현형이 나타나므로 선발이 불가능하다. M1에서 얻은 종자를 심어 M2를 재배하면 멘델 분리에 의해 열성 동형접합 개체가 출현하여 외관으로 확인하고 선발할 수 있다.
과수의 경우 씨앗 번식을 통한 교잡보다 영양번식이 일반적이므로, 가지에서 발생한 아조변이를 채취해 접목 등으로 복제하면 새로운 품종을 고정시킬 수 있다. 따라서 과수 육종에서는 방사선 등으로 유발한 생식세포 돌연변이보다 아조변이가 더 유용하게 작용한다.
돌연변이 육종과 관련이 가장 적은 것은?
정답 ③ · 돌연변이 육종은 방사선(감마선, 엑스선 등)이나 화학 물질(EMS 등)을 이용하여 작물의 유전자에 돌연변이를 인위적으로 일으켜 유용한 형질을 찾아내는 육종법입니다. 발생한 돌연변이는 열성 변이가 우성 변이보다 발견 및 육종에 유리하며, 염색체 이상(결실, 중복 등)을 수반하기도 합니다.
감마선은 돌연변이 유발 방사선이고, 열성변이와 염색체 이상은 돌연변이 육종의 결과물이므로 성염색체가 관련이 적다.
감마 포장에서 가장 흔히 쓰이는 방사선원은?
정답 ④ · 문항은 감마 포장(gamma field)에서 주로 사용하는 방사선원을 묻고 있다. 감마선 방사원으로 산업적·육종적 조사에 널리 쓰이는 동위원소는 코발트-60(Co-60)으로, 감마선을 강하게 방출하여 식물 돌연변이 유도에 사용된다.
감마 포장은 감마선을 이용한 방사선 육종으로, 가장 흔히 쓰이는 방사선원은 코발트-60이다.
과수에서 새 품종의 육성에 가장 크게 이바지한 돌연변이는 무엇인가?
정답 ② · 과수와 같이 유전적으로 이식성이 강하고 영양번식을 주로 하는 작물에서는 교잡 육종보다 가지 돌연변이인 아조변이(芽條變異)가 발생하여 이를 영양번식으로 고정하는 것이 새로운 품종 육성에 가장 크게 이바지해 왔습니다. 우연히 발생한 아조변이를 발굴하여 증식하는 것은 과수 육종의 중요한 방법입니다.
과수 육종에서 아조변이는 영양번식으로 고정되어 신품종 개발에 가장 크게 기여한 핵심 돌연변이 유형이다.
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