개념 한 쪽
종자기사 양적 형질 유전자좌의 선발 — 분자표지와 조기 선발
양적 형질 유전자좌의 선발은 분자표지로 목적 형질과 연관된 DNA 변이를 확인하는 흐름으로 이해한다. 분자표지는 생육 초기에 유전적 잠재력을 판단하므로 선발 효율을 높이는 도구가 된다. 다만 수량처럼 여러 유전자와 환경이 얽힌 형질은 분자표지만으로 직접 검정하기 어렵다.
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뜻
분자표지는 DNA의 염기서열 차이를 이용해 개체를 구별하는 도구이다. 특정 유전자좌와 연관된 DNA 마커를 이용하면 형질을 분자 수준에서 판별할 수 있다. 열성 유전자라도 이형접합 또는 동형접합을 직접 식별할 수 있어 후대검정 없이 목적 개체를 선발할 수 있다.
분자표지 육종의 장점은 생육 초기 선발에 있다. 꽃이나 열매가 맺히는 생육 후기까지 기다리지 않고 씨앗이나 모종 단계에서 유전자를 확인하므로 육종 기간을 단축할 수 있다. 전통적인 선발은 성체가 되어 생산력 등을 확인해야 하지만, 분자표지는 DNA 수준에서 분석하므로 시간이 적게 걸린다.
분자표지는 유전적 거리가 먼 개체일수록 다형성이 높아 구별력이 우수하다. 근연일수록 염기서열 유사도가 높아 다형성이 낮아진다. 따라서 근연일수록 다형성이 높다는 설명은 원리와 반대된다.
분자표지는 정보를 읽는 분석 도구이므로 품종감별, 간접선발, 유전자지도 작성에 적합하다. 인공종자 제작은 물리적·생리적 공정이므로 분자표지의 직접 적용 분야가 아니다. 생산성 검정은 수량과 크기 등 다수 유전자가 복합적으로 작용하고 환경 영향도 커서 단일 유전자 마커로 예측하기 어렵다.
대표적인 분자표지 검정 방법으로 RFLP, RAPD, AFLP, isozyme 등이 있다. RFLP는 제한효소로 DNA를 자른 후 그 패턴을 비교하는 방법이다. RAPD는 짧은 임의 프라이머를 사용하므로 실험 조건에 민감하고 재현성이 가장 낮다.
예제
여러 교배 조합이 섞인 집단에서 DNA 표지로 개체를 골라내는 방식이 유효한 까닭은, 성체로 키우기 전에 유전적 소질을 가늠할 수 있다는 데 있다. 분자표지 분석에는 고가의 장비와 전문 기술이 필요하므로 경비가 필요 없다는 설명은 틀리다. 생산력 검정을 완전히 생략할 수는 없지만, 생육 초기 선발로 불필요한 개체를 조기에 걸러낼 수 있다.
선발효율을 높이는 분자표지로는 RFLP가 대표적이다. RFLP는 제한효소 절단 패턴 차이를 이용하므로 DNA 수준의 변이를 직접 확인할 수 있다. 캘루스 형성 여부, 히스톤 단백질 함량, 폴리펩티드 신장은 분자표지의 직접적인 예시가 아니다.
여러 표지 검사법 가운데 결과가 가장 들쭉날쭉한 것은 RAPD이다. RAPD는 짧은 프라이머를 사용해 실험 조건이 조금만 달라져도 결과가 크게 변할 수 있다. RFLP, AFLP, isozyme은 상대적으로 재현성이 높다.
자주 묻는 물음
- 분자표지 선발의 핵심 장점은 무엇인가?
- 생육 초기에 DNA 수준에서 유전적 잠재력을 판단해 목적 개체를 선발할 수 있다는 점이 핵심 장점이 된다.
- 분자표지가 생산성 검정에 직접 활용되기 어려운 이유는 무엇인가?
- 생산성은 다수 유전자와 환경의 상호작용으로 결정되는 양적 형질이어서 단일 유전자 마커로 직접 검정하거나 예측하기 어렵다.
- 재현성이 가장 낮은 마커 검정방법은 무엇인가?
- RAPD는 짧은 임의 프라이머를 사용해 실험 조건에 민감하므로 재현성이 가장 낮다.
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