씨 없는 수박을 재배할 때 콜히친이라는 화학 물질을 사용하여 염색체 수를 배수로 늘리는 유전학적 돌연변이 유도하는 원리는 무엇인가요?

Question

씨 없는 수박을 재배할 때 콜히친이라는 화학 물질을 사용하여 염색체 수를 배수로 늘리는 유전학적 돌연변이 유도하는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

씨 없는 수박은 세포 분열 물질인 콜히친을 이용해 염색체 수를 늘린 뒤, 생식 세포 형성 과정에서 유전적 불임을 유도하는 원리를 이용합니다.

원래 일반 수박의 염색체는 2배체 상태인데, 발아 중인 수박 싹에 콜히친 처리를 하면 염색체는 복제되었으나 세포 분열은 완성되지 못해 한 세포 내에 염색체가 4배체인 수박이 탄생합니다.

암그루의 4배체 수박과 일반 2배체 수박을 교배시키면 두 생식 세포가 결합하여 최종적으로 3배체 수박 씨앗이 탄생합니다. 이 3배체 씨앗을 심어 키운 수박은 열매를 맺는 단계에서 생식 세포를 만들기 위해 감수분열을 하고, 이때 홀수의 염색체들이 2개씩 짝을 맞추지 못해 불균등 감수분열이 발생하여 정상적인 생식 세포를 생성하지 못합니다.

결과적으로 수정이 이루어지지 못해 단단한 껍질을 가진 씨앗이 만들어지지 않고, 흔적만 남은 투명하고 부드러운 상태로 수박이 자라게 됩니다.