학문
뽀얀굴뚝새243
여름 대표 과일인 수박이 씨가 없는 것도 있더라구요. 이런 수박은 어떻게 키워지는 건가요?
씨 없는 포도도 먹어본적이 있고 씨없는 단감도 먹어본 적도 있고 씨없는 수박도 먹은 적이 있습니다.
먹기는 편하더라구요. 그런데 과일에는 씨가 다 있던데 어떻게 씨가 없이 자랄 수 있는 건지 너무 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 굴뚝새님. 이중철 전문가입니다.
먹기 편해서 손이 자주 가는 씨 없는 과일들 맛도 비슷한데, 편하기까지해서 참 신기하시지요? 원래 식물의 목적은 씨앗을 남겨 번식하는 것인데 어떻게 씨가 없이 자랄 수 있는 것인지 그 비밀을 알려드릴게요.
참고로, 수박과 포도, 단감은 씨가 없어지는 ‘원리’가 제각각 다르답니다. 자연적인 돌연변이를 이용하기도 하고, 염색체 수를 조절하기도 하며, 식물 호르몬을 활용하기도 하거든요.
자, 너무 궁금해하신 '씨 없는 수박'부터 어떻게 만들어지는지 알아볼게요.
1. [씨 없는 수박] 염색체의 비밀(3배체 수박)이라구요?
씨 없는 수박은 우장춘 박사님의 연구로도 우리에게 잘 알려져 있는데요. 이 수박은 유전적인 특징을 이용해서 '자손(씨앗)을 남길 수 없는 상태'로 만든 것입니다.
쉽게 말해서 동물계의 '노새(말과 당나귀 사이에서 태어나 생식 능력이 없는 동물)'와 비슷한 원리입니다.
일반적인 수박은 부모 개체에게서 염색체를 각각 한 세트씩 물려받은 2배체(2n) 식물입니다.
하지만, 씨 없는 수박을 만들 때에는 아래와 같이 특별한 과정을 거칩니다.
1) 4배체(4n) 수박 만들기:
일반 수박 싹에 '콜히친'이라는 가을가속초(콜키쿰) 추출 성분을 처리하면, 세포 분열 과정에서 염색체 수가 2배로 늘어난 4배체 수박이 됩니다.
2) 교배하기:
이 4배체 수박의 암꽃에, 일반 2배체 수박의 수꽃 가루를 묻혀줍니다(수분).
3) 3배체(3n) 씨앗 탄생:
그렇게 해서 열린 수박을 쪼개면 씨앗이 나오는데, 이 씨앗이 바로 3배체(3n) 씨앗입니다.
4) 씨 없는 수박 수확:
농가에서 이 3배체 씨앗을 심어 키우면, 이 수박은 염색체 수가 홀수 세트(3개)라 정상적인 생식 세포(씨앗)를 만들지 못합니다.
※ [전문가의 한마디]
3배체 수박을 그냥 심기만 하면 열매가 열리지 않습니다. 수박 덩굴이 "아, 내가 지금 열매를 맺어야 하는구나!"라고 착각하게 만들려면, 주변에 일반 수박(2배체)을 함께 심어서 그 뒤섞인 꽃가루를 묻혀주어야(수분) 비로소 씨 없는 수박이 열리게 됩니다. 우리가 먹을 때 보이는 흐릿하고 하얀 흔적들은 바로 자라지 못하고 퇴화한 씨앗의 껍질인 것이지요.
2. [씨 없는 포도] 식물 호르몬의 마법(샤인머스캣, 거봉 등)
우리가 자주 먹는 샤인머스캣이나 델라웨어 같은 씨 없는 포도는 수박처럼 씨앗 자체가 특이한 게 아닙니다. 원래는 씨가 있는 평범한 포도나무인데, 키우는 과정에서 '식물 호르몬'을 사용해 씨를 없앤 것이랍니다.
1) '지베렐린' 처리:
포도 꽃이 피기 전후로 씨앗을 없애고 열매를 키워주는 식물 호르몬인 '지베렐린' 수용액에 포도 송이를 하나하나 담그거나 분무해 줍니다.
2) 원리:
이 호르몬을 맞은 포도나무는 "수정이 완료되어 씨앗이 생겼다"고 착각하게 됩니다. 그래서 씨앗을 만들지도 않은 채로 포도 알갱이(과육)만 먼저 엄청난 속도로 키워내게 되는 것이지요.
인위적인 유전자 조작이 아니라 식물이 자연적으로 분비하는 호르몬을 타이밍에 맞춰 보충해 주는 기술이랍니다.
3. [씨 없는 단감] 자연의 우연과 날씨의 조화
단감의 경우는 수박이나 포도처럼 사람이 매번 인위적인 처리를 하지 않는 경우가 많습니다. 단감은 '자연적인 돌연변이'와 '품종 특성'을 활용합니다.
1) 단성결실:
식물 중에는 꽃가루 수정이 되지 않아도 스스로 씨 없는 열매를 맺는 능력을 가진 품종들이 있습니다. 이를 '단성결실'이라고 합니다.
2) 씨가 안 생기는 이유:
씨 없는 단감 나무들은 대개 암꽃만 많이 피고 수꽃이 거의 없습니다. 주변에 꽃가루를 옮겨줄 다른 감나무(수분수)가 없다면, 감나무는 수정 없이 혼자서 열매를 키웁니다. 그 결과로 씨가 없는 단감이 열리게 됩니다.
3) 날씨의 영향:
봄철 꽃이 피었을 때 날씨가 너무 춥거나 비가 많이 와서 벌들이 활동하지 못하면, 그해에는 씨 없는 감이 훨씬 더 많이 열리기도 합니다.
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채택된 답변결론부터 말씀드리면 씨 없는 과일은 식물의 생식 원리를 이용한 육종 기술의 결과물입니다.
먼저 수박은 염색체 수가 다른 4배체와 2배체를 교배해 3배체를 만드는 '배수성 육종' 방식을 사용하는데, 3배체 수박은 염색체 수가 홀수라 수정 후 씨앗을 온전히 맺지 못해 씨 없는 수박이 됩니다.
또 포도는 '지베렐린'이라는 식물 성장 호르몬을 꽃에 처리해 수정 없이 씨가 생기지 않도록 유도하며, 단감은 수정 없이도 열매가 맺히는 '단위결실' 성질을 가진 품종을 개량해 키운 것입니다.
하지만, 이 과정들은 유전자를 변형하는 GMO 기술이 아닌 식물학적 원리를 활용한 방법으로 인위적인 유전자 조작과는 다른 기술입니다.
실제 자연 상태에서도 드물게 발생하는 현상을 체계화하여 대량 생산에 성공한 것입니다.
안녕하세요. 김민구 전문가입니다.
과일에 씨가 없는 이유는 대부분 사람이 품종 개량이나 재배 기술을 이용해 씨가 잘 만들어지지 않도록 했기 때문이에요. 완전히 자연 법칙을 거스른다기보다는, 식물이 열매를 만드는 과정을 인간이 조절한 결과에 가까워요.
대표적인 예가 씨 없는 수박이에요. 씨 없는 수박은 보통 염색체 수를 조절해서 만들어요.
일반 수박은 염색체가 2세트인 상태인데, 여기에 특별한 처리를 해서 4세트 수박을 만들고, 다시 일반 수박과 교배하면 3세트 염색체를 가진 수박이 생겨요. 이런 수박은 열매는 자라지만 씨를 정상적으로 만들지 못해요. 왜냐하면 씨를 만드는 과정에서 염색체 수가 맞지 않아 생식 과정이 제대로 진행되지 않기 때문이에요.
그래서 씨 없는 수박 안에는 가끔 하얗고 말랑한 씨 흔적 같은 것이 남아 있지만, 우리가 흔히 보는 딱딱한 검은 씨는 잘 생기지 않는 거예요.
흥미로운 점은 씨 없는 수박도 완전히 혼자 자라는 것은 아니라는 거예요. 실제 재배할 때는 옆에 일반 수박도 함께 심어요. 꽃가루를 받아야 열매 자체는 잘 자라기 때문이에요. 다만 수정 이후 정상적인 씨 발달이 잘 안 되는 거예요.
씨 없는 포도나 감도 비슷한 원리가 사용돼요.
다만 방식은 조금씩 달라요. 씨 없는 포도는 원래 자연 돌연변이에서 시작된 경우가 많아요. 씨가 잘 자라지 않는 품종을 계속 번식시키면서 현재의 씨 없는 포도가 많아졌어요. 또 재배 과정에서 식물 호르몬 처리를 해서 씨 발달을 억제하기도 해요.
씨 없는 감도 수정 없이 열매가 자라는 성질이 이용되는 경우가 있어요. 이것을 단위결과라고 하는데, 쉽게 말하면 씨가 없어도 열매만 성장하는 현상이에요. 바나나도 대표적인 단위결과 과일이에요.
원래 식물은 씨를 퍼뜨리기 위해 열매를 만드는 경우가 많아요. 하지만 인간은 먹기 편하고 상품성이 좋은 방향으로 품종을 선택해왔어요.
그래서 씨가 적은 개체를 고르고, 계속 번식시키고
교배와 재배 기술을 이용하면서 지금처럼 다양한 씨 없는 과일들이 만들어진 거예요.
정리하면 씨 없는 과일은 “ㅣ씨 없이 갑자기 생긴 열매라기보다는, 식물의 생식 과정과 유전 특성을 인간이 오랫동안 이용해 만들어낸 결과라고 볼 수 있답니다.
감사합니다.
안녕하세요.
씨 없는 수박은 염색체 수를 조절해 번식이 잘 안 되도록 만든 수박인데요, 보통의 일반적인 수박은 염색체가 두 벌인 2배체(2n) 입니다. 하지안 연구자들은 어린 수박에 특정 처리를 해 염색체가 네 벌인 4배체(4n) 수박을 만들었고, 이후 4배체 수박과 일반 2배체 수박을 교배하면 3배체(3n) 수박 씨앗이 생기는데, 이 씨앗으로 자란 수박이 우리가 먹는 씨 없는 수박입니다.
3배체는 염색체 수가 홀수라서 감수분열 과정이 원활하지 않기 때문에 정상적인 생식세포를 만들기 어렵고, 수정이 완전히 이루어지지 못해 단단한 씨 대신 하얗고 부드러운 흔적만 남는 경우가 많습니다. 이때 씨 없는 수박도 열매 자체는 만들기 위해 꽃가루 자극이 필요한데요, 따라서 농가에서는 씨 없는 수박만 심지 않고, 옆에 일반 수박을 함께 심어 수분이 일어나도록 합니다. 꽃가루 자극을 받은 뒤 열매는 자라지만 정상 씨는 형성되지 않는 구조입니다. 말씀해주신 씨 없는 포도와 단감은 원리가 조금 다를 수 있는데요, 일부 씨 없는 포도는 수정 없이 열매가 커지는 단위결과 성질을 이용하거나, 수정은 되었지만 씨 발달이 중간에 멈추는 경우가 많습니다. 씨 없는 감도 품종이나 재배 방식에 따라 비슷한 원리가 적용되는데요, 즉 씨 없는 과일이라고 해도 모두 같은 방법으로 만들어지는 것은 아닙니다. 감사합니다.