식물의 품종 개량은 어떻게 되는 건가요?
최근에 소고기 맛이 나는 쌀을 개발한 것과 과거에 비해서 쌀을 개량하였기 때문에 잘 자리는 것, 수박이 호박과 합쳐서 큰 수박이 나오는 것 등등 어떤 채소나 식물을 개량하는 것이 많은데 이게 어떻게 가능한 건가요?
단순히 계속 키우며 멘델의 유전 법칙 같은 것으로 사용을 하다 보니 개량이 되는 건가요? 아니면 유전적으로 어떤 기법을 이용해서 품종을 개량하는 것인지 궁금합니다.
안녕하세요.
전통적인 식물의 품종개량은 특정 형질이 잘 발현된 개체를 서로 교배시켜서 해당 특성을 강화하는 식으로 진행하였지만
최근의 유전자 변형을 사용한 품종개량은 멘델의 유전법칙으로 설명하기에는 무리가 있습니다.
유전자를 자르고 특정 형질의 유전자를 붙여서 해당 특성이 나타나게 할 수 있습니다.
또 작성자님께서 예시로 들어준 것들은 유전자 변형과 관련이 없는 다른 방법을 사용하고 있는경우인데요.
소고기맛이 나는 쌀은,
기존의 시판되고 있는 쌀에 소의 근육줄기세포를 부착하여 배양하여 만듭니다.
이것은 품종개량으로 보기에는 애매하고, 오히려 배양육을 만드는 방식에 가깝습니다.
새로운 형태의 식품을 만들었다고 볼 수 있습니다.
수박과 호박을 합치는 것은 일종의 접붙이기 방식으로, 한 식물에 다른 식물의 부분을 이식하는 방법입니다.
많은 과일들에서 시행되고 있는데, 각 식물의 장점을 이용하기 위해 사용되는 방법입니다.
식물의 품종 개량은 크게 선택, 교잡, 돌연변이, 유전자 조작 이라는 네 가지 방법으로 이루어집니다.
선택
자연 선택 : 자연적으로 발생하는 유전적 변이 중에서 원하는 특성을 가진 개체를 골라 번식시켜 품종을 개량하는 방법입니다. 오랜 시간이 걸리고 개량 속도가 느린 단점이 있지만, 안전하고 환경 친화적인 방법입니다.
인공 선택 : 인간이 원하는 특성을 가진 개체를 의도적으로 선택하여 번식시켜 품종을 개량하는 방법입니다. 선택의 기준은 수확량, 질병 저항성, 영양가, 외관 등 다양할 수 있습니다. 인공 선택은 자연 선택보다 빠르게 품종을 개량할 수 있지만, 유전적 다양성이 감소될 수 있다는 단점이 있습니다.
교잡
동종 교잡 : 같은 종의 서로 다른 두 개체를 교배하여 새로운 품종을 만드는 방법입니다. 잡종 강세를 이용하여 부모보다 우수한 특성을 가진 자손을 얻을 수 있습니다.
종간 교잡 : 서로 다른 종의 개체를 교배하여 새로운 품종을 만드는 방법입니다. 새로운 유전자를 도입하여 기존 품종에서는 볼 수 없었던 특성을 가진 품종을 만들 수 있지만, 생식적 불능이나 유전적 불안정성 등의 문제가 발생할 수도 있습니다.
돌연변이
자연 돌연변이 : 자연적으로 발생하는 유전자 변이를 이용하여 새로운 품종을 만드는 방법입니다. 방사선이나 화학 물질을 이용하여 인공적으로 돌연변이를 유도하기도 합니다. 돌연변이는 원하는 특성을 가진 개체를 얻을 확률이 낮고, 유해한 돌연변이가 발생할 수 있다는 단점이 있습니다.
유전자 조작
형질 전환 : 원하는 특성을 가진 유전자를 식물체에 직접 삽입하여 새로운 품종을 만드는 방법입니다. 해충이나 질병에 대한 저항성을 부여하거나, 영양가를 개선하는 데 효과적입니다. 유전자 조작 기술은 개발 기간이 짧고, 원하는 특성을 정확하게 도입할 수 있다는 장점이 있지만, 생태계에 미치는 영향이나 윤리적 문제 등에 대한 우려도 제기되고 있습니다.
품종 개량 방법은 하나만 사용하는 경우도 있지만, 여러 방법을 동시에 사용하기도 합니다. 최근에는 유전자 조작 기술과 같은 생명공학 기술을 이용한 품종 개량이 활발하게 이루어지고 있습니다.
품종개량이란 작물, 가축 등의 신품종을 창출하는 것을 뜻합니다. 식물의 품종 개량은 다양한 방법을 통해 이루어지며, 이 과정에는 전통적인 교배 방법부터 현대적인 유전공학 기술까지 포함됩니다.
(1) 전통적인 교배 및 선택적 육종:
- 멘델의 유전 법칙: 식물의 특정 형질을 선택적으로 교배하여 원하는 특성을 가진 자손을 얻는 방식입니다. 예를 들어, 키가 크고 병에 강한 식물을 교배하여 더 강하고 잘 자라는 품종을 만드는 방식입니다.
- 돌연변이 육종: 방사선이나 화학 물질을 이용해 식물의 유전자를 변형시켜 새로운 형질을 가진 돌연변이 식물을 선택적으로 키우는 방법입니다.
(2) 세포 배양 및 조직 배양:
- 식물의 조직이나 세포를 인공적으로 배양하여 새로운 품종을 개발하는 방법입니다. 예를 들어, 특정 조직을 배양하여 병에 강한 식물을 개발하는 방법이 있습니다.
(3) 유전자 변형 (Genetic Modification):
- 유전자 도입: 특정 유전자를 식물에 도입하여 원하는 특성을 갖도록 하는 방법입니다. 예를 들어, 해충 저항성을 가진 유전자를 도입하여 병충해에 강한 작물을 개발할 수 있습니다.
- 유전자 편집 (CRISPR/Cas9 등): 특정 유전자를 정밀하게 수정하는 기술입니다. 예를 들어, 쌀의 맛과 영양을 개선하기 위해 특정 유전자를 수정하는 방식입니다.
(4) 분자 표지 및 MAS (Marker-Assisted Selection):
- 분자 표지를 사용해 유용한 형질과 관련된 유전자를 탐지하고, 이 정보를 이용해 교배 및 육종 과정을 효율적으로 진행하는 방법입니다.
소고기 맛이 나는 쌀은 유전자 편집 기술이나 특정 향미 관련 유전자를 도입하여 개발되었을 가능성이 큽니다. 더 잘 자라는 쌀의 경우 전통적인 육종 방법을 통해 병충해 저항성, 수확량 증가 등의 형질을 선택적으로 교배하여 개발된 품종일 수 있습니다. 수박과 호박의 교배는 다른 품종간 교배를 통해 더 큰 과일을 생산하는 품종을 만드는 경우입니다. 이는 전통적인 교배 방법을 통해 이루어질 수 있으며, 현대적으로는 유전자 편집 기술을 이용할 수도 있습니다.
식물의 품종 개량은 전통적인 교배 방법과 현대 생명공학 기술을 활용하여 이루어집니다. 전통적인 방법으로는 우수한 형질을 가진 개체들을 선별하여 교배시키고, 이를 반복하여 원하는 특성을 가진 품종을 개발하는 것입니다. 이 과정에서 멘델의 유전 법칙이 적용되며, 세대를 거듭할수록 우수한 형질이 누적되어 개량된 품종이 만들어집니다. 한편, 현대 생명공학 기술을 활용하면 유전자 수준에서 직접적인 변화를 일으킬 수 있습니다. 유전자 재조합 기술을 통해 다른 생물체의 유용한 유전자를 도입하거나, 유전자 편집 기술(예: CRISPR-Cas9)을 사용하여 특정 유전자를 변형시킬 수 있습니다. 이를 통해 병저항성, 수확량 증대, 영양성분 강화 등 다양한 형질을 개선할 수 있습니다. 결과적으로 식물 품종 개량은 전통적인 교배 방법과 현대 생명공학 기술의 조화로운 활용을 통해 이루어지고 있습니다.
안녕하세요. 박창민 수의사입니다. 유전자 변형 및 조작을 통해서 품종 개량을 하는겁니다. 원하는 형질의 유전자들만 추출하여 재조합하변 원하는 품종이 나오게 됩니다. 감사합니다.
가장 오래되고 기본적인 방법 중 하나로, 원하는 특성을 지닌 식물을 선택하고 그 식물들을 교배시켜 원하는 특성을 갖는 자손을 얻는 방식입니다. 멘델의 유전 법칙들은 우성과 열성 유전자의 작용을 설명하며, 특정 유전자가 자손에게 어떻게 전달되는지 이해하는 데 도움을 줍니다. 식물 개량가들은 이 원리를 이용하여 원하는 유전적 특성을 갖는 식물을 키울 수 있습니다.