종자기사 염색체절단의 이용 — 돌연변이육종의 원리와 적용

돌연변이육종법은 기존 유전자원에서 얻기 어려운 새로운 형질이나 유전자를 얻기 위해 유전자를 인위적으로 변이시키는 방법을 말한다. 자외선, 감마선, 화학물질 등으로 유전자를 변형시켜 새로운 형질을 창출하는 데 적합하므로, 기존 자원만으로 해결할 수 없는 개량 목표에 적용한다.

과수와 같이 주로 영양번식으로 증식하는 작물에서는 가지에서 우연히 발생한 체세포 돌연변이인 아조변이가 복제되어 신품종 육성에 가장 크게 기여한다. 과수는 종자에 의한 교잡 육종보다 영양번식으로 우수한 변이를 고정하는 방식이 효율적이므로 과수, 영양번식, 아조변이의 연결고리를 기억해야 한다.

돌연변이의 선발 시기는 유전자 표현형의 발현과 유전적 안정성을 고려해야 한다. 돌연변이 처리 당대인 M1은 이형접합 상태가 많아 열성 돌연변이가 겉으로 드러나지 않고, 방사선 처리에 따른 생육 저하 등이 있어 선발에 부적합하다. 따라서 표현형으로 선발 가능한 최초 시기는 M2이며, M3 이후에는 선발된 개체의 안정화 및 증식 단계에 해당한다.

방사선 육종에서 감마선과 X선은 조사 후 잔류방사능이 남지 않아 안전하며 처리와 활용이 용이하다는 장점을 가진다. 감마 포장에서는 방사선원을 사용하여 시료를 조사하는데, 실무에서는 코발트-60을 방사선원으로 많이 이용한다. 감마선의 높은 투과력으로 종자나 조직을 균일하게 조사할 수 있다는 점을 이해해야 한다.

염색체 단편의 치환 등 염색체 수준의 변이도 돌연변이 육종의 메커니즘 중 하나로 볼 수 있으나, 배수체의 임성 저하 등 배수체 고유의 생리적 현상은 돌연변이육종법의 본질적 특징으로 보기는 어렵다. 육종법의 목적과 식물의 생리적 특성을 구분하여 이해해야 한다.