개념 한 쪽
세포질-유전자적 웅성불임성(CMS)은 미토콘드리아 등 세포질 유전체의 변이에 의해 발생하며 모계로 유전되는 특징을 가진다. 옥수수의 T형 미토콘드리아가 대표 사례이며, 대량의 F1 잡종종자 생산을 위해 불임계통, 유지계통, 임성회복계통의 3계통 세트가 필요하다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「세포질-유전자 웅성불임성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 유지친의 유전적 조건 판단 | 1 | 유지친(B line)에 요구되는 핵 유전자 조건을 묻는다 |
| 대량 채종을 위한 계통 구성 | 1 | 옥수수 1대 잡종 종자 대량 생산에 필요한 계통 세트를 묻는다 |
| 불임 유형의 회복 가능성 판별 | 1 | 어떤 불임 유형이 타식(뇌수분)으로 회복되는지를 묻는다 |
세포질-유전자적 웅성불임성(CMS)은 세포질, 주로 미토콘드리아 게놈의 돌연변이에 기인하는 웅성불임성으로 정의된다. 이 유형은 모본을 통해만 유전되는 모계 유전 특성을 보이므로 부모 계통의 세포질 상태가 자손의 불임성 발현에 결정적 영향을 준다.
대표 사례로 옥수수의 T형 미토콘드리아에 의한 CMS가 알려져 있으며, 육종 현장에서는 이 특성을 이용해 교잡종 종자 생산에 활용한다. CMS는 핵 유전자와의 상호작용에 의해 발현 양상이 달라질 수 있으며, 임성을 회복시키는 핵 유전자가 존재하면 불임성이 극복될 수 있다.
F1 잡종 종자 대량 생산을 위해서는 세포질-유전자적 체계에서 A계통(웅성불임계통), B계통(웅성불임유지계통), R계통(임성회복유전자계통)을 함께 유지해야 한다. B계통은 불임계통과 핵 유전자 구성이 동일하고 세포질만 정상인 상태여야 하므로, B계통의 핵 유전적 동질성 유지가 불임 상태의 안정적 유지에 필수적이다.
현장에서 CMS 시스템을 이용하면 불임 어미만으로 종자생산이 가능하므로 인공 제거 작업을 줄이고 대량 생산이 용이해진다. 그러나 CMS의 관리에는 각 계통의 유전적 특성(세포질과 핵의 조합) 보전과 임성회복 유전자의 활용 전략이 필요하다.
옥수수의 경우 T형 미토콘드리아 돌연변이로 CMS가 유발된 사례가 대표적이다. 이 시스템에서 육종가는 불임을 지닌 A계통을 유지하기 위해 핵 유전자가 동일한 B계통을 보유하고, 교배 시 R계통을 사용해 F1에서 임성을 회복시켜 종자를 채종한다.
실제 종자생산에서는 A-B-R의 3계통을 운용하여 A계통(불임)의 모성만으로 F1을 얻고, B계통으로 불임성을 유지하며 R계통으로 임성을 회복시키는 과정을 반복하여 대량의 잡종종자를 생산한다.
세포질-유전자적 웅성불임성에 있어서 불임주의 유지친(B line)이 갖추어야 할 유전적 조건을 바르게 설명한 것은?
정답 ① · 세포질-유전자적 웅성불임(CMS)에서 불임주를 유지하기 위한 유지친(B line, Maintainer line)은 세포질 유전자는 정상이되 핵 유전자 조성은 불임주와 완전히 동일(동질유전자)해야 합니다. 이를 통해 불임주와 교배해도 다음 세대에서 웅성불임이 안정적으로 유지됩니다.
세포질-유전자적 웅성불임(CMS)에서 유지친(B line)은 불임주와 핵 유전자 조성이 동일해야 다음 세대 불임 상태가 안정적으로 유지된다.
세포질-유전자적 웅성불임성을 이용하여 옥수수 1대 잡종종자를 대량으로 채종하기 위해서 육종가 또는 육종기관은 어떤 종류의 계통을 유지하고 있어야 하는가?
정답 ④ · 세포질-유전자적 웅성불임성을 이용한 1대잡종 채종에 필요한 계통의 종류를 묻는 문제이다. 3계통 교배법에서는 웅성불임계통(A계통), 웅성불임 유지계통(B계통), 임성회복유전자계통(R계통)의 세 가지가 반드시 필요하다.
세포질-유전자적 웅성불임성 이용 시, 불임 유지, 임성 회복, 다수성 확보를 위한 계통 조합이 필요하다.
여러 가지 불임의 종류 중 뇌수분으로 이성을 회복시킬 수 있는 것은?
정답 ② · 자가불화합성은 동일한 유전자형을 가진 꽃가루가 암술에 수분되더라도 수정이 일어나지 않는 현상입니다. 이러한 불화합성은 식물이 가진 수분 매개자에 의해 타가수분(이성 수분)이 이루어지면 정상적으로 수정이 진행되어 이성(번식력)을 회복할 수 있습니다.
자가불화합성은 타가수분 시 수정이 가능하므로 뇌수분으로 이성을 회복할 수 있습니다.
종자기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.