개념 한 쪽
자연교잡과 인공수분 관리는 종자 생산 방식과 계통 유지에 직접적인 영향을 준다. 자가불화합성 작물은 자연 상태에서 자신의 꽃가루로 수정이 일어나지 않아 인공적 조치가 필요하므로 뇌수분이나 웅성불임 시스템을 이용한다. 불화합성 극복 방법과 각 작물의 생식 구조를 구분하여 이해해야 종자 생산 기술을 정확히 적용할 수 있다.
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출제기준 단원 「자연교잡」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인공교배 의존도 판단 | 1 | 어떤 작물이 인공교배로 종자를 생산하는지를 가리기 |
| 화기 구조로 채종 불가 판단 | 1 | 화기 구조 때문에 F1 채종이 실용화되지 않는 이유 판별 |
| 불화합성 극복 수단 판단 | 1 | 불화합성 타파에 적절치 않은 처치를 가리기 |
자가불화합성은 같은 식물체 내에서 자신의 꽃가루로는 수정이 일어나지 않는 성질을 말한다. 이러한 작물에서는 자연 수분으로 순수한 계통을 확보하기 어렵기 때문에 인위적인 뇌수분을 통해 암꽃의 수술을 제거하고 다른 계통의 꽃가루를 묻혀 자식계통을 얻는다. 뇌수분은 자가불화합성 작물에서 자식계통 확보의 표준 방법으로 사용된다.
웅성불임(CMS) 시스템은 불임계통을 자방친으로 사용하고, 유지계통과 복원계통(화분인자친)을 함께 운용하여 F1 종자를 생산하는 방법이다. CMS 방식의 실용적 운용을 위해서는 불임계통(A), 유지계통(B), 복원계통(C)의 3계통이 필요하다. 이 배열을 통해 불임 어미 계통과 임성을 회복하는 화분친을 교배하여 목적하는 F1 종자를 안정적으로 생산한다.
작물별로 종자 생산에 적합한 방식이 다르다. 예컨대 배추 등 십자화과 채소는 자가불화합성 특성이 강하여 F1 채종에 자가불화합성을 주로 이용한다. 반면 수박과 같은 작물은 F1 잡종강세 극대화를 위해 기본식물부터 인공교배로 증식·생산하는 체계를 갖춘다. 상추는 화기 구조가 복잡하고 꽃이 작아 거세 작업이 어려우므로 1대 잡종 채종이 실용화되지 못하는 대표적 사례가 된다.
불화합성 극복 기술은 생리적·구조적 조치와 생장조절물질 처리 등으로 분류된다. 형매교배나 위임성 같은 교배 보조 기술과 생장조절물질 처리는 불화합성 장벽을 넘는 수단으로 사용될 수 있다. 그러나 살정제는 병해충 방제용으로 교배 촉진과 무관하므로 불화합성 타파 수단으로 적합하지 않다.
문제에서 자가불화합성 작물의 자식계통 획득 방법을 묻는다면 뇌수분을 정답으로 선택한다. 수박처럼 인공교배로 기본식물에서 F1까지 생산하는 작물을 묻는 문항은 인공교배 의존도를 확인하는 문항 유형에 해당한다. 상추의 경우 거세가 어렵다는 점을 근거로 1대 잡종 채종이 실용화되지 않았다는 설명을 정답 근거로 삼는다. 불화합성 극복 방법에서 살정제를 고르면 용도 혼동으로 인한 오답이 된다.
다음 중 기본식물, 원원종, 원종 및 F1 종자를 인공교배에 의하여 증식ㆍ생산하고 있는 작물은?
정답 ④ · 기본식물, 원원종, 원종 및 F1 종자의 생산 체계를 인공교배 방식을 통해 증식하고 대량으로 생산하는 대표적인 작물은 수박입니다. 수박은 일반적인 계통육성을 통한 고정 품종보다 F1 잡종강세를 이용하는 비율이 압도적으로 높으며, 이를 위해 종자회사에서는 철저한 통제 하에 암꽃을 인공으로 제웅하고 수꽃의 화분을 직접 교배하는 복잡한 인공수분 방식을 통해 핵심 종자(기본식물~F1)의 순도를 유지하며 생산합니다.
수박은 F1 잡종강세를 극대화하기 위해 인공교배를 통한 종자 생산이 필수적인 대표 작물이다.
상추에서 1대 잡종 채종이 실용화되고 있지 않는 이유는?
정답 ④ · 상추와 같은 국화과 작물은 일반적으로 화기의 구조가 꽃밥이 암술을 빽빽하게 둘러싸고 있어 완전 자가수분(자가수정)을 하는 전형적인 자가수정 작물입니다. 따라서 인위적으로 수술을 제거(거세)하고 다른 계통의 화분을 인공으로 수분해주는 1대 잡종(F1) 채종 작업은 식물체 구조상 탈곡 등의 과정이 매우 까다로워 실용적으로 대량 채종하기가 어렵습니다.
상추는 완전 자가수분 작물로 화기 구조상 거세와 인공수분이 어려워 1대 잡종 채종이 실용화되지 않는다.
식물의 불화합성을 타파하기 위한 방법으로 적합하지 않은 것은?
정답 ④ · 문항은 불화합성을 극복하기 위한 적절한 방법을 고르는 문제이다. 불화합성 극복에는 교배 기술(형매교배), 유사수정기능 사용(위임성), 또는 식물생장조절물질로 수정 환경을 조정하는 방법들이 활용될 수 있다.
불화합성 타파에는 교배 기술(형매교배, 위임성)이나 생장조절물질 사용이 일반적이지만, 살정제는 해충 방제용이므로 적합하지 않다.
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