개념 한 쪽
자가불화합성은 자신의 꽃가루로 수정이 일어나지 않게 하는 현상으로, 발현 부위에 따라 배우체형과 포자체형으로 구분된다. 포자체형은 주두 표면에서 불화합이 발현되어 꽃가루의 부착이나 발아가 억제되며, 이 특성을 이용한 종자생산 및 극복 기술이 현장 실무에 중요하다.
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출제기준 단원 「포자체형 자가불화합성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 화뢰수분 적용 판단 | 1 | 자가불화합성 작물의 자식종자 확보 방법을 고르는 능력 |
| 극복 기법과 재배 관리 구별 | 1 | 불화합성 극복 기법과 재배 관리법을 구별하는 능력 |
| 생식 구조 용어 확인 | 1 | 암술과 수술 길이 차이 용어를 묻는 능력 |
자가불화합성은 동일 개체 내의 꽃가루가 같은 개체의 암술에 의해 수정되지 못하게 하는 기작으로, 식물의 근친교배를 회피하고 유전적 다양성을 확보하는 역할을 한다. 이 현상은 발생 부위와 기작에 따라 배우체형과 포자체형으로 나뉘며, 각각 발현 장소가 다르다는 점이 핵심이다.
배우체형 자가불화합성은 꽃가루가 암술대 내부로 관을 뻗어나가는 과정에서 불화합 반응이 일어나 화주 내부에서 발현하는 현상이다. 반면 포자체형 자가불화합성은 꽃가루가 주두 표면에 닿는 순간 주두 표면의 특성으로 인해 꽃가루의 부착이나 발아 자체가 억제되는 형태로, 불화합이 주두 표면에서 발생한다.
포자체형에서는 자방친의 특정 S유전자가 화분의 동일 유전자와 일치하면 불화합이 유발되는 경우가 발생할 수 있다. 포자체형·배우체형 구분은 불화합성의 유전적·형태적 기작을 이해하는 출제 유형과 직결되므로, 발현 부위(화주 내부 vs 주두 표면)를 정확히 구분해야 한다.
포자체형 자가불화합성 작물의 종자생산과 관련하여 실무적으로는 불화합성의 시기적 약점을 이용해 극복하는 방법이 활용된다. 예컨대 꽃봉오리(화뢰) 시기에는 불화합성 기작이 약해지는 경우가 있어 이 시기에 인공수분을 실시하는 화뢰수분법이 자식종자 획득의 표준적 수단으로 사용된다.
무와 같은 포자체형 자가불화합성 작물에서 자식종자를 얻고자 할 때에는 개화 전 꽃봉오리 상태인 화뢰기에 인공수분을 실시하는 화뢰수분법을 이용한다. 이는 개화 이후 강하게 발현되는 자가불화합성 기작을 피하여 자가수분을 유도하는 실무적 방법이다.
배추과 작물의 상업적 잡종종자 생산에서는 자가불화합성 성질을 이용해 모본과 부본을 근접 재배하여 자연채종(혼식)으로 F1 종자를 대량 획득하는 방법을 선택하기도 한다. 반대로 성숙 모본의 월동 채종과 같은 재배 시기 관리는 자가불화합성 극복 기술과 직접적 관련이 적으므로 구별해야 한다.
무와 같은 자가불화합성인 작물의 자식종자를 얻고자 할 때에는 어떻게 하면 되는가?
정답 ④ · 무와 같이 자가불화합성을 가지는 작물에서 자식 종자를 얻기 위해서는 자가불화합성 기작이 약해지는 개화 전 꽃봉오리 상태에서 인공수분을 실시하는 화뢰(花蕾)수분법을 사용합니다. 이를 통해 자가수분을 유도하여 자식세대를 획득할 수 있습니다.
자가불화합성 작물은 자가수분이 안 되므로, 개화 전 화뢰 상태에서 인공수분하는 화뢰수분법으로 자식종자를 얻는다.
배추과(십자화과) 채소의 자가불화합성과 가장 관계가 적은 것은?
정답 ① · 배추과 채소의 자가불화합성은 화분과 암술이 동일한 유전자형(S유전자)을 가질 때 수정이 일어나지 않는 현상입니다. 이를 극복하기 위한 채종 방법으로는 암술이 미성숙한 꽃망울 상태에서 미리 수정시키는 '꽃망울 수분', 늦게까지 기다렸다가 수정하는 '노화수분 또는 지연수분' 등이 활용됩니다.
자가불화합성 극복을 위한 수분 기술과 무관한 것은 성숙 모본의 월동 채종이다.
식물의 불임성은 한개의 꽃 속에 있는 암술과 수술의 길이가 서로 다르기 때문에 나타나기도 한다. 암술과 수술의 길이가 다른 현상을 무엇이라 하는가?
정답 ④ · 문항은 암술과 수술의 길이가 달라 발생하는 현상의 명칭을 묻고 있다. 꽃의 생식기관이 구조적으로 서로 다른 형태를 나타내는 현상은 이형예라고 하여 암술과 수술 길이 차이를 포함한 이형성을 지칭한다.
꽃의 암술과 수술 길이가 다른 현상은 생식 구조의 이형성을 의미하므로 이형예라 한다.
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