개념 한 쪽
조직배양은 식물의 세포나 조직을 인공 배지에서 키워 새 개체를 얻는 기술이다. 이 기술은 무병주 확보, 반수체 유도, 대량 증식처럼 유전자원을 보존하고 활용하는 여러 목적에 쓰인다. 교잡에서 생긴 배를 구제하거나 바이러스에 약한 영양번식 작물의 종자를 확보하는 데도 조직배양과 환경 관리가 연결된다.
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출제기준 단원 「조직배양을 이용한 유전자원 보존」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 교잡 배의 구제 | 1 | 교잡 배의 발달 중단 시 배배양 선택 |
| 약배양의 육종 목적 | 1 | 약배양으로 균일한 동형접합체를 얻는 이유 |
| 조직배양 목적 판별 | 1 | 조직배양 목적에서 벗어난 항목 구분 |
조직배양을 이용한 유전자원 보존은 식물의 조직을 기내에서 배양하여 개체를 재생하거나 증식하는 방식으로 이해한다. 조직배양은 무병주 육성, 반수체 유발, 동질 개체의 대량 증식에 주로 사용된다. 병해충 저항성을 직접 높이는 일은 교배나 형질 전환 같은 육종적 접근에 속하므로 조직배양 자체의 주된 목적과 거리가 있다.
종속간 교잡에서는 수정이 이루어져도 배가 완전히 발육하지 못하고 중도에서 정지하거나 배유 발육불량으로 종자가 발아하지 못하는 경우가 생긴다. 이때 미성숙한 배를 인공 배지에서 무균 상태로 키우는 배배양이 잡종을 얻는 방법이 된다. 생장점 배양, 단위생식, 웅성불임은 배의 생존 문제를 직접 해결하는 방법으로 보지 않는다.
약배양은 꽃가루나 꽃밥을 배양하여 반수체 식물을 유도하는 기술이다. 반수체를 염색체 배가로 이배체화하면 유전적으로 균일한 동형접합체를 신속하게 얻을 수 있다. 여러 세대의 자가수분을 거쳐 순계를 만드는 과정을 줄여 육종 연한을 단축하는 것이 약배양의 육종상 이점이다.
바이러스프리묘를 얻을 때는 경정조직배양을 활용한다. 딸기 같은 작물에서 바이러스가 없는 신초를 얻어 깨끗한 묘목을 생산하는 방식이다. 감자처럼 영양번식하는 작물은 바이러스가 누적되어 퇴화할 수 있으므로, 매개충 활동이 적은 고랭지에서 종자를 생산하는 고랭지 채종이 퇴화 방지 방법으로 제시된다.
체세포로부터 완전한 식물체가 재생되는 현상은 전체형성능으로 설명한다. 하나의 세포가 식물체의 모든 세포 유형으로 분화되어 완전한 개체를 형성할 수 있는 잠재력이 전체형성능이다. 탈분화나 기관형성은 이 능력이 발현되는 과정의 일부 단계로 구분한다.
조직배양 문제는 기술의 목적과 적용 대상을 바꾸어 출제한다. 조직배양으로 병해충 저항성을 직접 높인다고 하면 목적과 어긋나고, 종속간 교잡에서 배가 죽을 때 저온 처리나 옥신 처리만으로 잡종을 얻는다고 하면 배배양의 역할을 놓친 것이다. 약배양의 이점을 염색체 배가 과정 자체나 육종 규모 확대라고 하면 최종 목적인 동형접합체의 신속한 획득과 육종 연한 단축을 흐린다. 바이러스프리묘를 배유배양이나 세포융합으로 얻는다고 하면 경정조직배양과 혼동한 것이고, 영양번식 작물의 퇴화 방지를 조기재배나 추파성 소거로 설명하면 고랭지 채종의 원리를 벗어난다.
종속간 교잡을 하면 수정이 되더라도 배가 완전 발육을 못하고 중도에서 정지되거나 또는 배유의 발육불량으로 종자가 발아하지 못한다. 이러한 경우 잡종을 얻을 수 있는 방법은?
정답 ① · 문항은 종속간 교잡에서 배 발달이 중도 정지되어 종자가 발아하지 못할 때 잡종을 얻을 수 있는 방법을 묻는다. 이 경우 배를 체외에서 분리해 인공 배지에서 배양하는 배배양 기법을 통해 배를 성숙시켜 잡종 식물체를 회복할 수 있다.
수정 후 배 발달이 중단될 경우, 배를 체외에서 배양하여 잡종을 얻는 방법은 배배양이다.
약배양(葯培養:anther culture)을 하는 주된 이유는?
정답 ① · 문제는 약배양을 수행하는 주된 목적을 묻고 있다. 약배양은 배우체 조직을 배양하여 반수체를 유도하고 염색체 배가를 통해 빠르게 동형접합체를 확보함으로써 유전적으로 균일한 계통을 신속히 얻기 위한 기법이다.
약배양은 배우체 배양을 통해 유전적으로 균일한 동형접합체를 신속하게 획득하기 위한 기술이다.
조직배양의 목적과 직접적인 관계가 적은 것은?
정답 ③ · 조직배양 기술은 우량 개체를 대량으로 증식(영양번식)하거나, 배우체를 단리하여 반수체를 육성(화분/약배양), 바이러스에 감염되지 않은 무병주를 얻기 위한 인경 배양 등 다양한 목적으로 활용됩니다. 병해충에 대한 저항성은 주로 교배육종, 유전자 도입, 돌연변이 육종 등을 통해 형질 전환 및 도입이 이루어지며, 조직배양 자체가 식물의 유전적인 병해충 저항성을 직접적으로 증대시키는 목적의 기술은 아닙니다.
조직배양은 무병주 육성, 반수체 유발, 동질 개체 대량 증식에 주로 사용된다.
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