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12강. 잡종강세이용 육종법: Hybrid vigor (heterosis)를 이용하는 육종법
(1) 잡종강세와 근교약세① 근교(近交) 약세 (inbreeding depression)
: 동형(접합)성이 증가할수록 생육량 또는 생활력이 점점 저하되는 현상.--- 타식성작물에서 일반적.
inbreeding이 더욱 진전되면-->최종적으로 근교극약(極弱)(inbred minimum).-----------------------------------
○ 우성유전자설의 약점 및 해명a. 우성유전자를 집적 고정시킨 순계(or 근교계)는 F1과 동일한 생활력,생산성을 발휘해야
할 것인데 실제로 그런 계통은 육종이 안된다. -→ 실제 유전자수는 극히 많고, 우성-열성유전자간의 연관도 있어서 우성유전자가 모두 집적된 순계를 육성하는 것이 불가능하기때문.
b. 잡종강세를 보이는 형질은 F2에서 skewed distribution(편파분리)을 보여야 하는데 실제는 정규 분포적인 분리를 보인다. - -→ 그 형질에 관여하는 우량(우성)유전자와 불량(열성)유전자가 연관되어 있어서 중간형이 많이 출현하기 때문에 이론과 다르게 정규분포를 보인다.
문제점: - toxic effent on plant and female organ- treatment methodology --- 방법, 처리시기 등
** 종자 or foliar 처리 개발중- effectiveness ---> 종자의 purity 문제
e. 인공종자, Apomixis의 이용
- F1 조직배양 → 인공종자
- F1에 apomoxis gene 도입→ F1 식물체에서 F1종자 수확
셀러리인공종자 벼의 apospory
A. Broccoli, B. Broccoflower and C. Cauliflower
A.Willow-Herb Clarkia (Clarkia epilobioides), B. Delicate Clarkia (C. delicata),and C. Elegant Clarkia (C. unguiculata )
벼의 잡종강세
f. 자웅이주 식물, 자웅이화식물
암꽃
수꽃
시금치의암꽃, 수꽃, 1대잡종종자 생산포장
자웅이주식물: 암/수구분(가능할경우, 유전자/염색체조절)하여재식
자웅이화식물: 수꽃 제거하여타 근교계와교배유도
(4) 조합능력 개량
: 근교계 자체의 능력(조합능력)을 높이고 생활력이 강한 근교계로 육성하는 방법- 근교계의 생산성이 높다고 해서 그것이 교잡된 F1의 생산성이 높은 것은 아니다.→ 항상 교잡으로 조합능력을 확인
- gene recombination과 accumulation을 통하여 heterosis를 크게 유발시킬 수 있는loci를 집적하는 것(초우성 이용) 또는 우성유전자들을 집적하는 것 .... Heterosis는 相對親에 따라 달라질 것이므로 (조합능력이 상대적) 그 개량도 상대親을 대상으로 하여 진전시킨다.
* 보통 기본집단은 방임수분품종이나 합성품종 등을 이용.
가. 순환선발법 (recurrent selection): 2-3년을 1주기로 하여 순환적으로 선발을 반복함으로써 특정형질 또는 조합능력을개량하는 방법
(각 주기에서 행해지는 2가지)- 선발개체의 자식과 평가(개체 자체의 표현형 또는 교잡된 F1으로)- 평가후 선발된 계통간의 자유교잡과 각 교잡에서 동일 양의 교잡종자를 집단화
---> 다음 cycle로
나. 집중개량법 (convergent improvement)
1년차 - 자식 및 개체 선발
2년차
ⓧ ⓧⓧ ⓧ ⓧⓧ
- 선발개체를 자식종자로 계통 재배- 계통간 자유 교배
- 각 계통별 수확 종자 일정량 씩 혼합
3년차 - 자식 및 개체 선발
4년차
ⓧ ⓧⓧ ⓧ ⓧⓧ
- 선발개체를 자식종자로 계통 재배- 계통간 자유 교배
- 각 계통별 수확 종자 일정량 씩 혼합
1주기
2주기
A. Recurrent selection for phenotype (형질개량순환선발): 근교계의 특정형질을 개량하기 위해 선발과 선발개체의 자식 및 근교계간의 상호교잡을되풀이하는 방법 --- 보통 2년 1주기---> 가장 단순한 순환선발법, 조합능력 검정 불필요
* mass selection 과 비슷하다. 다른점: 선발개체의자식
1년차 - 선발개체 자식 및 조합능력검정친에 톱교배
2년차
ⓧ
- F1의 생산력 검정(선발개체의 조합능력 검정)
- 조합능력 우수 개체 선발
1주기
C ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC
- 선발 근교계를 1년차 자식종자로 계통재배- 계통간 자유교배
3년차
- 각 계통별 수확 종자 일정량 씩 혼합
4년차 - 선발개체 자식 및 조합능력검정친에 톱교배
5년차
ⓧ
- F1의 생산력 검정(선발개체의 조합능력 검정)
- 조합능력 우수 개체 선발
2주기
C ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC
- 선발 근교계를 1년차 자식종자로 계통재배- 계통간 자유교배
6년차
- 각 계통별 수확 종자 일정량 씩 혼합
B. Recurrent selection for general combining ability(일반조합능력개량 순환선발): 조합능력의 조기검정을 이용하여 순환적으로 근교계의 일반조합능력을 높이는 방법--- 보통 3년 1주기* 조합능력검정친: 방임수분품종 또는 여러개의 근교계 --- topcross 용
일반조합능력이높은 근교계육성
C. Recurrent selection for specific combining ability(특정조합능력개량 순환선발): 조합능력의 조기검정을 이용하여 순환적으로 근교계의 특정조합능력을 높이는 방법
--- 보통 3년 1주기* 조합능력검정親: 잡종품종 육성에 한쪽 親으로이용코자 하는 우량근교계(들)===>과정은 B.일반조합능력개량 순환선발법과 동일
1년차 - 선발개체 자식 및상대 집단에 톱교배
2년차
ⓧ
- F1의 생산력 검정(선발개체의 조합능력 검정)
- 조합능력 우수 개체 선발
1주기
C ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC
- 선발 근교계를 1년차자식종자로 계통재배
- 계통간 자유교배3년차
- 각 계통별 수확 종자 일정량 씩 혼합
ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC
집단 A 집단 B
4년차 - 선발개체 자식 및상대 집단에 톱교배
5년차
ⓧ
- F1의 생산력 검정(선발개체의 조합능력 검정)
- 조합능력 우수 개체 선발
2주기
C ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC
- 선발 근교계를 1년차자식종자로 계통재배
- 계통간 자유교배6년차
- 각 계통별 수확 종자 일정량 씩 혼합
ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC ⓧC
D. 상호순환선발법(Reciprocal recurrent selection): 2개집단을 동시에 대상으로 순환선발하여 조합능력이 높은 근교계를 양 집단에서 모두 육성하는 방법.
* 조합능력검정친: 서로 상대방 집단* 잡종품종은 (단교잡이든 복교잡이든) A집단유래 선발 근교계 x B집단유래 선발 근교계 → F1