들은 식물의 자연적인 교잡 결과 만들어진 가장 좋은 작물로부터 씨앗을 전발하고 유지하여 다음 경작시기에 가장 좋은 작물을 얻으려고 파종하였던 것이다. 그러나 유전법칙이 발견되고 식물의 교잡에 대한 과학적인 설명이 가능해 지면서, 이러한 이론에 기초하여 우수한 형질을 갖는 품종을 서로 교배시켜 새로운 품종을 얻는 방법인 교배육종이 대두되게 되었다. 이러한 교배 육종은 기본적으로 유전자의 재조합에 의한 육종이고, 또한 교배가 가능한 작물들 사이에서의 유전자 재조합이 이루어져 보다 나은 품종을 얻기 위한 노력의 일환으로 이용되어 오고 있으며, 또한 전 세계적으로 아직도 광범위하게 이루어지고 있다. 그러나 1970년대에 재조합 DNA 기술을 이용한 유전 공학이 대두되면서 식물의 유전자 조작은 새로운 전기를 맞게 되었다. 즉 다시 말해 전통적인 육종 방법인 교배 육종을 통해서는 불가능했던 유전자나 형질이 새로운 작물을 개발하는데 이용되기 시작하게 된 것이다.
① 질병에 대한 내성
: 대부분의 고수확 품종의 농작물들은 그 품종이 특수하기 때문에, 곰팡이 병이나 벌레가 일으키는 손상에 더 민감하다. 따라서 많은 제초제와 살충제들이 성장 시기에 자유롭게 뿌려진다. 많은 경우 다른 식물들은 이런 해충에 자연적인 내성이 있다. 내성이 있는 유전자를 분리할 수 있다면, 이 유전자를 다른 식물로 옮길 수 있다. 이런 내 성 유전자를 작품 종으로 옮기는 작업은 제한적으로나마 성공을 거둔다.
② 질소고정
: 질소 고정은 강낭콩, 완두콩, 자주개자리 등의 특정 콩과식물들의 뿌리에 있는 뿌리혹에서 자라온 박테리아에 의해 가장 쉽게 이루어진다. 질소 고정 박테리아의 유전자들이 실제로는 숙주식물의 유전자와 공유되어 가고 있음이 현재 밝혀져 있다. 이 유전자들이 다른 식물들로 편입될 수 있을지를 알기 위해 많은 연구들이 진행 중이다. 그렇게 된다면 식물의 성장과 농작물 생산을 최대화하는데 필요한 질소 비료의 사용량이 줄어들게 될 것이다.
③ 개화 시기 혹은 꽃 색이 변형된 식물의 개발
: 꽃 기관이 형성되는 원리를 이해하고 이에 관련된 유전자를 분리하여 이들 유전자를 조작하여 응용함으로써 작물의 개화 시기 조절, 새로운 꽃을 피우는 작물의 개발, 웅성 불임 작물의 개발 등이 가능할 것으로 예상된다.
(3) 주요 작물의 유전체 크기는 각각 얼마나 되는지 알아보라.
밀 - 160억 염기쌍
옥수수 - 약 20억 염기쌍
애기장대 - 1억2천5백만 염기 쌍
벼(자포니카 종) - 4억 2천만 염기쌍, (인디카 종)-4억6천6백만 염기쌍
콩 - 11억 천 5백만 염기쌍
마늘 - 150억 염기쌍
배추 - 7억 염기쌍
(4) 유전 연구의 동물모델로 많이 이용되는 초파리와 식물모델로 많이 이용되는 애기장대의 유전체 크기와 유전자의 개수를 알아보라.
유전체의 크기
유전자의 개수
초파리
1억 8천만 염기쌍
14000개
애기장대
1억2천만 염기쌍
25000개
※ 초파리의 유전자 개수는 애기장대의 유전자 개수보다 작지만 유전체의 크기는 더 크다.
유전자의 개수가 많다고 해서 유전체의 크기가 반드시 큰 것은 아니다.
6. Reference
식물생리학. 감영희 외 저. 지구문화사 2003
분자생물학(2판). Robert F.Weaver 저. 박상대 역. 라이프사이언스 2003
생화학 제5판. Mary K. Campbell 저. 곽한식 외 역. 라이프사이언스 2007
유전자조작과 현대윤리. 정상진 저. 탐구당 2003
최신식물생리학. 권영명 외 저. 아카데미서적 2003
최진유전학. SNUSTAD·SIMMONS 저. 김상구 외 역. 범한서적주식회사 2000
실험날짜
학 번
이 름
담당교수님