종자기능사(작물의 육종법, 분리육종법, 교배육종법 등)

1. 분리육종법

- 자가수정작물- 순계분리법
- 타가수정작물-계통분리법
- 영양번식 작물-영양계분리법

  가. 순계분리법
  기본집단에서 우수한 형질을 가진 개체를 계속 선발하여 우수한 순계를 선발하는 방법으로 주로 자가수정작물에 사용된다. 유전적 변이와 방황변이를 구별하기 위해 후대검정을 한 후 생산력 검정을 시행한다. 지방적응성검정을 마치고 난 후 표준품종보다 우수하면 신품종으로 정해진다.
   나. 계통분리법

  기본집단에서 처음부터 집단을 대상으로 선발을 계속하여 우수한 계통을 분리해 내는 방법이다. 따라서 완전한 순계를 얻기는 어렵다. 주로 근교약세가 나타나는 타가수정작물에 이용된다. 이 계통분리법은 집단선발법, 계통집단선발법, 성군집단선발법, 모계선발법, 가계선발법 등이 있다.
   1) 집단선발법
   개체 또는 계통의 집단을 대상으로 선발하는 방법이다. 타가수정작물에서는 기본집단에서 비슷한 우량 개체들을 집단 선발하여 집단재배하는 과정을 3년 정도 계속한 다음 격리포장에서 증식하여 생산력 검정, 지방 적응성시험을 하고 새 품종으로 정한다. 순계선발법 때처럼 유전자형을 개량하는 효과는 크지 않다. 주로 농가에서 조, 수수를 채종할 때 이용된다.
 2) 계통집단선발법
  계통의 집단을 대상으로 선발하는 방법이다. 원리는 집단선발법과 동일하다. 그러나, 양적인 형질 선발은 개체를 대상으로 불가하므로 선발한 개체를 계통재배하여 그 계통을 비교하여 양적형질을 선발하는 방법이다.
 3) 성군집단선발법
  집단선발법을 특성에 차이에 따라 몇 가지 군으로 나누어 실시하는 방법이다. 단기간 내에 비교적 특성이 균일한 계통을 얻을 수 있고 또 군 간의 생산력을 비교할 수 있으므로 집단선발법보다 우수한 유전자형을 얻을 수 있다.
 4) 모계선발법
  개체를 심은 밭에서 선발한 개체를 모주로 방임수분하여 얻는 종자의 일부 중 후대검정을 하여 모계를 선발하는 방법이다.
 5) 가계선발법
  개체별로 후대를 얻고 다시 그 후대를 각각 다른 계통의 화분을 받지 않고 근친교배를 하여 가계를 양성하고 그 가계에서 우량한 계통을 선발하는 방법이다.
다. 영양계분리법
  영양번식작물에 주로 이용된다. 영양번식작물은 유전적으로 배수체가 많다. 예를 들면 고구마는 6배체, 감자는 4배체, 바나나는 3배체이다. 이런 작물은 감수분열하면 불임 확률이 높아져 종자 획득이 어렵고 이런 경우 비정상적인 식물체가 되는 경우가 많다. 영양체의 일부인 눈에 돌연변이가 생기는 것을 아조변이라고 한다. 이러한 아조변이를 분리하여 영양계를 육성하면 고정하지 않아도 신품종으로 육성할 수 있다.   
2. 교배육종법(교잡육종법)
  육종의 소재가 되는 변이를 교배를 통해 얻는 방법으로 품종 간, 종속 간 교배에 의해 유전적 변이를 작성하고 그 중에서 우량한 계통을 선발하여 신품종으로 육성한다.
  가. 계통육종법
   계통육종법은 교배를 하여 잡종을 만들고 잡종 2세대 이후부터 계속 개체 선발을 하고 선발된 개체를 계통재배를 되풀이하여 우량한 계통을 선발 고정하여 순계를 만들어가는 방법으로 자가수정작물의 대표적인 육종방법이다. 이 육종법은 질적, 양적 형질의 개량에 효과적이다. 
  나. 집단육종법
   집단육종법은 교배를 하여 잡종을 만들고 잡종 초기 세대에 선발하지 않고 집단 채종 및 혼합재배하여 수세대가 지난 후 선발을 시작하는 육종법으로 일단 선발을 시작하면 그 이후는 계통육종법의 과정과 동일하다.
  다. 여교잡육종법
   A 품종이 수량, 품질 등은 우수하나 특정 병에 약할 대 그 병에 강한 B 품종을 찾아내어 두 개의 품종을 교잡한다. 그 후 1대 잡종을 다시 B품종에 교잡하는 방법으로 육종의 시간과 경비가 절감된다.
  라. 파생계통육종법
  파생계통육종법은 분리 초기 집단 세대에서 교배조합 유형별로 계통선발하여 파생계통을 만들고 그 후에도 5세대 까지는 파생계통별로 집단선발을 하면서 불량계통을 도태하며 6세대에서 다시 계통선발을 하고 7세대에는 계통의 순도검정을 하며, 이후에는 계통의 생산력 검정을 하여 신품종으로 육성하는 방법이다.
  마. 단립계통육종법
  단립계통육종법은 집단육종법과 계통육종법을 절충한 것으로 집단재배하는 동안 매 세대 한 개체에서 1립씩 채종하여 이를 혼합 및 집단재배하되 온실에서 밀식하여 재배하면서 세대를 촉진하여 육종 연한을 단축할 수 있다.
  바. 인공교배법
   다른 품종이나 계통 사이를 양친 삼아 꽃가루를 인공으로 교배함으로써 1대 잡종 종자를 생산하는 방법이다.
3. 잡종강세육종법
  가. 타가수정작물의 잡종강세 육종법
   1) 단교잡: 두 개 품종 또는 두 개 계통 간의 교배를 말한다. 우량한 조합의 선정이 용이하고 잡종강세 현상이 뚜렷하다. 단 종자의 생산량이 적고 발아력이 약하다.
   2) 복교잡: 두 개의 단교배 1세대끼리 교배한다. 품질이 균일하지는 않으나 채종량이 많고 종자가 크다. 사료용 옥수수 등 대규모 재배에 유리하다.
  3) 삼계교잡: 단교배 1세대와 어떤 품종과 교배한다. 단교배를 모본으로 자식계통을 부본으로 한다. 종자의 생산량이 많고 잡종강세 현상도 높지만 균일성이 낮다.
 4) 다계교잡: 많은 계통 간에 잡종을 만드는 것이며 복교잡보다 생산력이 떨어지지만 생산하기가 편하다
 5) 합성품종: 다계교잡의 후대를 그대로 품종으로 이용하는 것으로 매년 잡종 종자를 생산할 필요가 없고 환경 적응성이 높다. 단 단교잡이나 복교잡에 비해 수량이 적고 후대로 갈수록 생산력이 떨어진다.   
  나. 조합능력의 검정
   잡종 1세대가 나타내는 잡종강세 정도를 조합능력이라고 한다. 
   조합능력의 검정 방법에는 단교배검정, 톱교배검정, 다교배검정, 이면교배검정 등이 있다. 
    1) 단교배검정은 일정한 자식계를 다른 자식계와 교잡하여 여러 자식계들의 특정 조합 능력을 검정하는 방법이다.
    2) 톱교배검정은 자유수분하는 품종을 검정친으로 하여 여러자식계들의 일반 조합 능력을 검정한다.
    3) 이면교배검정은환경에  조합 능력 검정 시 환경에 의한 오차를 적게 하여 양친의 유전자형을 추정하는 방법이다.
    4) 다교배검정은 영양번식작물 중 다년생 작물에 사용한다.
4. 배수성육종법

  가. 동질배수체 이용
   동질배수체의 경우 같은 게놈이 배가되는 것을 말하며 영양번식작물에 이용된다.
   인위적으로 염색체를 배가시켜 동질배수체를 작성하려면 콜히친 처리를 하여야 한다. 
     *콜히친 : 인위적인 염색체 배수체 생성에 보편적으로 쓰이는 물질(침지법, 분무법, 라놀린법, 우무법 등) 
     *씨없는 수박: 원래 2배체인 수박에 콜히친 처리로 염색체를 배가시켜 4배체를 만들고 4배체의 암술에 2배체의 꽃가루를 수분하여 3배체의 수박을 만든다. 3배체는 감수 분열 시 염색체가 균등하게 분배되지 않기 때문에 3배체 수박종자를 심으면 씨없는 수박이 자란다.
   나. 이질배수체 이용
    이질배수체의 경우 다른 게놈이 배가되는 것을 말하며 벼, 밀, 유채 등에 이용된다. 이는 유용인자를 도입할 수 있으나, 복잡한 유전관계 때문에 비정상적인 형질분리의 문제가 있다.
     *라이밀: 밀과 호밀의 속간잡종으로 실용화되었다.
   다. 반수체이용
    반수체는 어떤 생물체의 배우자가 가지는 염색체수인 n만큼의 염색체만으로 이루어진 것이다. 반수체는 자연적으로 발생하기도 하지만 그 빈도가 낮아 인위적으로 육성한다. 종속 간 교잡, 처녀생식, 무핵란생식, 다배종자, 약배양, 화분배양, 반수체 유도유전자 등이 있다.