<제2주>
제2장 임목육종의 기초이론
제1절 세포
1. 세포의 구조와 기능
* cell->생물체의 최소단위
* Schleiden과 Schwann: 1838~1839년 세포학설제창
* 세포질은 반류동태의 교질물-> 핵, 색소체, mitochondria, 골지체, 중심체, 액포, 전분립이나 단백질 생산물, 지방구
(1) 세포내 기관의 구조와 기능
* 세포핵(DNA; Chromosome), 인(nucleolus)->RNA가 많이 들어있다. ribosome->단백질 합성이 일어남., 골지체->분비물, 배설물, 지방, 색소등의 형성에 관여‘
* 광합성에 관여하는 색소와 효소-> 색소체내; 세포질유전에 엽록체가 관여
* 미토콘드리아-> ATP 에너지 합성
(2) 세포의 공통된 특징
* 외부의 에너지를 흡수
* 반복증식
* 물질대사에 최적요건유지
* 세포내 구성성분간에 조화유지
(3) 세포의 기구
3가지 기구로 구성
* 같은 유전정보를 가진 세포를 복제
* 고분자생산
* 에너지의 개방계
* 세포의 DNA의 복제와 단백질 합성 경로설명
* 제2도 세포의 정보, 에너지 및 물질의 흐름(Paul, 1964)
(4) 세포의 증식주기
* 세포증식->생장점, 엽의 기부, 근단등에서 일어남.
* 세포주기(cell cycle) ; 세대시간(generation cycle) 세포증식에 걸리는 시간
(G1기: 세포분열의 종료에서부터 DNA합성개시까지의 기간)
(S기: DNA 합성기)
(G2기: DNA합성종료에서부터 세포분열개시기까지)
(M기: 세포분열기(전기, 중기, 후기, 종기)
2. 세포의 분열
* 유사분열(체세포유사분열)->중간기, 초전기, 전기, 전중기, 중기, 후기, 종기
* 감수분열(환원유사분열)->세사기, 접합기, 후사기, 복사기, 전동기 중기, 후기, 종기, 중간기
제2절 생식
1.생식법의 분류
* 생식(reproduction)->다음세대을 계승할 새로운 개체의 생산,생식을 통해 번식(propagation)
* 생식->유성생식과 무성생식(무배생식, 단성생식, 무핵란생식, 위잡종, 위수정, 영양생식)
<단위생식: 수정하지 않는 알에서 배형성 >
* 무배우자생식(apomixis): 체세포일부에서 배형성(귤나무)부정배형성
* 정핵생식:웅성생식세포에서 배형성
* 위수정생식(pseudomixis): 배우식물의 한세포핵이 인접한 다른세포 핵과 합해 배수염색체 포자식물형성(고사리류)
* 무포자생식(apospory): 포자식물에서 포자형성없이 발아법에 의해 배우식물을 형성하는 것
* parthenomixis(단위생식)
* pseudogamy(위수정): 죽은 화분이나 이종속화분의 자극으로 배형성.
* 식물의 자식성과 타식성 (자웅이주화수정식물, 단위생식, 자웅이숙식물, 자가불합성식물, 개화수정식물)
2. 화분형성
* 꽃가루->환원유사분열에서 화분4분자->화분립(pollen grain)
* 발아공을 가진다. 영양핵과 생식핵(다시 2개로 제1정핵과 제2정핵)을 형성
3. 배낭형성
* 자방의 내벽의 심피->배주형성->주심조직안에 배낭형성
* 주피의 선단부는 약간 열려져 있으며 이부분을 주공(micropyle)이라한다.
* 8개의 핵->3개 반족세포, 극핵 2개, 난세포1개, 조세포 2개
4. 수분
* 수분(pollination)->화분이 주두에 붙는현상->충매, 풍매, 수매 등
* 자연수분과 인공수분(육종상 교배)
* 자가수분과 타가수분
* 단성화, 양성화(자웅동숙, 자욱이숙->숫꽃이 선숙하는 웅예선숙과 암꽃선숙 웅예선숙)
* 이가화 (암꽃과 수꽃이 서로 다른 개체에 피는 것 은행, 삼나무, 시금치 등)
5. 수정
* 수정(fertilization)-> 자웅배우자가융합하여 새로운 개체를 형성
* 대포자의 난(n)과 소포자인 정자(n)융합->개체형성(2n)
* 고등피자식물->중복수정(난세포+정핵->배; 2개극핵+정핵->배유)
* 중복수정(double fertilization): 난자+정자->배; 극핵2개+정자->3n 배유
* 화분발아 난자와 융합되는 시간->벼는 1.5-4시간; 무궁화 10-12시간, 소나무 1년
* 화분관신장->개방형(단자엽식물의 대부분); 폐쇄형(달맞이꽃과 독말풀); 반폐쇄형(선인장과)
* 화분관이 배낭에 들어갈 때 주공을 통해들어감->난세포와 2개조세포에 변화가 일어나 선형장치가 형성되어 화분관이 쉽게 들어가도록 함.
6. 웅성불임
* 웅성기관의 이상에 의해 일어나는 불임->male sterility
* 성기관에 이상이 생긴경우와 특정교배조합에서 수정일어나지 않는 경우(불화합성)incompatibility
* 1대잡종육종시 제웅(emasculation)이나 붕지씌우기 등을 생략
* 웅성불임개체는 1) 자연상태에서 선발, 2) 종, 속간교잡을 이용 핵치환식물등으로 조성
3) 돌연변이에 의한 유도, 4) 생장조절물질에 의한 당대 발생
* 웅성불임->1) 화분적불임성, 2)웅화서의 불임성(꽃밥의 기형이나 결손으로 정상화분이 능력을 발휘할 수 없는 경우), 3)수정능력이 없는 경우.
* 웅성불임의 유전양식(제10도)A;세포질,핵유전자형; B;세포질형; C형;핵유전자형
* 염성회복유전자(restore gene):불임형의 세포질 작용을 제거하여 웅성가임이 되게 하는 핵유전자
7. 자가불화합성(self-incompatibility)
* 양성화, 자웅동체의 단성화에서 자가수분에 의해 종자가 생기지 않는 현상
* 불화합성요인-> 이형예현상(heterostylism); 자웅이숙(dichogamy), 장벽수정(hercogamy)
* 단웅예 x 장웅예; 장웅예 x 단웅예에서는 불임->부적합조합(illegitimate pollination)
* 자웅이숙(dichogamy):같은개체의 암꽃과 숫꽃의 성숙기가 달라수정이 이루어지지않는경우->웅예선숙(protandry)와 자예선숙(protogamy); 침엽수에서 심하게 나타난다.(소나무경우?)
* 장벽수종(hercogamy): 같은 꽃의 수술이 암술과 장벽으로 갈라져있는 경우(붓꽃과)
* 유전적 자기불화합성: 수개의 복대립유전자
8. 교잡불화합성(cross incompatiblity)
* 성기능이 정상인데 교배조합에 따라 수정되지 않는 현상
* 과수에서 품종간교잡불화합성이 심하다->불화합성이 없는 품종을 수분수로 식재,
* 야생종인 임목의 경우->종간 및 속간교잡에서 나타난다.
* 속간잡종의 성공례->Cupressocyparis leylandic->측백나무과(Cupressaceae)에 속하는 Cupres년속과 편백나무속(Chamaecyparis)간의 속간교잡종
* 종간잡종->소나무류(Pinus spp.); 잎갈나무류(Larix spp.); 포플러류(Populus spp.); 가문비나무류(Picea spp.); 단풍나무류(Acer spp.); 유칼리류(Eucalyptus spp.); 밤나무류(Castanea spp.); 참나무류(Quercus spp.); 밤나무류(Castanea spp.); 참나무류(Quercus spp.);
* 종간친화력(cross ability)->종간잡종을 만드는 능력, 친화정도에 따라 유전적유연관계를 밝혀낸다.