배수체 #

배수체란? #

배수체(倍數體, polyploid)란 두 벌 이상의 염색체를 가진 생물체를 말한다. 세포분열의 사고로 생기는데, 자연적 발생도 있지만 인위적인 자극에 의해서도 일어난다. 일반적으로 물의 품질 계량에 이용된다.

동질 배수체 #

동종의 유전체로 구성되는 배수체. 핵당 유전체 수에 따라 동질2배체, 동질4배체와 같이 구별한다. 감수분열 시에 상동염색체가 대합하여 다가염색체를 만든다. 보통 감자는 게놈이 AAAA인 동질4배체이다.

이질 배수체 #

유전적으로 다른 종들 사이에서 잡종의 염색체수를 배가함으로써 형성된 배수체를 말하는데 그 구성 게놈 수에 따라 각각 이질 삼배체(allotriploid), 이질 사배체(allotetraploid), 이질 n배체(allo n ploid)라고 하며 이들을 이질배수체라고 총칭한다. 근연종간에 발견되는 자연배수종의 대부분은 이것에 속하는데 그 발생원인으로는 종간교잡에 의하여 생긴 배아에서 바로 배수현상이 일어나거나, 또는 잡종의 비환원성 배우자가 합하여 배수가 되는 두 가지 경우를 생각할 수 있다. 주로 십자화과 식물들에서 자주 일어난다.

배수체에 의의 #

배수체의 경우 야생에 존재하는 기본 2배체 식물에 비해 얻을 수 있는 종자의 크기나 생존률등이 높은편이다. 한가지 예로 현재 활발하게 육종하는 4~8배체 딸기(마트에서 파는 딸기)의 경우 흔히 야생에 자생하는 2배체 딸기(우리가 아는 딸기보다 작음, 예를들면 산딸기)보다 향, 맛, 크기, 면역력 등 여러 방면에서 상대적으로 우월한 편이다. 이는 2배체에 비해 상대적으로 발현되는 유전자 양이 많기 때문이다.

배수체에 의한 종분화 (추가) #

배수성에 의해 염색체 수가 달라지면서 생식적 격리가 일어나 짧은 시간 내에 다른 종으로 분화될 수 있다. 주로 식물에서 나타나며, 배수성에 의해 형성된 종은 조상 종과 형태적으로 큰 차이가 없다. 식물 중 80 % 정도는 배수성에 의한 종 분화를 통해 형성된 부모 종의 자손이라고 한다. 배수성에 의한 종 분화는 짧은 시간 내에 완료되어 진행 속도가 빠르다. 현재 우리가 빵을 만드는데 사용되는 밀은 외알밀, 야생밀, 야생 근연종 밀의 염색체를 모두 갖고 있는 잡종 배수체이고 이는 야생밀 및 외알밀과는 다른 종이다.
그림 1. 배수체 작물 종분화에 대한 설명
그림 2. 야생 겨자로 부터 파생 된 양배추, 브로콜리, 방울다다기등 타가배수체 식물 종분화

배수체 만드는 법 #

자연적 배수체 만드는 법 #

야생에서 수집한 식물중에도 자연적으로도 많이 발생하는데 대부분 같은 종이 다른 식물에 비해서 성장이 우월하거나 얻을 수 있는 결실이 좋은 편이며, 각종 재해에 대해서 강한편이기 때문에 유전적 선택이나 인간의 인위적 선택에 의해서도 많이 선발 되어있다. 이를 활용하여 같은종 2배체 식물에 교배하여 만들기도 하고 4배체 이상에 식물에 교배하여 만들기도 한다.

인위적 배수체 만드는 법 #

1936년 A.F.블레이크슬리와 A.G.애버리는 콜히쿰(Colchicum)에 함유된 알칼로이드의 일종인 콜히친에 의하여 자유롭게 식물의 배수체를 만드는 데 성공하였다. 콜히친 수용액 또는 라놀린과 섞은 것을 종자·싹 등에 처리하면, 염색체수가 배가되어 많은 것이 4배체가 된다. 열매가 큰 호박, 뿌리가 큰 무, 섬유가 긴 목화, 수량이 많은 잎담배, 비타민 함량이 많은 토마토, 꽃이 큰 수박풀 등도 만들 수 있어 육종학상 큰 의미를 가지고 있다. 또, 굴참나무 등의 삼림식물의 4배체도 얻을 수 있다. 3배체는 보통 불임성(不稔性)인데 콜히친에 의하여 염색체수를 배가하여 임성(稔性)으로 할 수도 있다. 콜히친은 방추사의 형성을 방해하므로 염색체수는 배가 된다. 이러한 배수화작용은 콜히친 외에 아세나프텐·디페텔아민 등에도 있으나 작용은 같지 않다.
(추가) 그림 3. 씨없는 수박 만드는 방법