세계 식량 공급 추이 20세기 식량 증산 동력 1. 우수 품종의 육종 2. 화학공업의 발전 (비료, 농약) 3. 기계화의 진전

21세기 식량수급 관련 요인 1. 식량수요 세계인구증가 2. 농지확장 '96-6.9억ha→2.030-7.0억ha 3. 농업용수 축산물소비증가 축산물생산효율 : 소(-1/7) 돼지(-1/4) 닭(1/2.2) 2. 농지확장 '96-6.9억ha→2.030-7.0억ha 1인당 경지면적 0.12ha→0.8ha 3. 농업용수 건조지역의 확대 지하수고갈, 생활-산업용수 증대 4. 토지생산성 지력저하, 염류집적 5. 작물생산능력향상

유전 : 어버이의 형질이 자손에 전달 ( 형질의 상속) 육종 : 유전의 법칙을 이용하여 인류에게 더욱 우수한 품종으로 개량

유전학의 성립 - 진화론 (종의기원) : C. Darwin (1882) 생물의 변이 → 자연선발(생존경쟁) cf. 용불용성 (Lamark) - 유전법칙의 발견 : Mendel (1865) - 유전법칙의 재발견 (1900) De Vries Tschermark Correns

Mendel의 유전법칙 1. 우열의 법칙 유전자형 표현형 AA A Aa A aa a 2. 분리의 법칙 1. 우열의 법칙 유전자형 표현형 AA A Aa A aa a 2. 분리의 법칙 Aa × Aa → AA, Aa, Aa, aa 3. 독립의 법칙 각 유전자의 독립적 유전

유전과 유전현상

독립적 유전

혈액형의 유전

교잡육종의 과정 F1, 잡종1세대 X A b C d E F g H I j a B C D e F G h I J A b C d E 교배 a B C D e F G h I J A b C d E F g H I j F1, 잡종1세대 a B C D e F G h I J A B C D E F G H I J a b C d e F g h I j F1에서의 생식세포 재조합 유전자 (Random 조합) 후대에서의 고정 유전자형 ( F9 이후의 순종, 동형접합) A B C D E F g H I J a b C d e F g h I j

품종 (Variety) 유전성 , 균질성 , 영속성 우량품종의 요건 다수성 , 양질성 , 안정성

육종의 방법 1. 순계 분리 육종법 2. 도입 육종법 3. 교잡육종법 (자식성 작물) 4. 잡종강세 육종법 5. 배수성 육종법 6. 돌연변이 육종법 7. Biotechnology

교잡육종법

인공교배

우리나라 벼 육종성과

잡종강세 (Heterosis) 다른 두 품종에서 생산된 잡종(F1)이 두 양친보다 우수(왕성)하게 나타나는 현상.

옥수수 F1 품종육성의 성과

잡종강세육종의 발전 잡종강세 : East ad Shull (1909 ) 우성유전자설 초우성설 유전자의 상호작용 Double Cross : Jones (1919 ) (A×B) × (C×D) 잡종종자의 생산 1. 인공제웅 2. 유전적 웅성불임 3. 자가불화합성 4. 농약에 의한 제웅(Gametocyte) 잡종강세육종의 성공 (종자생산비 경감) 1. 이중교잡(double Cross), 자식열세의 개선 2. 웅성불임을 이용한 종자생산

돌연변이 육종법 돌연변이 : 새로운 유전형질(인자)의 출현. (염색체, 유전자) 자연돌연변이 인위돌연변이 방사선 : 선, 선, 선 화학물질 : EMS, MNU, 발암물질

돌연변이 육종의 성과

염색체수와 배수성 생물의 염색체수 = 2n = 2( s) Genome : 생명체로서의 초소 염색체 단위 2배체 : 2n = 2 (AA) 벼 , 사람 4배체 : 2n = 4 동질4배체 : AAAA (감자) 이질4배체 : AABB (담배) 6배체 : 2n = 6 AAAAAA (귀리) AABBDD (밀)

배수체식물의 작성

Triticale의 육성

Origins of 3 Brassica species by alloploidy Nakaharu U(1935) B.cleracea(2n=18) (양배추, kale) B.carinata(2n=34) B. napus(2n=38) (인도겨자) (유체) B. nigra(2n=16) B.ampestris(2n=20) (갓,겨자) B. juncea(2n=36) (배추) (미국겨자)

씨 없는 수박 AA AAAA AA 염색체 배가 → × → AAA 3배체 불임 Kihara H. (1952): Triploid Watermelons - The 1st Official Report Such work initiated in 1939 and commercially produced 10 years later

반수체 이용 육종 A(2n) × B(2n) F1(2n) 감수분열 화분(꽃가루) 조직배양 반수체식물(n) 콜히친처리 2n 순계

Double Helix of DNA

DNA ® mRNA ® Protein(효소) ® 생리현상 Gene expression DNA ® mRNA ® Protein(효소) ® 생리현상 형질전환 Tumer Inducing Plasmids (A) + DNA (cell) Gene Isolation (A) Recombinant DNA (A) (cell) Organism (A)

형질전환의 이용

유전공학의 이용 · 미생물 : 화학물질생산 신기능 미생물 · 식 물 : 대량증식, 무병식물생산 세포융합, 화학물질생산 · 식 물 : 대량증식, 무병식물생산 세포융합, 화학물질생산 형질전환(제초제저항성, 내병성, 내충성, 화학물질생산) · 동 물 : 인공수정 체외수정 조직재생산 복제동물생산