품종개량의 방법

도입육종법(導入育種法)은 오래 전부터 이루어져 왔다. 즉, 다른 지역 또는 다른 나라로부터 우수한 특성을 지닌 품종이나 야생종을 도입하여 적응시험을 거쳐 직접 장려품종으로 이용하거나 품종개량의 재료로 이용하는 것이다.

분리육종법(分離育種法)은 선발육종법이라고도 한다. 오랫동안 재배되어 온 재배품종들은 자연이나 등에 의하여 여러 가지 유전자원이 혼합되어 있다. 이처럼 자연적으로 유발된 변이개체 집단으로부터 품종개량 목표에 알맞은 우량한 개체군을 분리시켜 새로운 품종으로 성립시키는 것이다. 자가수정작물에서는 보통 순계분리법이 이용되지만 타식성 작물의 경우에는 집단선발법이나 일수일렬법(一穗一列法)을 위주로 한 계통분리법이 이용되고 영양번식작물에서는 영양계분리(營養系分離)를 한다.

교잡육종법(交雜育種法)은 품종개량의 목표가 되는 중요 특성을 달리하는 품종 간에 인공교잡을 실시하고 잡종의 후기세대에서 새로운 우수한 개체 및 계통을 선발하여 우량품종으로 육성하는 것이다. 이 때에 양친의 우량특성들을 새 품종에 모아서 새 품종의 특성을 종합적으로 향상시키는 방법을 조합육종(組合育種)이라 하고, 양친이 지니고 있지 못하던 새로운 우량특성을 유전자의 집적에 의하여 발현시키는 방법을 초월육종(超越育種)이라 한다.

잡종강세육종법(雜種强勢育種法)은 유전자가 이형접합상태인 잡종이 양친보다 형질발현에 강세를 나타내는 현상을 직접 이용하는 것으로 수량과 같은 양적형질을 개량하고자 할 때 주로 이용되며 특히 잡종강세 현상이 크게 나타나고 1대 잡종종자 생산이 용이한 작물에서 이용된다. 그래서 처음에는 옥수수에서 대규모로 이용되었으나 근래에는 자식성 작물까지를 포함하는 각종 식물과 동물에서 널리 이용되게 되었다. 잡종강세의 정도는 조합되는 양친에 따라서 다르며 조합에 따라 나타나는 잡종강세의 정도를 조합능력(組合能力)이라 한다.

조합능력은 유전적 특성에 기인하는 것이기 때문에 품종개량의 목표는 조합능력이 높은 품종 또는 계통을 육성하는 것과 가장 우량한 교배조합을 찾아내는 것이 주가 된다. 잡종강세를 이용한 품종이란 조합능력이 높은 품종 또는 계통 간의 F₁을 말하며 이를 지배할 때는 매년 동일한 F₁ 종자가 생산 공급되어야 한다. 또한 잡종종자를 생산할 때 제웅(除雄)작업을 생략하기 위한 웅성불임(雄性不稔) 계통의 육성 이용이 널리 실시되고 있다.

육종(倍數體育種)은 자연계에는 염색체수가 배수관계에 있는 2배체 ·3배체 ·4배체 ·6배체 등이 많이 있고 이들은 서로 다른 특성을 지니고 있다. 배수체에는 동일 (genome) 단위로 염색체 수가 배수 관계에 있는 동질(同質)배수체와, 상이한 게놈에 의하여 배수관계에 있는 이질(異質)배수체가 있다.

실용적으로는 (colchicine) 처리 등에 의하여 염색체 수를 쉽게 배가할 수 있는데, 배수체는 대개 거대화하고 저항성도 증대되나 임성(稔性)이 매우 떨어진다. 따라서 영양번식을 하는 꽃이나 과수 등에서 주로 이용되며 때로는 씨없는 수박처럼 배수체의 불임성을 이용하기도 한다. 종속간(種屬間) 잡종을 만들 때에는 상동염색체가 단수적(單數的)이어서 고도의 불임성을 나타내는데, 이 때 염색체를 배가하면 임성이 회복된다.

X선 ·γ선 ·중성자 등의 방사선을 종자 또는 식물의 생장점이나 화분(花粉)에 조사하거나 에틸메탄설포네이트(Ethylmethanesulfonate:EMS), 머스터드(Mustard) 등의 특수 화학약품을 처리하여 유전자 돌연변이나 염색체 이상을 일으켜 새로운 품종을 육성하는 것이다. 한 개의 유전자만으로도 변화시킬 수 있고 영양번식 작물에서도 인위적으로 유전적 변이를 일으킬 수 있는 특성을 지니고 있다.

유전공학적 방법은 특정한 생물에 다른 종의 유전자를 인위적으로 조합하여 특정한 생물이 본래는 갖고 있지 않았던 다른 종의 기능을 나타내도록 하는 기술로서 유전자 재조합이다. 세포융합, 핵 치환, 우량개체의 복제 등이 이에 포함되며, 넓은 의미에서는 조직배양이나 약배양 방법 등에 의한 육종도 이에 포함된다.

유전자조작에 의해 외래 유전자를 도입하여 식물의 형질전환을 도모하고자 하는 육종방법은 주로 종래의 교배에 의해 유전자 재조합을 도모하고 있는 현행 식물육종방법의 한계를 극복할 수 있다는 획기적인 장점이 있어 많은 연구가 이루어지고 있다.