잡종

다른 종 또는 속(genus)의 두 식물체가 유성생식을 통해 생성된 세대로서 유전체 범위에서 두 종간의 차이와 특성을 결합한 결과를 잡종이라고 한다. 잡종은 부모 간의 중간 표현형을 나타내기 보다는 부모보다 강한 표현형을 나타내기도 하며 이러한 현상을 잡종강세(heterosis)라 한다.¹⁾ 반면, 잡종세대에서 오히려 열성형의 표현형을 나타내는 경우도 많이 존재하는데 이를 잡종열세(outbreeding depression)라고 한다.

옥수수에서 잡종을 이용하여 수확성을 증진시키는 효과를 나타낸 그림 (Mo17과 B73의 순종 라인과 교배를 통한 잡종강세 유발) (출처: https://genome.cshlp.org/content/17/3/264/F1.expansion.html )

목차

새로운 종은 지리적 또는 생태적 격리에 의해서 유전적 차이가 누적됨에 따라 생성된다. 종생성단계에서 종간에 누적된 유전적 변이가 잡종의 생성여부에 중요하게 작용한다. 그 예로 식물에서 많은 종은 개화시기, 수분매개자, 꽃가루 증식억제 등의 장벽이 존재한다. 동물의 종은 형태학적 차이, 생식력, 교미 행동 및 생식의 다른 시간, 정자 세포 또는 발달 중인 태아의 생리학적 거부를 포함하는 잡종화에 대한 강한 장벽에 의해 생식적으로 분리된다. 반면, 서로 잡종 형성이 가능한 종간에 교배와 배수성 증가와 같은 종분화(hybrid speciation)로 인해 많은 식물종이 생성되었다.

배추과 종간의 잡종 종분화로 생성된 종인 유채종. (출처: 허정)

여러 종류의 작물, 허브, 나무 등은 잡종화에 의해 생산되었다. 예를 들어 밀은 종간 교배로 생긴 잡종이다. 따라서 유전적 혼합은 부적절한 효과를 만들 수도 있지만, 잡종을 통해 환경에 적응하고 새로운 유전자 풀을 만들 수 있는 장점도 있다.

잡종강세(heterosis)

잡종강세는 잡종세대에서 인간이 활용하기에 훨씬 우월한 표현형질이 양쪽 부모보다 나타나는 경우를 말하며, 잡종강세 현상이라고 말하기도 한다. 다윈에 의해 잡종강세 현상이 처음 소개되었으며 1930년대 Shull과 East에 의해서 옥수수 잡종강세를 이용한 육종이 처음 도입되었다. 이후 다양한 순종 라인을 확보하여 복잡한 잡종세대를 개발할 수 있었으며, 점진적인 잡종강세 증진을 육종가들이 이루고 있다. 벼, 토마토, 고추 등에서도 잡종강세를 이용한 작물형질 개선을 많이 이루었다.

1. Springer, N. M., Stupar, R. M. (2007) Allelic variation and heterosis in maize: how do two halves make more than a whole?. Genome Res, 17: 264-275