배나무재배-배 자가불화합성을 이용한 인공수분

	1. 배의 자가불화합 유전자
	다른 품종의 꽃가루에 의해 결실되는 식물들은 자기의 꽃가루에 의해 수정될 경우 자식들에게 불리한 현상이 나타날 수 있기 때문에 다른 꽃가루를 받아 결실할 수 있도록 스스로 조절하는 현상이 자가불화합이다. 이 조절기능은 자가불화합 유전자(DNA)에 의해 이루어지며 근친상간을 막아 후대가 빈약해지는 것을 막기 위한 자연의 섭리이다. 이들 유전자는 2개가 한쌍으로 존재하며 S(Self-incompatibility) 유전자라 표기하며 종류가 다른 유전자는 S1, S2 등으로 표시한다. 배의 경우 S1에서 S9까지 밝혀져 있으며, 국내외에서 지금까지 연구결과 밝혀진 남방형 동양배의 자가불화합 유전자형은 표 1과 같다.
	표 1. 배 주요 품종의 자가불화합 유전자 품 종 명 유전자형 품 종 명 유전자형 품 종 명 유전자형 금 촌 추 장 십 랑 이십세기 신 고 신 수 행 수 추 황 배 만 삼 길 S1S6 S2S3 S2S4 S3S9 S4S5 S4S5 S4S6 S5S7 황 금 배 조생황금 신 일 신 천 한 아 름 신 세 기 미 니 배 감 로 S3S4 S3S4 S3S4 S3S4 S3S4 S3S4 S3S5 S3S5 풍 수 선 황 감 천 배 화 산 만 수 미 황 S3? S3? S3? S3? S3? S3?
	주) (신수, 행수), (원황, 만풍), (황금배, 신세기, 조생황금, 신일, 신천, 한아름), (미니배, 감로) (감천배, 화산, 만수, 미황) 등 ( )은 상호 교배불친화성임
	2. 자가불화합 유전자와 화분 발아 및 화분관 신장
	그림 2는 암술대에서 화분관이 신장하고 있는 모습이다. 불화합유전자가 없는 꽃가루는 화분관이 정상으로 신장하여 수정에 이르게 되지만(왼쪽) 불화합유전자가 있으면 화분관이 신장을 하다 중간에 멈추게 되고(중간) 결국 수정되지 못하여 낙과하게 된다. 불화합 유전자 하나가 같은 경우 화분중 50%의 화분관은 정상으로 자라지만 남은 반의 화분관은 역시 중간에 신장을 정지한다(오른쪽). 따라서 자가불화합을 조절하는 유전자가 서로 같은 품종들을 교배하면 상호간 수정이 되지 않기 때문에 수분수로 사용할 수 없다. 또한 하나의 유전자가 같은 품종의 꽃가루로 인공수분을 할 경우 꽃가루의 반은 정상으로 자랄 수 없어 인공수분의 효율이 저하된다. 예를 들면 신고의 유전자형은 S3S9로 추정되며 행수는 S4S5, 장십랑은 S2S3으로 밝혀져 있다. 행수와 장십랑의 꽃가루의 유전자는 S2, S3, S4, S5이다. 행수의 꽃가루를 신고에 인공수분을 하면 모든 꽃가루가 정상으로 자라 종자를 형성하지만, 장십랑은 그 꽃가루의 S3는 신고에 존재하기 때문에 사진처럼 같은 유전자를 가진 꽃가루가 중간에 신장을 멈추게 된다. 그러므로 장십랑과 같이 S3를 가진 꽃가루는 신고에 인공수분 할 때 전혀 쓸모가 없다.
	그림 1. 배의 자가불화합성 발현에 대한 모식도
	그림 2. 화합성, 불화합성 및 일부 불화합성을 나타내는 화분관이 신장하는 모습
	3. 유전자 중복에 따른 화분 증량
	지금까지는 불화합성에 대한 충분한 고려없이 석송자와 같은 증량제를 첨가하여 인공수분을 하여, 그림 3처럼 착과가 감소되고, 과실에 종자가 적게 형성되어 과실 크기와 과형 등에 악영향을 주어 과실품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 증량제를 사용할 경우 똑같은 유전자를 가지지 않은 품종의 화분을 사용해야 좋다(표 1). 예를 들면 불화합 유전자가 하나가 같은 품종의 발아율이 80%인 화분은 반수의 화분이 이용되지 않기 때문에 유전자가 중복되지 않은 40% 발아율을 가진 화분으로 인공수분한 것과 같다. 따라서 ’신고’ 처럼 대부분의 재배 품종과 하나의 자가불화합 유전자(S3)가 같은 경우 유전자가 다른 꽃가루를 이용한 경우에 비해 증량제 첨가수준을 50∼100% 높여야 한다(표 2).
	그림 3. 불화합 유전자에 따른 착과 및 과실특성 ( 발아율 80% 화분에 석송자를 5배 증량하여 인공수분 실시 )
	표 2. 유전자의 중복 여부에 따른 화분 발아율별 증량제 증량 수준 화분발아율 증량제 첨가 수준 추천배수 유전자의 중복이 없는 경우 하나의 유전자가 중복된 경우 70% 이상 60 ～ 70% 50 ～ 60% 40 ～ 50% 40% 이하 5배량 이내 4배량 이내 3배량 이내 2배량 이내 증량없이 순수 화분 사용 3배량 이내 2배량 이내 동량 희석 동량 희석 증량없이 순수 화분 사용
	표 3. 석송자 증량수준별 과실 특성 (원예연구소 : 1997)
	석송자 증량수준 착과율(%) 과중(g) 경도 (㎏/5㎜φ) 당도(oBx) 기형정도 종자수(립) 2배 3배 4배 5배 10배 방임 96.4 88.0 86.3 82.9 57.1 37.4 728.6 712.8 677.5 656.3 615.0 590.3 0.33 0.48 0.32 0.33 0.36 0.41 13.5 14.1 14.3 14.0 14.0 14.1 4.6 4.6 4.4 4.5 4.5 3.6 9.6 8.9 8.6 8.4 7.8 7.4
	주) 기형정도 : 심1～정상5
	참 고 문 헌
	강삼석. 2001. 황금배 품종의 자가불화합 유전자형. 한국원예학회. 김정호. 1994. 최신 배 재배기술. 농산어촌문화협회. 농업기술대계. 과수편 ③. 농촌진흥청. 2000. 배재배. 표준영농교본-13. 원예연구소. 1994∼1997. 원예연구소 시험연구보고서.