생명공학적 식물 육종

소개

식물과 관련된 생명공학기술을 정리한 레포트입니다.

목차

1. 조직배양
1) 무병주 생산
2) 인공종자
3) 조직배양을 이용한 유전자원 보존
(1) 생장억제배양
(2) 초저온동결보존

2. 배배양, 배주배양, 자방배양 및 기내수정
1) 배배양
2) 배주배양
3) 자방배양
4) 기내수정

3. 약배양
1) 배지조성
2) 약채취 및 전처리
3) 화분배양
4) 2배성 반수체 식물체의 획득

4. 원형질체의 배양과 체세포잡종
1) 원형질체의 배양
2) 원형질체의 융합
3) 체세포잡종의 선발
4) 체세포잡종식물의 재분화

5. 기내선발
1) 식물조직의 기내 선발
2) 체세포변이의 선발
3) 캘러스의 선발
4) 단세포의 선발

6. 분자표지의 육종적 이용
1) 유전자원 및 품종의 분류
2) 종자순도의 검정
3) 분자표지를 이용한 선발
4) 양적 형질 유전자좌의 선발

7. 형질전환기술의 육종적 이용
1) 유전자클로닝
(1) 유전자클로닝 및 유전자은행 제작
(2) 유전자 확인
2) 형질전환방법
(1) Agrobacterium 이용
(2) 유전자총
(3) 바이러스 이용
(4) 전기충격법
(5) 직접주입법
(6) PEG 이용
3) 형질전환식물체의 식별
(1) 항생제 저항성 검정
(2) β-glucuronidase(GUS) 활성 검정
(3) Southern blot 검정
(4) 기타 방법
4) 형질전환체의 유전
5) 형질전환식물의 안정성
6) 형질전환을 이용한 식물육종의 실제
(1) 제초제 저항성
(2) 내충성
(3) 바이러스 저항성

8. 생물공학적 식물육종의 유용성

본문내용

기내(器內)에서 식물세포를 배양하여 식물체를 획득하는 배양기술이 발전하고, 분자생물학의 발전으로 유전자 조작이 가능해짐으로써 세포나 유전자단위의 육종조작이 가능하게 되었다. 이와 같은 생물 공학적 식물 육종기술로 인하여 육종의 기본 소재를 제공하는 변이의 폭을 넓게 하여 지금까지의 육종방법으로는 불가능하였던 변이도 창출하게 되었다.
여기서 조직배양, 배배양과 기내 수정, 약배양, 원형질체 배양과 체세포 잡종, 기내 선발, 분자표지의 육종적 이용, 형질전환기술의 육종적 이용 및 생물 공학적 식물 육종의 유용성 등에 관하여 알아보자.

1) 유전자클로닝
mRNA로부터 역전사시킨 cDNA 등 유전정보를 지니고 있는 DNA 단편이나 식물체의 전체 DNA를 제한효소로 절단시킨 genomic DNA를 플라스미드, 박테리오파지 등 유전자운반체인 vector에 부착시켜 박테리아나 기주세포에 도입한 다음 박테리아나 세포의 증식과 더불어 도입한 특정 유전자를 대량 증식시키는 것을 유전자클로닝이라고 한다. 유전자클로닝은 cDNA 클로닝과 genomic DNA 클로닝으로 구분한다.
(1) 유전자클로닝 및 유전자은행 제작
cDNA 클로닝은 특정 형질이 발현되는 조직에서 mRNA를 추출하고, mRNA를 주형으로 하여 역전사효소(reverse transcriptase)를 사용하여 cDNA를 합성한다. cDNA를 제한효소로 절단하고 동일 제한효소로써 플라스미드나 박테리오파지 등의 유전자 운반체를 절단하여 절단된 cDNA 단편과 용액 내에 두면 cDNA와 운반체 DNA간에 재조합 DNA가 형성된다. 이들 재조합 DNA를 보유한 운반체를 박테리아에 삽입시킨 다음 증식된 플라스미드를 분리하면 cDNA가 대량 증식되어 cDNA 유전자은행(cDNA library)이 작성된다. 어떤 생물체의 DNA를 제한효소로써 절단하여 DNA 단편을 유전자운반체에 부탁시킨 후 재조합 DNA를 박테리아에 삽입시켜 증식시킨 일련의 재조합 DNA를 게놈 DNA 유전자은행(genomic DNA library)이라고 한다. 게놈 DNA 유전자은행은 유용 유전자를 가지고 있는 것도 있고, 유전 정보가 없는 것도 있어서 유용 유전정보를 지니고 있는 것을 탐색하기 어렵지만, cDNA 유전자은행은 대부분 유용한 정보가 있으므로 유전자 조작 시 효율적으로 이용할 수 있다. 유전자 운반체로는 대장균 또는 Agrobacterium에서 분리한 플라스미드, λ-박테리오파지, 꽃양배추모자이크바이러스 등이 있으며 목적에 따라 다양하게 이용한다.

참고자료

· 생명공학의 이해
· 식물공학
· 식물육종학
· 식물과 생명공학
· 생명공학 실험