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무성생식

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생물학
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JoVE 핵심 생물학
Asexual Reproduction

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대부분 동물과는 달리 식물은 무성 생식을 하는데부모 식물과 유전적으로 동일한자손을 생산한다식물의 무성 생식은 또한영양 생식이라고도 하는데성 배우자의 결합이나 감수 분열 없이 발생한다식물은 무성 생식은 식물이 발달시킨 자연적인기제를 통해서나 사육자가 발달시킨 인위적인 기제로일어난다생장 번석은 일종의 무성 생식으로서분리된 뿌리나 줄기 부분이 새로운 식물로성장하는 것이다이를테면, 감자의 눈 즉 새싹을 심으면완전히 새로운 감자가 자란다민들레가 이용하는 또다른 무성 생식은수분이나 수정 없이 종자를 만드는데무수정 생식이라고 한다무수정 생식은 어떤 잡종 식물이불임을 극복하고 유전체를 그대로자손에게 물려준다사육자가 사용하는 다양한 인위적인무성 생식 방법에는 접목, 절단 층화 및 미소 대량 증식등이 있다이런 방법으로 가끔 식물 사육자는새로운 변종을 많이 만들어낸다접목은 흔히 이용하는 기술로서포도를 만드는데 여러 가지 맛을 가진좋은 특성을 결합한다한 식물의 윗 부분을다른 식물의 아랫 부분과 결합하여접목을 형성한다접목의 윗부분을 어린 가지라고 하고아래 부분을 뿌리 줄기라고 한다이를테면, 큰 열매를 가진 어린 가지를질병에 강한 뿌리 줄기와 접목을 할 수가 있는데그 결과는 커다란 열매를 가진 질병에 강한 자손이다유성 생식이 불리한 조건에서는무성 생식이 종으로 하여금생존하고 번식하게 해준다무성 생식은 특히환경에 잘 적응한 식물에게 유리한데그것은 유전적으로 동일한 자손이번성하는 군락 형성에 도움이 되기 때문이다그러나, 가끔 무성 생식이 바람직하지 않은데그 이유는 변하는 환경에 적응하는식물의 능력을 심하게 제한할 수 있기 때문이다유전 변이의 도입 없이는자손은 부모 식물처럼 위협과 질병에취약하게 된다유전적 획일성은 심지어 무성 생식 식물을 멸종 위기에처하게 만들 수 있다

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무성생식

무성생식(asexual reproduction)은 식물이 꽃을 키우거나, 꽃가루 매개자를 끌어들이거나, 종자를 뿌리지 않고 번식할 수 있게 해줍니다. 자손은 유전적으로 부모들과 동일하며, 수배우자와 암배우자의 결합 없이 생산됩니다.

영양번식(vegetative reproduction)은 무성생식의 일반적인 유형으로, 줄기, 뿌리, 잎과 같이 각 식물에서 분리된 조각들이 완전한 유기체로 발달하는 것입니다. Taraxacum 속의 민들레는 무수정생식(apomixis)이라고 불리는 무성생식 방법을 사용하는데, 이것은 수분이나 수정 없이 종자를 생산합니다.

또한 식물 육종가들은 꺾꽂이(cutting), 접목(grafting), 휘묻이(layering), 미세번식(micropropagation) 같은 인공적인 무성생식 방법을 사용합니다.

일부 식물은 마디(node)를 포함하는 줄기 조각을 습한 토양에 넣고 뿌리를 내릴 수 있게 함으로써 전파할 수 있습니다.

접목은 육종가가 원하는 여러 식물의 형질을 결합하는데 사용될 수 있습니다. 접목에선 한 식물의 줄기 부분(접순; scion)이 다른 식물의 뿌리 부분(대목; stock)에 이식되거나 부착됩니다. 시간이 지남에 따라, 두 식물의 유관속계(vascular system)가 융합해 접목이 완성됩니다. 접순은 자라서 새로운 싹을 생성하고, 나아가 꽃과 열매를 생성합니다. 접목은 일반적으로 다양한 종류의 포도, 장미, 감귤류를 생산하는 데 사용됩니다.

휘묻이는 식물의 어린 줄기를 구부리고 줄기를 흙으로 덮는 것을 포함합니다. 뿌리호르몬도 투입할 수 있습니다. 뿌리가 나면 새로운 식물은 다른 지역으로 이식될 수 있습니다.

미세번식은 식물 조직 배양 방법을 사용하여 단일 식물에서 여러 개의 식물을 빠르게 생산합니다. 이 기술은 자연조건에서 자라기 어려운 희귀종이나 멸종 위기에 처한 종들을 전파하는 데 유용합니다.

무성생식은 여러 가지 이점을 제공하지만, 무성생식으로만 번식하는 종은 멸종의 위험이 증가합니다. 무성생식은 유전적 다양성을 감소 시켜 변화하는 환경 조건에 적응하는 유기체의 능력을 제한할 수 있습니다.

Suggested Reading

Garcês, H. M., Champagne, C. E., Townsley, B. T., Park, S., Malhó, R., Pedroso, M. C., Sinha, N. R. (2007). Evolution of asexual reproduction in leaves of the genus Kalanchoë. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (39), 15578-15583. [Source]

Schmidt, A., M. W. Schmid, and U. Grossniklaus. 2015. “Plant Germline Formation: Common Concepts and Developmental Flexibility in Sexual and Asexual Reproduction.” Development 142 (2): 229–41. [Source]