#31 해설
2023년 입법고시 PSAT 언어논리
문제 번호 선택
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다음 글에 대한 추론으로 옳은 것은?
벼 도열병(稻熱病, 벼가 타는 병)은 곰팡이에 의하여 벼 잎이 갈색 반점을 보이다가 심하면 불에 탄 것처럼 말라 죽는 진균병이다.
도열병은 잎에만 발생하는 것이 아니라 벼 생육 전 기간에 걸쳐 다양한 부위에 침입하므로 쌀 수량과 품질을 급격히 저하시킨다.
도열병은 발병 부위에 따라 목도열병, 이삭도열병, 잎도열병 등으로 구분된다.
이 중 목도열병과 이삭도열병은 잎에서 생성된 광합성 산물이 이삭으로 이동하는 것을 저해하여 이삭을 불임 또는 백수로 만들어 수량 감소 및 품질 저하를 초래하게 된다.
도열병 방제에는 저항성 품종 재배 또는 질소질 비료의 시비량 조절, 건전한 종자 파종, 도열병 발생 경감을 위한 재식밀도 조절 등과 같은 재배적 방제법과 항진균제 및 진균병 방제 약제를 사용하는 화학적 방제법이 사용된다.
이 중 화학 약제 살포에 의한 공기·수질·토양 오염으로부터의 환경보호와 기후 온난화의 주범인 탄소 발생량을 감소시킬 수 있는 지속 가능한 농업을 위해서는 저항성 품종 재배가 가장 효과적이고 경제적인 방법으로 인식되고 있다.
하지만 새로운 저항성 품종들이 빈번하게 이병화(새로운 균의 출현으로 저항성을 잃고 병에 취약한 품종이 되는 것)되곤 한다.
도열병 저항성 유전자 붕괴는 도열병균 레이스(race)의 변이 발생으로 인한 새로운 레이스 출현 또는 단일 품종의 대면적 재배에 따른 소수 레이스의 급격한 증가가 원인으로 꼽힌다.
1977년 통일계 품종의 대면적 재배로 도열병이 대발생하였고, 이후 1990년대까지 단일 품종의 급속한 보급에 따른 저항성 붕괴가 보고되었다.
따라서 다양한 균계별 저항성을 유지하기 위해 지속해서 저항성 유전자를 도입하는 품종 개발을 추진하고 있다.
벼 도열병 저항성 주동 유전자(R 유전자)는 최근까지 118개가 존재하는 것으로 밝혀졌고, 이중 Pi-sh, Pi-b, Pi9, Pi5, Pi-k, Pita 등의 유전자들은 분자생물학적으로 동정(시료 중에 포함되는 화학종이 이미 알려진 화학종과 완전히 동일하다는 것을 확인하는 것)되고 특성화되었다.
도열병 저항성의 지속성을 유지하기 위해서는 위에 나열된 다수의 저항성 유전자를 집적시키는 것이 이상적이지만, 하나의 저항성 유전자를 도입할 때에도 긴 육종 연한과 큰 노력이 필요하다.
게다가 특정 저항성 유전자를 도입하더라도 다른 농업적 열악 형질이 동반되는 경우가 많아 품종 개발에 어려움을 겪는다.
하지만 저항성 유전자와 완전히 연관을 이루는 완전마커가 있는 경우, 이를 활용하면 일회친과 반복친의 여교잡(교잡으로 생긴 잡종을 다시 그 양친의 한쪽과 교배시키는 것)을 통해 반복친과 거의 유사하면서 일회친의 저항성 유전자가 도입된 계통을 신속하게 선발하는 것이 가능하다.
기존에 개발된 국내 벼 품종과 육성계통 296개의 3년간(2018~2020년) 잎도열병 발못자리 검정 결과, 조생종 품종이 상대적으로 중생종이나 중만생종 품종에 비하여 강한 도열병 저항성을 보였다.
이들 조생종의 도열병 저항성은 염색체 6번의 Pi40 저항성 유전자가 작용하고 있는 것으로 확인되었고, 이 유전자의 완전마커도 제작되었다.
이들 Pi40 유전자는 국내에서 수집된 도열병 균주에 대하여 안정적인 저항성을 보였다.
하지만 Pi40 유전자는 출수기를 조절하는 Hd1 유전자와 매우 가깝게 위치하여 교배 시 Pi40 유전자가 도입된 계통은 빠른 출수를 보이는 계통이 대부분이었다.
이러한 결과는 Pi40 유전자와 Hd1 유전자가 동반이입 되기 때문이다.
이러한 유전자 동반이입을 타파하기 위하여 Pi40 유전자에 현품을 여교배한 후 두 유전자 사이의 재조합을 유발하고 완전마커를 활용한 선발을 통하여 Hd1 유전자가 결핍되고 Pi40 유전자가 도입된 중만생 계통이 처음으로 육성되었다.
이러한 결과는 향후 중만생 계통의 도열병 저항성 증진 및 지속성을 유지할 가능성을 높였다.
① 벼의 이삭 부분에서 불에 탄 자국이 발견될 경우, 이는 이삭도열병에 해당한다.
② 도열병 저항성 붕괴를 방지하기 위해 단일 품종의 대면적 재배가 필요하다.
③ 잎도열병의 경우 중생종 품종이 상대적으로 조생종 품종에 비하여 강한 도열병 저항성을 보인다.
④ 새로운 저항성 품종들이 빈번하게 이병화됨에 따라 진균병 방제 약제의 활용도가 저하되고 있다.
⑤ Hd1 유전자가 결핍되고 Pi40 유전자가 도입된 중만생 계통 육성을 통해 도열병 저항성 증진 및 지속성을 유지할 가능성을 높였다.
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