식물 육종학의 역사적인 발전 과정을 비추어 보고 각 시기 마다 주로 사용된 유전학적 방법과 육종학의 발전 과정을 다음과 같이 알아보고자 합니다.
식물 육종학의 초기 발견
인간이 원하는 형질의 작물을 개발하고 개선하는 과학적인 과정이 바로 식물 육종학의 기본입니다. 인류는 농업을 영위하기 시작하면서, 생산성이 높은 작물을 확보하여 식량자원을 확보하기 위해 노력하였으며, 이는 육종학의 기원이 되는 중요한 시점이 되었고, 그 학문은 수 천년 동안 발전해 왔습니다.
인류가 초기 식물 육종에 대해서 연구가 이루어진 것은 비과학적인 방식이었으며, 주로 경험적인 방식을 통해 발전하게 되었습니다. 인류는 많은 인구를 부양하기 위해서는 한정적인 자원을 효과적으로 발전시켜야 했습니다. 가장 처음에는 작물을 재배하는 과정에서 우연히 발생하게 된 변이(변종)을 발견하게 되었고, 이중 가장 생산성이 높고 품질이 우수한 품종을 선택하여, 이품종들을 반복적으로 재배하여 작물의 생산성을 높여왔습니다. 이 당시에는 유전학적인 메커니즘에 대한 이해도가 현저히 낮거나 없었기 때문에, 농부들의 경험적인 방법을 통해 재배된 작물에 대한 선별은 현대 육종학에 선발육종의 중요한 기초가 되었습니다.
18세기와 19세기 식물 육종학의 연구- 멘델의 유전법칙
식물 육종이 과학적 연구를 바탕으로 체계적으로 성장하게 된 18세기와 19세기에는 멘델의 유전법칙을 알게 되면서 육종학의 기초가 성립되었습니다. 1865년 멘델은 완두콩 교배 실험을 통해 유전적인 형질이 부모 세대에서 자식 세대로 어떻게 전달되는지에 대해서 이해하게 되었고 이를 법칙으로 제시했습니다. 식물 육종에서는 원하는 형질을 정확하게 예측하고 조절할 수 있는 기초를 마련하게 되었습니다. 다만, 그레고르 멘델의 연구는 살아 생전에는 큰 주목을 받지 못했지만, 1900년대 육종학에 대한 관심이 높아지며 재조명 되며 육종학의 혁명적인 변화를 가져오게 되었습니다.
20세기 식물 육종학의 연구- 교배육종
20세기 초에는 과거 연구된 멘델의 유전법칙을 바탕으로 교배육종이 시작되었습니다. 교배육종이란, 두 가지 유전적 형질이 다른 품종을 교배하여 각 품종의 우수한 형질만을 추출하여 조합한 신품종을 만드는 방법입니다. 이 방법은 다양한 작물에 적용되었으며, 특히 우리의 대표적인 식량작물을 위주로 연구되었습니다. 인류는 수확량을 늘렸으며, 병해충에 강한 작물을 만드는데 노력하였고, 이는 인구를 증대시키는데 큰 역할을 했습니다. 더욱이 이 시점에는 새로운 육종방법에 대한 연구도 만들어 졌으며, 도입육종이나 돌연변이 육종 등의 방법도 개발되면서, 작물의 다양성을 높였으며, 특히 환경적응성이 강화된 작물을 개발하는데 큰 도움이 되엇습니다.
20세기 중반 이후 식물 육종학의 연구
분자생물학과 유전공학의 발전으로 인해 식물 육종은 큰 전환점을 맞이한 시점이 20세기 중반입니다. 특히, DNA의 구조와 기능이 해명되면서 유전자에 마커를 표기하여 육종하는 분자 육종이 가능해졌습니다. 이 방식은 전통적인 방식으로 이루어진 교배육종 보다 정확하고 정밀하게 유전형질을 조절 할 수 있게 되었고, 작물의 품질이 빠르게 좋아지는 계기가 되었습니다. 또한, 유전자 변형작물의 출현으로 인해, 병충해 저항성, 제초제 저항성, 영양소 강화 등의 목적을 가지고 GMO작물은 현재 농업에서 필수적인 작물로 자리잡게 되었으며, 이는 육종학 생명공학의 발전에 큰 산물이었습니다.
현대의 식물 육종학 연구
최근에는 유전자 편집기술이 식물 육종에 적용되기 시작했으며, 이를 크리스퍼라고 칭하고 있습니다. 이는 매우 정밀하게 특정 유전자를 교정하고 추출하는 기술로 기존의 방법보다 진보된 방법으로 활용되고 있습니다.