이종교배(Crossbreeding)의 효과는 근친교배(Inbreeding)의 반대이다. 이종교배된 개체들(Crosses)은 순종교배된 집단(Pure bred population)의 개체들보다 이형(異形)이다.
근친교배시에는 근친교배 정도(%)에 대해 건강,생산량이 선형적 반비례관계를 보이지만(역자 주; 축산에서는 근친교배 정도가 심해질 수록 일당 비육도가 낮아져 살이 잘 안붙음),
이종교배시에는 이에 대한 어떠한 예측도 불가능하다.이종교배시에는 어떻게 이를 가시화하는 시스템을 정립할 수 있을까? 유일한 방법은 시행착오법 뿐이다.
오늘날 가금류,밍크,돼지류 축산분야에서 이종교배법이 널리 이용되고 있으므로, 시행착오법이 큰 문제가 있다고만 볼 수는 없다.
우수한 잡종강세(Crossbreeding effect, heterosis)를 보여주는 어떤 조합이 발견되면, 이 조합을 무한대로 반복하며 응용할 수 있다.분명한 건, 어떤 잡종강세는 순종교배도에 비례하지 않는다.
순종교배(Pure breeding) 또는 out breeding(이계교배)는 일찍이 정의된 용어는 아니지만, 근친교배(inbreeding) 또는 이종교배(Cross breeding)와는 다르다.
따라서 덴마크의 수많은 동물집단 내에서 행해지는 교배는 순종교배 또는 이계교배라고 볼 수 있다.
잡종강세(Hybrid vigour)는 말 그대로 이종교배(Crossbreeding)시에 나타나는 어떤 특정한 우세를 의미한다. 이때의 cross(이종간)에 해당하는 다른 용어로는 hybrid(하이브리드,잡종)이 있다.
Heterosis나 hybrid vigour는 둘 다 "잡종강세"라는 의미로서 이형도 증가(increased heterozygosity)에 의해 나타나는 효과를 의미한다.
그림 9.1 돼지의 X축;근친교배도(%)별 y축;일일 비육량 변화그래프. 그림 9.2 이종교배 계통도
이종교배 계통
그림 9.2에 4개의 품종 또는 계통이 있다. A,B,C,D 4품종(계통)간 이원,삼원,사원 교합 또는 역교합, 윤환 교합이 가능하다.
이원교합(Two way cross) : A,B 두 계통(line)간의 교합
역교합(Back cross) : 교합된 AB개체와 A 또는 B와의 교합.
삼원교합(Three way cross) : 교합된 CB개체와 제3의 계통인 A와의 교합.
사원교합(Four way cross) : 교합된 AB개체와 교합된 CD개체의 교합.
윤환교합(Rotation cross) : 3,4 또는 5 품종(라인,계통)간에 행해지는 교합. 위 그림에서는 4품종간에 행해지는데 다음으로
C와 D가 이용된다. 보통 이때 (교잡된)암컷과 순종의 수컷을 교배한다.
이원교합은 후손에 잡종강세(heterosis)만 부여하는데, 모계 특성에 이 잡종강세를 유지시키려면 삼원 또는 사원교합이 이루어져야 한다.잡종강세(hybrid vigour)가 가장 잘 나타나는 형질은 유전력이 낮은 형질들의 경우인데, 주로 번식특성( reproduction traits)부분관련 자주 발견된다.
그림9.3 쥐의 이종교배, X축 ; 누적출산간격, Y축: 누적생존 개체수 그림9.4 두 유전자쌍으로 가능한 생화학적회로.
□(pure line) : 순종, ○(Two way):이원교합 새로운 조합이 항상 이득만 있는 것은 아니다.
△(Back cross):역교합, ☆(Three way):삼원교합
그림9.3은 젊은 암컷쥐가 평생 생산하는 숫자로 보여주는 잡종강세.이종교배가 응용되는 가장 일반적인 경우이다.
이,삼원교배 및 역교배(Newman et al. J.Anim. Sci. 61 358-365, 1985의 논문에서 인용)
그림9.3에서 보여지듯이 순종라인은 번식된 숫자가 이종교배시의 절반에 불과하다.이 효과는 태아 및 양육능력으로 양분될 수 있는데,아랫쪽 두 그래프(□순종 vs ○이원교합)에서의 차이는 태아에 의한 영향을 보여준다. □순종 그래프는 순종 어미쥐에 순종 태아쥐의 경우이다. ○이원교합 그래프는 순종 어미쥐에 이종교배 태아쥐의 경우이다.위쪽 두 그래프와 아랫쪽 두 그래프간의 차이는 어미쥐가 믹스쥐(crossed)이냐 아니냐에 따른 영향을 보여준다.대부분의 잡종강세는 모계쪽에 있음이 명백하며, 얼마나 많은 수의 난모세포를 배란할 수 있느냐 하는 능력 및 임신기간내내 얼마나 잘 지켜내느냐 하는 능력과 관련이 있다.
그림9.3의 잡종강세가 특별히 크게 나타난 경우인데, 대부분의 동물번식시 약 10% 웃도는 정도의 효과가 일반적이다.
잡종강세 효과 계산법은 다음과 같다. 이종교배 개체들 평균 - 순종들의 평균.예를들어 랜드레이스x요크셔 교합으로 나온 암퇘지는 순종시의 경우보다 약 10%의 새끼를 더 얻어낸다.
이종교배 생산 프로그램 수행을 위해서는 잘 정립된 계통(=순종군)을 유지할 필요가 있으며, 순종군의 수를 많이 확보해두면서 동시에 이종교배군 생산을 수행해야 한다.이게 항상 가능한 것은 아닌 현실이다.
윤환교합(Rotation)시의 잡종강세가 삼원교합(Three way)시 보다 현격하게 낮다.
이종교배의 추가적인 장점으로는 균일성(uniformity)을 들 수 있는데 방목소들 가운데에서 자연스럽게 태어난 순종일 경우 잘 나타난다.
독일의 한 연구에 의하면 랜드레이스 x 요크셔 교잡종 돼지의 등지방 두께가 순종들의 경우보다 약 30% 얇음이 관찰되었다.(Lutaaya et al. 2001, 79:3002-07)
F2에서의 재조합 약세(손실)효과
그림9.4의 교배도에서 적어도 한 부모의 종은 순종이다. 만약 F2가 생산되면 이야기가 달라진다.F2간 또는 다른 이종교배 개체들간이 교잡을 통해 배출을 시도하는 것은 역교합이나 삼원교합과 비교시 대체적으로 좋은 생각이 아니다. 역교합 또는 삼원교합을 통해 최대의 잡종강세 효과를 기대할 수 있다. F2간의 교합시에는 소위 "재조합 약세효과(negative recombination effect"가 발생할 수 있다.이는 어느쪽 원종에도 없었던 유전자들의 결합에 의한 것이다.예를들어 각각의 원종 aabb와 AABB로 만들어진 F1(aabb x AABB)에 의해 aaBB AAbb인 F2가 생길 수 있는데 원종에서는 없던 유전자형이다. 이 유전형은 치명적이 될 수 있다.
그림9.4의 생화학회로도를 보라. 이 F2는 또한 어느 이종교배 또는 순종교배 개체들보다 이형체(heterogenous)일 수 있다.
하나의 품종을 타 품종 중 우수한 몇 개체를 도입, 근교계간교배(incrossing)에 의해 개량할 수 있다.
일반적으로 밀접하게 관련된 근계품종이 이용되는데, 이유는 근계품종들은 원종에서 가장 뽑아내고 싶은 특성들을 (공통적으로) 지니고 있기 때문이다.이를 위해, 근계교배 1대에 잘 솎아내야 한다. 근계교배후 재조합 유형중 몇몇에 대해 높은 관심을 가질 수 있는데 이 유형들이 발현되는 데에는 몇대가 걸릴 수도 있다.
그림9.5 원종과 근계교배 개체의 재결합 전 상동염색체쌍.
그림9.5에서 양적 특성에 영향을 주는 4개의 유전자로 이루어진 상동염색체를 볼 수 있다. 유전자는 섞일 수 있고 원하는 조합을 이루기까지는 몇대가 걸릴 수 있다.한 염색체는 + 부호만 갖는다.