<h2>야생형 애기장대와 im1, gev, yev 엽록체의 전자 현미경적 관찰</h2><h3>1) 야생형 애기장대 엽록체의 전자 현미경적 관찰</h3><p>야생형 애기장대를 생장실 조건에서 키운 다음 엽육조직의 엽록체를 전자현미경으로 관찰하였다. 야생형 애기장대의 엽록체는 티라코이드 모양이 규칙적인 배열을 하고 있으며 \(4 \sim 5\)개의 전분립이 관찰되었다. 티라코이드에는 10개 이상의 그라나가 쌓여 있고 세포당 엽록체가 약 100 여개가 존재한다고 알려져 있으며, ultrathin section 했을 때 약 \(10 \sim 12\)개 정도가 노출되었는데 세포 당 엽록체 수는 거의 일정하였고 모두 볼록 렌즈 모양을 하고 있었다. 그리고 엽록체의 크기는 약 \( 6 \sim 7 \mu \mathrm{m} \)였고, 세포당 엽록체가 분화된 정도도 일정하였으며 엽 록체 내에 있는 lipid body들이 \(3 \sim 4\)개 정도 발견되었다.</p><h3>2) im1 돌연변이체 엽록체의 전자 현미경적 관찰</h3><p>im1 돌연변이체의 엽육조직은 녹색 부분과 흰색 부분으로 나누어져 있으며 잎의 흰색 부분은 거의 엽록체가 없거나 미분화된 색소체로 보이는 세포 내 기관들이 관찰되었다. 세포 당 관찰되는 엽록체 수는 일정하지 않으며 크기도 야생형 엽록체보다 \( 10 \mu \mathrm{m} \) 로 약간 크며 엽록체의 모양은 야생형이 렌즈 모양으로 되어 있는 반면 im1 돌연변이체의 엽록체 모양은 소시지 형태로 발견되었다. 엽록체 내의 전분립의 저장 형태도 야생형에 비하여 불규칙적이며 크기는 작은 편이나 엽록체 내에 lipid body들이 야생형에 비해 많이 존재하는 것이 관찰되었다. 그라나도 규칙적으로 쌓여 있지 않고 기울어져 있으며 스트로마와 그라나의 연결도 야생형과 비고하여 불규칙적이었다. 그라나 티라코이드의 stacking도 야생형이 \(4 \sim 10\)개 이상인데 비하여 \(3 \sim 5\)개 정도로 관찰되었다.</p><h3>3) gev 돌연변이체 엽록체의 전자 현미경적 관찰</h3><p>gev 돌연변이체는 잎맥을 따라서 녹색을 나타내며 이를 제외한 부분에서는 연한 녹색을 나타내었다. gev 돌연변이체 엽육조직의 엽록체는 크기가 야생형은 \( 6 \mu \mathrm{m} \) 내외인데 비하여 \( 4 \mu \mathrm{m} \sim 12 \mu \mathrm{m} \) 크기로 일정하지 않으며 불규칙한 starch 모양이 관찰되었다. 세포 내의 엽록체의 형태는 분화 정도가 다른 것으로 사료되며 렌즈 모양과 S 자 모양, 불규칙한 모양을 나타내기도 하였다. 불규칙한 엽록체에서는 규칙적인 것보다 많은 수의 lipid body를 나타내기도 하고 티라코이드의 stacking정도도 그라나가 4 개에서 10 개까지 쌓여 있어서 야생형과도 차이를 나타내었으나 스트로마 티라코이드들이 연결된 상태를 나타내었다.</p><h3>4) yev 돌연변이체 엽록체의 전자 현미경적 관찰</h3><p>yev 돌연변이체의 잎맥은 연한 녹색을 띠며 그 이외의 부분은 정상적으로 녹색을 나타내었다. yev 돌연변이체의 엽록체 크기는 \(5 \sim 10 \mu \mathrm{m} \) 정도로 일정하지 않고 렌즈형과 부정형 등도 관찰되었다. 전분립도 엽록체 내에 서 발견되었고 모양은 야생형에 비하여 불규칙적이었다. 그리고 각 세포마다 엽록체의 형태가 부정형을 보이기도 하였고 그라낙의 stacking은 \(4 \sim 5\)개정도 쌓여 있으며 그라나의 길이도 길었으며 lipid body도 야생형에 비하여 수가 많은 것으로 관찰되었다.</p><p>im1, gev, yev 돌연변이체의 유전 분석</p><p>im1 돌연변이체를 유기하고 \( \mathrm{M}_{4} \) 세대에서 야생형과 교배하여 \( F_{1} \) 을 얻었다. \( F_{1} \) 식물체는 모두 야생형이었으며 상 호교배를 하였을 때도 같은 결과를 나타내었다. \( F_{1} \) 을 자가수분하여 \( \mathrm{F}_{2} \) 씨앗을 얻고 이를 전개하여 \( \mathrm{F}_{2} \) 세대에서 표현형의 분리비를 조사하여 본 결과 야생형과 \( \mathrm{im1} \) 돌연변이체 비율이 3:1로 분리하였으며, 통계적으로 유의성이 있는지는 \( \chi^{2} \) 검정을 이용하였다. 이 결과로 미루어 보아 im1 돌연변이는 엽록체나 미토콘드리아에 존재하는 유전자의 돌연변이가 아니고 핵내에 있는 유전자에 돌연변이가 일어난 것을 알수 있었다. gev, yev 돌연변이체도 \( \mathrm{F}_{2} \) 세대에서 \( \chi^{2} \)검정결과 통계적으로 유의하게 \( 3: 1 \) 로 분리하는 것으로 보아 gev, yev 형질을 지배하는 유전자도 역시 핵내에 존재하는 것을 알 수 있었다. im1, gev, yev의 유전적 관계를 분석하기 위하여 \( gev \times yev, i m 1 \times gev, i m 1 \times yev \) 를 교배하여 \( F_{2} \) 세대의 분리비를 조사하였다. \(gev \times yev \) 를 교배하였을 때 \(\mathrm{F}_{1} \) 은 모두 야생형이었으며 gev, yev의 double mutant를 얻지 못하여 정확하게 \( F_{2} \) 세대에서 \( 9: 3: 3: 1 \) 로 분리하는 지는 알 수 없었다. 그러나 \( \mathrm{F}_{2} \) 의 분리비로 보아 gev와 yev가 교배되었을 때는 치사인자가 되는 것으로 사료되나 이 두 유전자가 서로 매우 가까운 위치에 연관되어있어 \( \mathrm{F}_{2} \) 에서 double mutant가 출현하지 않았을 가능성도 있다. \( i m 1 \times g e v \) 를 교배하였을 때 \( \mathrm{F}_{2} \) 에서 \( 9: 3: 3: 1 \) 로 분리하였으고 im1, gev의 double mutant를 얻었으며 이 double mutant는 im1과 gev의 특성을 모두 나타내고 있는데 gev의 특성인 잎맥을 따라서는 진한 녹색을 나타내고 잎의 가장 자리에서는 im1의 특성을 나타내었다. 그러나 gev의 특성 은 잎맥을 따라 진한 녹색을 나타내는 데 비해 double mutant에서는 잎의 중앙 위쪽이 gev의 특성이 제한되고 im1의 특징을 나타내게 된다. im1의 특성인 얼룩무늬 현상도 gev에 의해 잎맥 부위에서는 전혀 나타내지 못하지만 잎 전체적으로는 im1의 특성도 나타내었다. \(im1 \times yev\) 의 교배에서도 \( F_{2} \) 세대의 분리비가 \( 9: 3: 3: 1 \) 로 나타냈으며 iml, yev 의 double mutant를 얻을 수 있었다. 이 double mutant는 im1과 yev의 특성을 동시에 가지고 있으며 중앙 잎맥을 따라서는 yev의 특성을 나타내지만 중앙 잎맥을 제외한 엽 조직에서는 yev의 특성을 나타내지는 못하였다. 그러나 im1의 특성은 yev 유전자에 관계없이 잎 전체적으로 나타내어 im1 유전자가 yev 유전자 보다 상위에 존재하는 것으로 사료된다.</p>
엽육조직의 엽록체 중 gev 돌연변이체의 크기는 어느 정도 범위를 갖는가?
\( 4 \mu \mathrm{m} \sim 12 \mu \mathrm{m} \)