<h1>서 론</h1><p>애기장대(Arabidopsis thaliana)에 대한 분자생물학, 발생학적 지식은 주요 작물과 다른 식물의 연구에 중요한 기초 자료가 되고 있다. 애기장대는 유전체의 크기가 작고, 유전자의 반복 서열이 적으며, 세대가 짧고, 씨앗을 많이 생산하며, 좁은 공간에서 생육이 가능하기 때문에 식물 유전, 육종 분야의 모델 식물로서 많은 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인해 애기장대는 돌연변이 유도가 쉬울 것으로 기대되고 실제로도 돌연변이체를 다른 식물보다 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있어 돌연변이 유기 재료로도 많이 사용되고 있다.</p><p>화학적 돌연변이 유기 물질인 diepoxybutane는 bi-functional alkylating 물질로 알려져 있으며 DNA의 가닥내 혹은 다른 가닥의 염기와 결합하여 DNA 복제시에 복구 시스템에 영향을 주어 DNA의 삭제 또는 몇 개의 염기서열에 역위를 일으키는 것으로 알려져 있다. 그러나 정확히 어떻게 돌연변이를 일으키는지 그 기작은 밝혀져있지 않지만 초파리 및 애기장대에서 돌연변이를 일으키는 것은 확실한 것으로 보고되었다.</p><p>빛은 식물에서 광합성뿐만 아니라 발아, 색소체의 분화, 개화의 유도 등 많은 부분에서 영향을 미친다. 식물은 blue light, UV, red light를 흡수하는 장치를 가지고 있으며 카로틴의 합성, 플라보노이드의 합성, 클로로필의 합성에 각각 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며, 고등 식물에서 원시 색소체로부터 엽록체로 분화하는데 결정적인 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. Neil 등에 의하면 엽록체와 잎의 발달은 서로 매우 밀접한 관계가 있고 엽록체의 발달은 핵내의 유전자와 엽록체가 가지고 있는 유전자에 의해 지배되지만 보다 결정적인 역할을 하는 것은 핵내의유전자인 것으로 보고하였다. Ronald 등에 의하면 엽록체의 발달은 초기단계, 광합성 기구 합성단계, 광합성단계, 노화단계 등 4 부분으로 나눌 수 있으며 초기 단계에서는 식물의 세포 분화가 거의 끝나고, 광합성 기구 합성 단계에서는 엽록체 수의 증가와 엽록체 크기의 증가로 잎의 크기와 부피가 증가하며, 광합성 단계에서는 광합성이 최대로 일어나고, 노화 단계에서는 광합성 기구와 잎의 노화가 함께 일어난다고 하였다. Pyke와 Leech 등은 애기 장대의 Arc1 돌연변이체를 분리하여 이 돌연변이체가 세포당 엽록체 수가 야생형에 비하여 많고 엽록체의 크기는 야생형에 비하여 작음을 밝혀 ACC1 유전자가 엽록체의 크기에 관여하는 유전자라고 하였다. McCourt 등은 FadD돌연변이체의 엽록체 미세구조가 리놀레닌산의 합성과 관련이 있다고 하였으며 지질의 합성에 관련된 유전자가 엽록체 발달에. 영향을 주는 것으로 보고하였다. Chory 등은 돌연변이체가 암상태에서도 명상태에 있는 것처럼 엽록체의 발달을 관찰하였고 DET1 유전자가 엽록체 발달에 깊은 관계가 있다고 주장하였다. Chory는 애기장대 하배축 길이에 관찰되는 돌연변이체를 분리하여 HY1-HY6 유전자가 엽록체의 미세구조에 영향을 미친다고 하였다. Konez 등은 ch1 돌연변이체를 분리하였고 이 돌연변이체들은 티라코이드 막과 관련된 돌연변이체라고 하였으며 전체적으로 연한 녹색을 나타낸다고 하였다. Yoon 등은 애기장대 뿐만 아니라 다른 식물에서도 엽록체에 관련된 돌연변이체들은 엽록체의 정상적인 발달에 관여하는 유전자들과 이들의 상호작용을 밝혀 줄 수 있는 중요한 단서가 된다고하였다. 그러나 이미 보고된 엽록체에 관한 돌연변이체들은 모두 잎 전체, 또는 식물 전체의 엽록체 발달에 관여하는 돌연변이체들이다. 따라서 본 연구에서는 애기장대의 엽록체의 발달과 관련된 돌연변이체를 분리하였으며, 이들은 잎의 부위에 따라 엽록체 발달에 관여하는 유전자가 존재함을 밝혔고, 이들을 유전분석하여 핵내에 존재하는 단일 열성 유전자에 의해 유전됨을 보고하는 바이다.</p>
애기장대는 식물 유전, 육종 분야의 모델 식물로서 많은 장점을 가지고 있다. 이 장점을 가질 수 있는 특징은 무엇인가?
유전체의 크기가 작고, 유전자의 반복 서열이 적으며, 세대가 짧고, 씨앗을 많이 생산하며, 좁은 공간에서 생육이 가능