정답
현화식물 X의 자가불화합성 방식: 배우자체 자가불화합성. ㉠ 0. 자가불화합성은 타가수분을 촉진하며, 집단의 유전적 다양성을 높이고 근친교배를 방지해 환경 변화에 대한 적응도를 높인다.
출제 의도
꽃가루와 암술의 S 좌위 조합에 따른 꽃가루관 발달 결과를 해석하여 자가불화합성의 유형을 구분하고, 표의 빈칸 값을 논리적으로 결정하며, 자가불화합성이 촉진하는 수분 방식과 그 진화적 이점을 서술하는 능력을 평가한다.
풀이 과정
표에서 꽃가루 제공 개체가 \(S_1/S_2\), 암술이 \(S_1/S_3\)일 때 정상 꽃가루관 발달률이 0%이다. 만약 배우자체 자가불화합성이라면 꽃가루는 \(S_1\) 또는 \(S_2\) 중 하나의 S형을 갖는 반수체로 작용하므로, \(S_1\) 꽃가루는 거부되더라도 \(S_2\) 꽃가루는 받아들여져 발달률이 0%가 될 수 없다.
따라서 X는 포자체 자가불화합성으로 해석하는 것이 타당하다. 포자체 자가불화합성에서는 꽃가루의 표현형이 꽃가루를 만든 개체(2배체)의 S형을 반영하므로, 암술의 S형과 꽃가루 제공 개체의 S형이 하나라도 같으면(공통 S 대립유전자가 있으면) 꽃가루관 발달이 억제된다.
이제 ㉠을 구한다. 꽃가루 제공 개체가 \(S_1/S_1\)이면 꽃가루의 S형은 \(S_1\)이고, 암술이 \(S_1/S_2\)이면 암술의 S형에 \(S_1\)이 포함된다. 공통 S형이 있으므로 꽃가루관 발달은 억제되어 발달률은 0%이다.
자가불화합성은 같은 개체(또는 같은 S형)에서 온 꽃가루의 수정 성공을 막아 타가수분을 촉진한다. 그 결과 근친교배로 인한 유전적 부적합(근친퇴화)을 줄이고, 자손과 집단의 유전적 다양성을 높여 환경 변화나 병원체에 대한 적응 가능성을 증가시키는 진화적 이점이 있다.
<풀이가 부정확할 수 있으니 반드시 교차검증 확인 바랍니다.>