종자의 휴면 생리

 종자의 휴면 생리

 

 아이는 배, 모유는 배젖 좋은 농부는 어머니의 지혜가 필요하다.

 

1.종자휴면 (Dormacy)의 뜻

   ◦ 성숙한 종자에 적당한 발아조건(수분, 산소, 일장, 온도 등)을 주어도  일정기간 동안 발아하지 않는 경우, 즉 일시적인 생육정지

     상태를 말함.

   ◦ 휴면은 작물의 종류, 품종에 따라 크게 다름

     - 벼 : 1주일～6개월, 맥류종자 : 0～3개월, 감자 : 수일～5개월 등

   ◦ 휴면의 분류

     - 1차휴면 (Primary Dormancy : 자발휴면)

     ‧ 식물체 또는 기관의 자체내에 존재하는 원인에 의한 휴면

     - 2차휴면 (Secondary Dormacy : 타발휴면)

     ‧ 종자나 눈 자체는 생장능력을 가지면서 외계환경조건이 생장에 부적당하기 때문에 일시생장

       을 정지 하는 경우

 

 

2.휴면의 원인 (물리적 및 생리적 기구)

가. 배의 미숙

   ◦ 종자는 외견상 성숙이 되었지만 배가 발아능력을 갖지못한 경우

   ◦ 어느 정도의 후숙(After ripening) 기간과 생리적 변화를 거치면 발아 능력을 갖춤

 나. 종피의 O₂ 흡수 저해

   ◦ 종피의 불투기성으로 O₂ 흡수가 저해되어 CO₂가 축적되어  호흡을  억제하여 발아를 하지 못

     하고 휴면하는 경우

   ◦ 보리, 귀리, 도꼬마리(과실속에 2개의 종자가 각각  발아상태가 다름)

    ‧ 상측의 종자는 휴면을 하고, 하측의 종자는 발아가능함.

다. 종피의 수분 불투과성(경실 : Hard Seed)

   ◦ 종피가 물의 투과를 막아 흡수능력이 없어 장기간 발아하지 못하여 발생하는 휴면

   ◦ 두과 (콩, 토끼풀, 개자리, 광저기), 아욱과식물, 고구마, 연  등

라. 종피의 기계적 저항(종자가 흡수하여 팽윤해도 파괴되지 않는 종피)

   ◦ 흡수가 어느 한계까지 가능하지만, 그 후 흡수는 정지되고 배의 팽대를 종피가 기계적으로 억제, 발아하지 못하고 휴면을 하게 됨.

   ◦ 소립종 땅콩, 질경이, 택사, 털비름, 잡초종자 등

   ◦ 산 , 알칼이 등의 화학적 처리로 발아 가능

마. 배의 휴면

   ◦ 형태적으로 종자가 완전히 발달되어 있으나, 발아에 필요한 제반조건(화학적, 물리적인 변화)을 주어도 발아하지 않는 경우.

   ◦ 사과, 배, 복숭아 등

바. 화학물질에 의한 휴면

   ◦ 종자 발아를 위한 연속적 대사작용중에 화학적 발아 억제물질로 인해 휴면을 유반시키는 것.

   ◦ 물푸레나무 : 배, 유근, 자엽에 생장억제물질 존재

    ∙ 도꼬마리 : 배, 유근, 자엽에 생장억제물질 존재

    ∙ 귀리 : 배에 있는 지베렌린에 의해 발아 억제

    ∙ 사탕무우 : 과피, 과실벽에 생장억제물질 존재

    ∙ 양배추 : 종피에 생장억제물질 존재

   ◦ 발아억제물질(=블라스토콜린 : Blastokolin)

     -Auxin : 측아의 발육억제

     -ABA(Abscisic acid) : 자두, 사과, 단풍나무 동아(동아) 휴면유도

     -쿠마린(Coumarin) : 토마토, 오이, 참외의 과즙중에 존재

     -NAA, MH(Maleic hydrazide) : 감자의 맹아 억제

 

3.종자 및 기관의 휴면타파방법

가. 종피파상법

   ◦ 가는 모래를 섞어 찧든가, 정미기로 상처를 내어 휴면을 타파하는 방법

   ◦ 콩, 자운영, 고구마 종자

 나. 저온

   ◦ 알팔파, 감자(수확후 0℃에서 14일간 저장하면 싹이 틈)

다. Ether

   ◦ 라일락의 경우 : 가을, 겨울의 휴면기간에 Ether로 식물체를 처리하면  휴면이 타파됨.

 라.온수욕

   ◦ 자발휴면인 경우에도 미지근한 물에 담근후(9시간 이상) 보통물에 담근면 눈이 틈.

   ◦ 낙엽송, 라일락, 개나리, 자작나무, 진달래 등

마. 물의 주사

   ◦ 라일락이나 보리수의 휴면중인 화아의 기부에 물을 주사하면 자발휴면이 타파됨.

 바. 알콜올욕 및 산욕

  ◦ 에탄올(1～30%), 염산(0.5～5%), 유산에 가지를 3～12시간 침지

사. 알탄올 및 Ether 주사

  ◦ 에탄올(1～10%), Etherd용액 (0.1～1%)

  ◦ 참나무, 라일락, 보리수 등

아. 발아촉진물질

  (1) 지베레린(Gibberellin) : 벼 키다리병을 일으키는 자낭균(곰팡이병)의 대사생산물임.

   ◦ 세포신장을 촉진하여 유근이 배유와 종피를 뚫고 빨리 출아되도록 함.

   ◦ 담배, 상추와 같은 호광성종자도 지베렐린처리로 암흑상태에서 발아가능.

    -종자발아시 가수분해  효소들을 자극하여 배유의 저장양분의 분해를  촉진하고 새로이 자라

     는 조직으로 이동.

  (2) 사이토카인닌(Cytokinin)

   ◦ 1950년대 미국의 캘리포니아대 연구팀이 조직배양의 캘러스(유상조직)의 세포분열을 촉진하

     는 물질을  �던중 발견.

   ◦ 사이토카이닌류의 물질

    -아데닌     -키네틴(Kinetin)

    -지아틴(Zeatin) : 옥수수의 미숙종자에서 추출

    -벤질아데닌(BA) 등

   ◦ 생리작용

    (가) 노화방지

      ‧ 암조건에서 단백질과 핵산의 합성을 계속하여 노활를 방지

    (나) 두과작물의 근류형성

      ‧ 완두, 잠두의 근류속에 다량의 사이토카이닌이 존재하는 것으로 보아  두과작물의 근류형성

       에 필수적이라 여겨짐.

    (다) 액아발생과 휴면타파

      ‧ 담배의 액아에 처리하면 정아에 의해 억제되었던 액아의 생장이 시작되어 가지를 만듬

    (라) 잎의 전개와 기공작용

      ‧ 해바라기나 상추의 떡잎을 떼내어 배양액에 사이토카이닌을 첨가시켜 키우면 제1엽의 출

        현, 전개가 촉진됨.

      ‧ 해바라기잎에 지아틴을 살포하면 음지에서도 기공의 개도가  커져  증산 작용을 촉진함.

  (3) 에틸렌(Ethylene)

   ◦ 주로 과실의 성숙과 관계가 깊음 (토마토, 바나나, 레몬, 멜론 등)

   ◦ Ethylene은 기체로 농업(특히, 원예) 용으로 사용하기 불편하여 액상의 에스렐(Ethrel)‧

      에세폰을  개발 사용함.

      (양상치, 땅콩, 딸기, 가스, 연기 등의 처리)

 자. 라듐의 조사, 가스, 연기 등의 처리