수목 스트레스의 개념과 고온스트레스

1. 식물 스트레스의 뜻과 요인

  식물의 생장은 환경의 변화에 따라 다른 반응을 보이는데, 식물스트레스란 식물이 생장하기에 가장 적절한 환경조건에서 벗어날 때 식물이 보이는 반응이다. 식물의 생장에 영향을 주는 환경요인에는 여러 가지가 있다. 모든 요인이 적절한 수준에 있더라도 그중 한 가지 요인이 절대적으로 부족할 때(예:부족한 광, 양분, 온도 등), 부족한 요인에 의해 생장이 결정된다. (최소량의 법칙)

생물학적 스트레스(Biological stress)는 식물의 생장이나 발달을 둔화시키거나 생장에 불리하게 작용하는 환경변화(원인)를 의미한다. 

 

  스트레스를 일으키는 요인은 크게 다섯가지로 분류할 수 있다. 

• 기후적요인 : 고온, 저온, 바람, 한발, 홍수, 해일, 폭설, 낙뢰, 화산폭발, 산불
• 토양적요인 : 건조, 과습, 무기양분 결핍, 극단적 산도, 중금속, 염분, 유독가스 유출
• 생물적요인 : 병원균, 해충, 야생도울, 기생식물, 착색식물
• 인위적요인 : 각종오염(대기, 토양, 수질), 약제, 해빙염, 과다한 시비, 답압, 기계, 복토, 절토, 이식, 잘못된 전정, 물리적 충격
• 조림적요인 : 밀식(경쟁), 지나친 간벌, 수확, 과도한 시비

 

2, 고온스트레스

식물이 생장하는데 영향을 주는 여러가지 환경요인 가운데 온도가 제한요소로 작용하는 경우가 많은데, 이것은 살아있는 세포가 제 기능을 발휘할 수 있는 온도범위가 제한되어 있기 때문이다. 특히 단백질(효소), 지질(원형질막)

  산림에서 부분적으로 온도가 올라가는 경우가 자주 있다. 여름 검은토양 표면이 햇빛에 노출되면 65℃까지 올라가며, 이때 토양 표면 근처에 있는 남쪽의 수간이 피소(sunburn)를 보이면서 죽는데, 대개는 형성층과 내수피의 사부조직이 괴사 한다. 또한 잎이 고온과 수분부족으로 인하여 타 죽는 엽소(leaf scorch)현상을 보이기도 한다. 

  일반적 고온의 피해는 세포막 손상에 비롯되는데, 세포막에 있는 지질의 액화와 단백질 변성으로 세포막이 제 구실을 하지 못하고 물질이 새나온다.

  고온에 대한 반응으로는 식물이 고온에 노출됨으로써 이때 새로운 단백질이 합성된다. 열충격단백질(heat shock protein, HSP)이라고 하며, 박테리아로부터 식물과 동물에 이르기까지 모두 비슷한 반응을 보인다. 식물을 고온으로 처리하면 30분 이내에 열충격단백질이 합성되며, 오랫동안 지속된다.  대표적으로 유비퀴틴(ubiquitin)단백질이다. 

  유비퀴틴은 수목을 포함한 진핵생물의 세포질, 엽록체, 미토콘드리아에서 흔히 발견되는 조절단백질로 온도가 점진적으로 상승할 때 합성되는데, 온도가 별안간 상승해도 30분 내로 합성된다. 열로 인하여 손상되었거나 더 이상 필요가 없는 단백질을 찾아내 프로테아좀을 도와서 단백질을 분해하고 수선하는 역할을 한다(Hopkins 와 Huner, 2009). 

 

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)