수목스트레스_염분

염분 스트레스는 식물이 높은 염분 환경에서 생존하려고 노력할 때 발생하는 현상이다. 이러한 스트레스 상황에서 식물은 다양한 메커니즘을 통해 생존을 시도하며, 다양한 화학적 변화와 생리적 반응을 겪게 된다.

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1. 내염성 식물

  식물은 고농도의 염분(salt)을 가진 토양에서 살아남는 염생식물(halophyte)과 살아남지 못하는 비염생식물(glycophyte)로 나눌 수 있다.

  육상수목 중 진정한 내염성 수종은 열대지방에서 자라는 야자나무와 바다무궁화(Hibisus tiliaceus)로 알려졌다. 2004년 12월 26일 인도네시아 쓰나미 피해로 초토화된 바닷가에서 야자나무와 바다무궁화가 유일하게 살아남았다.

  국내 목본식물 중에서 바닷가에서 자라는 순비기나무(Vitex rotundifolia)와 위성류(Tamarix chinensis)가 염생식물로 분류되지만, 바닷물이 직접 덮치면 살아남지 못하기 때문에 대신 염분이 있는 바닷바람에 견디는 내조성 수목으로 간주해야 한다.

 

2. 염분 흡수와 독성

  염분스트레스는 사막지역, 바닷가, 염분을 함유한 관개수 사용 시 식물에 발생한다. 식물은 염분으로 수분퍼텐셜이 낮아진 토양에서 수분을 흡수해야 하고, 토양중의 나트륨(Na+)과 염소(Cl-)이온의 독성으로부터 뿌리를 보호해야 한다.

  바닷가에서 더 잘 자라는 갯는쟁이(Atriplex subcordata)는 염분을 계속 흡수하여 체내의 수분퍼텐셜을 더 낮춤으로써 맞대응하는 염분축적자(salt accumulator)로 분류된다. 반면, 망그로브는 염분을 철저히 배제하면서 대신 프롤린(proline), 갈락토실 글리세롤(galctosyl glycerol), 유기산(organic acid)을 축적하여 삼투압을 낮추는 염분조절자(salt regulator)로 분류된다. 염생식물이 삼투조절 물질로 가지고 있는 화합물에는 프롤린, 글리신 베타인, 만니톨, 소르비톨, 설탕등이 있다. 망그로브는 침투하는 염분을 밖으로 배출하는 염류샘(salt gland)도 가지고 있다.

 

3. 칼륨흡수와 칼슘의 역할

  염분이 많은 토양에서 식물은 칼륨(K+)을 흡수하는데 어려움이 있다. 칼륨 흡수과정에서 나트륨(Na+)이(Na+) 함께 경쟁하여 이를 방해하기 때문이다. 이 경우 토양 중에 칼슘(Ca++)이 충분히 있으면 식물이 칼륨을 쉽게 흡수하게 되어 나트륨의 독성을 해결해 준다. 과다한 나트륨이 원형질막 표면을 둘러싸 제 기능을 하지 못해 칼륨이 새어 나올 때, 칼슘이 이를 방지하고 원형질막을 보호하는 것으로 알려져 있다.

 

4. 방어용 단백질 합성

  염분 스트레스가 있을 때 식물이 방어용 단백질을 합성하기도 한다. 그 중에서 오스모틴(osmotin)은 분자량이 작은 단백질이다. 담배의 경우 염분 스트레스를 받을 때 아브시스산(abscisic acid)이 생산되면서 오스모틴 단백질 합성이 진해되는데, 염분 스트레스를 극복하는데 도움을 준다고 한다.

 

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)