식물호르몬 (뜻, 역할, 작용, 종류)

  식물호르몬(plant hormone)은 식물생장물질이라고도 하는데, 신호전달물질로서 식물의 생장, 분화, 발달과정을 조절한다. 신경계통이 없는 식물이 균형 있게 자라기 위해서 부위 간 혹은 세포 간 협동이 필요하며, 이런 협동과 부위간 연락체계를 담당하는 화합물이 식물호르몬이다. 식물호르몬이 만들어지는 곳은 주로 빠른 속도로 세포분열을 하면서 자라는 정단분열조직과 잎이다.

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1. 정의

  식물호르몬(plant hormone)은 유기물로서, 한 곳에서 생산되어, 다른곳으로 이동하며, 이동한 곳에서 생리적 반응을 나타내고, 아주 낮은 농도에서 작용하는 화합물을 말한다. 식물호르몬은 매우 낮은 농도에서 생리적 작용을 나타내는 것이 다른 유기물가 대조적이다.

 

2. 역할

  식물의 생장은 내적으로 세포의 분열, 확대 그리고 분화를 통해 조직과 기관을 형성함으로써 이루어지는데, 외부로부터 에너지와 물질을 흡수해야 하기 때문에 끊임없이 외부 환경의 영향을 받고 있다. 따라서 식물은 효율적으로 생장하기 위하여 외적자극과 내적반응을 유기적으로 연결하는 수단이 있어야 한다.

  이를 위해 첫째, 식물 각 부위 간의 내적 연락체계를 확립하고 있어야 한다. 다세포로 구성된 고등식물은 각 세포마다 필요한 독립적으로 자라 하나의 식물체로 성장할 수 있는 전형성능(totipotency)을 가지고 있으며, 이에 필요한 유전정보를 보유하고 있다. 그러나 식물의 각 세포는 이러한 전형성능을 나타내지 않고 위치에 따라서 독특한 형태와 기능으로 이웃한 세포와 협력하여 식물 전체로서의 특징을 나타낸다.

  둘째, 외부 자극을 감지할 수 있는 체계가 있어야 한다. 여러가지 환경 요인의 변화는 식물의 내적 생리적인 변화를 유발하여 생장에 영향을 끼치는데, 식물은 이러한 외적 자극을 감지하여 전달하는 체계를 갖추고 있다.

  식물호르몬은 이러한 두 가지 생리적 현상, 즉 외부의 자극을 감지하고 이 자극을 내적으로 각 부위에 연락하여 공통적인 대응책을 마련하기 위한 수단으로써 역할을 한다.

 

3. 작용

  식물호르몬의 작용은 다음과 같이 호르몬에 민감한 세포 내 원형질막, 액포막, 세포액, 핵에서 단계별로 진행된다. 식물호르몬이 어떤 수준 이상으로 존재하면 그 호르몬은 신호(signal)로 작용하여 그 신호에 반응을 보이는 수용성단백질(receptor protein)이 호르몬과 결합(binding)함으로서 신호를 감지(recognition)하게 된다. 호르몬과 결합한 수용단백질은 분자의 공간배열(configuration)이 변하여 활성화(activation) 되면서 호르몬의 신호를 다른 물질에 전달(transduction)하고 증폭(amplification) 시킨다. 증폭된 물질은 DNA를 자극해 필요한 효소를 생산하며, 생산된 효소는 특수한 화학반응을 주도하여 새로운 물질을 합성함으로써 식물호르몬의 작용이 마무리된다..

 

4. 종류

  식물호르몬에 대한 개념은 1919세기말에 다윈이 자엽초가 굴광성을 나타내는 것은 어떤 물질이 이동하기 때문이라고 기술한 데서 비롯되었으며, 이로 인하여 옥신(auxin)이 처음 발견되었다. 이후 벼의 키다리 병을 연구하면서 지베렐린(gibberellin)이 밝혀지고, 담배의 조직배양에서 시토키닌(cytokinin)이 발견되었다. 이 세가지 호르몬은 식물의 생장을 촉진하는 경향이 있어서 생장촉진제(growth promoter)라고 한다.

그 후 수목의 휴면과 잎의 낙엽현상에 관한 연구에서 아브시스산(abscisic acid)이 추출되었고, 과일의 성숙과 관련된 연구에서 에틸렌(ethylene)이 발견되었다. 이 두가지 호르몬은 식물의 생장을 억제하는 경향이 있어서 생장억제제(growth inhibitors)라고 한다.

  그 밖에 브라시노스테로이드(brassinosteroid), 폴리아민(poloamine), 살리실산(salicylic acid), 스트리고락톤(strigolactone), 자스모네이트(jasmonate)가 최근 식물호르몬으로 분류되었다.

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)