종자발아와 생리적 반응

  종자 발아는 종자 내의 배가 생장을 재개하여 종피를 뚫고 나와 어린 식물, 묘목으로 자라는 과정을 나타낸다. 발아 과정은 배의 유근이 종자 밖으로 나와 수분과 영양소를 흡수하고, 자엽 혹은 유엽이 토양 밖으로 자라나 광합성을 할 수 있는 기관을 형성하는 단계를 포함한다. 이때 필요한 에너지는 종자 내에 저장된 조직으로부터 공급받게 된다.

---

1. 종자 발아의 유형

  목본식물의 종자 발아는 두 가지 주요 방식으로 나눌 수 있다. 하나는 지상자엽형 발아(epigeous germination)로, 이 방식에서 하배축이 길게 자라면서 자엽을 지상으로 밀어내어 자엽이 자상에서 퍼지고 유아가 자라서 본엽을 형성한다. 이러한 발아 방식은 대부분 작은 종자를 가진 식물에서 나타난다. 단풍나무, 물푸레나무, 아까시나무 및 대부분의 나무류에서 볼 수 있습니다. 소나무속의 종자 발아 방식은 전형적인 지상자엽형 발아로, 자엽이 형성된 후 1차엽이 바늘 모양의 날개로 된 잎으로 나타나며, 시간이 지남에 따라 22 차엽이 생기면서 성엽의 형태로 변화한다.

또 다른 방식은 지하자엽형 발아(hypogeous germination)로, 자엽은 지하에 유지되고 상배축이 지상으로 자라와서 본엽을 형성한다. 이러한 발아 방식은 종자의 크기가 큰 대립종자를 가진 참나무류, 밤나무, 호두나무 및 개암나무에서 나타난다.

 

2. 발아생리

  종자가 발아하는 단계를 생리적으로 살펴보면 다음과 같이 나눌 수 있다

(1) 수분흡수

  종자 발아의 첫 단계로서, 종자 내의 원형질이 수분을 흡수하고 여러 소기관이 수분을 흡수함으로써 여러 가지 대사가 시작된다. 이로 인해 종피가 부드러워지고 배가 늘어나면서 종피가 파열된다.

(2) 호흡

건조한 종자는 거의 호흡을 하지 않지만, 수분을 흡수하면 흡수한 수분량에 비례하여 산소호흡량이 증가한다. 호흡을 통해 전분, 당류 및 지방산이 분해되어 ATP를 생성하고, 이 ATP는 새로운 세포의 구성물질을 합성하는 데 필요한 효소를 생성한다.

(3) 효소와 핵산

  수분흡수 후 지베렐린이 생산되어 효소 생성을 촉진한다. 전분을 함유한 종자에서는 아밀라아제의 합성이 일어나고, 지방 함량이 높은 종자에서는 리파아제를 합성한다. 지베렐린은 배에서 핵산을 생산하도록 유도하며, 핵산은 효소 생성을 유도한다.

(4) 저장 양분의 이용

  종자의 크기가 발아 속도에 영향을 미치며, 저장된 탄수화물, 지질 및 단백질이 분해되어 이용된다. 이들 저장물질을 분해하는 가수분해효소의 활동이 증가하며, 분해된 물질은 배의 분열조직으로 이동하여 저장물질을 함유한 조직의 무게가 줄어든다.

 

이러한 과정을 통해 종자는 발아를 통해 새로운 식물로 성장하게 된다.

 

 

출처:수목생리학(서울대학교출판문화원)