식물을 생장시키는데 필요한 식물호르몬에는 어떠한 것들이 있는지 알아보도록 하겠습니다.
식물호르몬은 특정한 세포에서 분비되어(물관 혹은 체관)식물의 다른 곳으로 이동되는 화학물질입니다. 여러 종류의 식물 호르몬들이 모든 면에서 식물의 생활주기에 영향을 주게 됩니다. 각각의 식물호르몬은 자극을 받은 식물세포의 유형, 식물 생활주기의 특정 시기, 호르몬의 농도, 다른 호르몬의 존재와 농도, 식물의 종류 등에 따라 다양한 반응을 일으킬 수 있습니다.
여기서는 주요 식물호르몬인 옥신(auxin), 지베렐린(gibberellin), 시토기닌(cytokinin), 에틸렌(ethylene), 앱시스산(abscisic acid), 화성소(florigen) 등 6가지 종류의 식물 호르몬에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
옥신(auxin)
옥신은 발아하는 종자에서 서로 다른 표적세포에 따라 신장을 촉진하기도 하고 억제하기도 합니다. 옥신은 측아가 발아하여 곁가지를 형성하는 것을 억제하지만, 뿌리에서는 측근의 형성을 촉진한다. 옥신은 샣로 형성된 식물 부위에서 관다발 조직(물관과 체관)의 분화를 촉진합니다. 성숙한 식물체에서 옥신은 열매 발달을 촉진하며, 열매와 잎이 미성숙상태에서 탈리되는 것을 막아줍니다. 옥신이 합성되는 장소는 줄기의 정단분열조직(생장이 일어나는 줄기의 끝)이며, 이곳으로부터 옥신이 식물체 전체로 이동됩니다. 옥신의 일부는 어린 잎에서도 합성되며, 또한 발달 중인 종자와 식물의 배아에서도 합성되어 발달과 발아에 영향을 주게 됩니다.
농부들이 작물의 성장을 조절하는데 사용할 수 있는 여러 종류의 합성 옥신이 개발되었습니다. 2,4-D라는 합성옥신은 옥신과 다른 호르몬들과 정상적인 균형을 파괴함으로써 쌍떡잎식물을 죽이는데 널리 사용됩니다. 또한 다른 합성옥신들은 꺽꽃이 할 때 뿌리형성을 촉진하고, 열매 발달을 촉진하며, 낙과를 억제하는데 상업적으로 사용합니다.
지베렐린(gibberellin)
지베렐린은 세포분열과 세포신장을 증가시켜 줄기와 뿌리의 신장을 촉진합니다. 지베렐린은 종자 발아, 열매 생성, 과일 발달을 촉진시킵니다. 이 호르몬은 1930년대에 처음 분리된 Gibberella fujikuroi라는 곰팡이에서 유래된 이름이라고 합니다. 그 곰팡이는 벼에서 “바보같은 어린 식물체”라는 병을 일으키는데 그 이유는 곰팡이가 지베렐린을 생성하면 식물이 예외적으로 키가 크고 길게 자라게 하기 때문입니다. 지베렐린을 첨가하면 극적인 현상이 나타날 수 있습니다. 지베렐린은 식물의 배아, 줄기의 정단분열조직, 어린잎 등에서 생성됩니다.
시토키닌(cytokinin)
시토키닌은 식물 발달의 여러 측면에서 관여합니다. 시토키닌은 세포분열을 촉진하므로 식물의 모든 조직생장에 필수적입니다. 뿌리에서 시코키닌이 뿌리의 분지를 억제하지만, 줄기에서는 측아의 분열조직에서 세포 분열을 자극함으로써 측지 형성을 촉진합니다. 시토키닌은 영양분이 식물잎으로 이동시켜 엽록소 생성을 촉진하고 노화를 지연시킵니다. 시토기닌 줄기의 정단분열조직입니다. 시토키닌을 상업적으로 사용하는 경우 절화의 신선함을 유지시키기 위해 살포하기도 합니다.
에틸렌(ethylene)
에틸렌은 기체형태의 독특한 식물호르몬입니다. 넓은 범위의 환경적 자극에 반응하는 과정에서 대부분의 식물 조직에서 생성되어 방출되며, 표적 세포에 다양한 효과를 나타냅니다. 또한 스트레스 호르몬으로 간주되기도 하는데 그 이유는 상처, 홍수, 가뭄, 극한 상태의 온도 등에 대한 식물의 반응에 적응하기 위한 변화를 촉진시키기 위하여 합성되기도 하기 때문입니다. 에틸렌은 또한 일 년 중이나 생활주기의 적절한 시기에 잎, 꽃잎, 열매 등이 떨어지게 합니다. 에틸렌은 일부 과일에서 후숙을 일으킬 수 있어 상업적으로도 중요한 식물호르몬입니다.
앱시스산(abscisic acid)
앱시스산은 에틸렌처럼 식물이 불리한 환경 조건에서 견딜 수 있도록 해주는 스트레스 호르몬입니다. 예를 들어 앱시스산은 물이부족할 때 기공을 닫게 해줍니다. 또한 건조한 조건에서는 뿌리의 생장을 촉진하고, 줄기 생장은 억제시킵니다. 앱시스산은 종자가 발아를 하면 살 수 없을 때 휴면(생장이 정지되고 대사과정이 매우 느린 상태)을 유지하는 것을 도와줍니다.
화성소(florigen)
화성소는 환경적 자극 특히 빛에 반응하여 개화를 자극하는 물질로서 잎에서 합성됩니다. 이 호르몬은 잎에서 꽃이 유도회는 장소인 정단분열조직으로 체관을 통해서 이동하는 단백질입니다.
이상으로 식물의 6가지 주요 식물호르몬의 종류와 기능에 대해서 알아보았습니다.