[수목생리학] 식물호르몬

식물호르몬

식물호르몬 정의 & 기준

• 유기물이다.
• 한 곳에서 생산된다.
• 생산된 곳이 아닌 다른 곳으로 이동한다.
• 이동한 곳에서 생리적 반응을 나타낸다.
• 아주 낮은 농도에서 작용하는 화합물

식물호르몬 특징

• 아주 낮은 농도(1uM)로 존재함 → 비타민보다 낮은 농도
• 동물호르몬에서 개념을 가져옴
• 생산된 자리에서 작용하지 않음 (예외 : 에틸렌)

식물호르몬의 역할

• 식물 : 동물과 같은 신경조직이 없음, 외부자극(광선, 온도, 바람)을 감지하여 각 부위에 전달하는 수단이 없음
• 식물호르몬 : 식물 각 부위간의 내적 연락수단, 외부 자극을 감지하는 수단, 전령(매개체)의 역할

식물호르몬의 작용단계

• 외부자극을 받음 : 단일처리 (밤의 길이가 길어짐)
• 호르몬의 생산
• 호르몬이 수용단백질과 결합 : 외부 자극을 감지한 것에 해당
• 수용단백질의 활성화
• 시그날(signal)의 증폭과 전달 - 한 개의 잎에만 단일처리해도 식물전체가 반응
• 유전인자의 활동 유도 : 꽃눈 형성

식물호르몬

식물호르몬의 종류

• 생장촉진 호르몬 : 옥신, 지베렐린, 사이토키닌
• 생장억제 호르몬 : 아브시스산, 에틸렌

옥신(auxins)

1. 굴광성 : (줄기) 옥신 농도가 햇빛 반대쪽에서 높아짐
2. 굴지성 : (뿌리) 햇빛 반대방향에서 높아져 신장을 억제함
3.  뿌리의 생장 : 낮은 농도에서 생장 및 발근 촉진, 높은 농도에서 생장억제
4. 정아우세 현상 : 정아가 측아의 발달을 억제, 침엽수의 원추형 수관유지
   ※ 옥신에 의해 측근생장 촉진, 시토키닌에 의해 주근 생장 촉진
5. 제초제 효과 : 합성옥신(2-4-D)을 고농도로 사용함(MCPP 농약)
6. 천연옥신 : IAA(가장 먼저 발견된 호르몬), IBA, PAA
   인공합성옥신 : 2-4-D(제초제), 2-4-5-T(고엽제), NAA, MCPA
   (참고) 고엽제 피해 : 제초제에 있는 불순물이다.(다이옥신)
   (참고) 2-4-D는 식물호르몬이라서 인간에게 영향이 없음
7. 옥신의 체내 운반
   - 목부나 사부로 이동하지 않음
   - 유관속 주변의 유세포를 이용함
   - 매우느리게 이동 : 1시간에 1Cm
   - 아래방향으로만 이동함 (잎 - 줄기 - 뿌리)

지베렐린

• 벼의 키다리병 원인규명함 (병원균 : 곰팡이)
• 126종 알려짐, diterpene(이소프레노이드 지질의 한 종류)의 일종
• 생합성 : 종자와 어린잎, 뿌리에서 합성
  ※ 목부와 사부 통해서 운반 (양방향 이동)
• 생리적 효과 : 생장촉진
  - 줄기의 신장생장 : 마디가 길어지게 함 (절간생장을 촉진함)
  - 개화와 결실 : 나자식물(침엽수)에서만 효과가 있음 : 낙엽송
  (목본 쌍자엽식물의 개화를 촉진시키지 못함)
  - 봄철 뿌리에서 생산되어 형성층의 생장을 자극

식물호르몬

시토키닌(cytokinins)

• 생장촉진, 노쇠지연, 세포분열을 촉진

1. 종류 
   - 천연물질 : zeatin
   - 합성물질 : kinetin, BA(BAP)
2. 생합성 장소 : 어린기관(종자, 열매, 잎)과 뿌리끝
3. 생리적 효과 : 생장촉진
   - 세포분열과 기관형성 촉진
   조직배양 (auxin / cytokinin 비율 : 높을 때 뿌리 생산, 낮을 때 줄기생산)
   - 노쇠방지
   - 정아우세를 억제하면서 측아와 측지의 발달촉진

아브시스산(ABA) : 생장억제, 휴면유도

• terpene의 일종(diterpene)
• 생합성 장소 : 잎, 열매, 뿌리, 종자의 배
• 운반 : 목부와 사부를 이용함 (유세포 통해서 이동시에는 극성을 띠지 않음)
• 생리적 효과(생장억제, 휴면유도)
  - 휴면유도 : 겨울눈 속에서 발아(개엽, 개화)를 억제함
  (12월 말 개나리의 개화현상 : 11월 중 개화억제 물질이 제거)
  - 춘화처리 : 낮은 온도에 노출되면 ABA 제거되어 봄에 발아촉진
  - 탈리현상유도 : 낙엽을 촉진함
  - 스트레스 감지 : 저온, 건조, 침수를 감지함, 수분 부족시 뿌리에서 생산하여 잎으로 보내 기공폐쇄 유도
  - 모체 내 종자발아 억제 (엄마 몸속에서 싹이 나면 안 됨~~ 종자 속에 아브시스산이 들어 있음)

에틸렌

: 잎, 꽃, 열매의 노화와 함께 탈리현상에 관여함
: 생장억제, 지용성, 노쇠촉진효과

• C₂H₄ 의 구조를 가짐(기체)
• 생합성 
  - 살아 있는 모든 조직에서 생산됨
  - 옥신을 대량으로 처리할 경우에도 발생
• 운반 : 기체이므로 세포간극이나 빈 공간 통해 온몸에 퍼짐
• 생리적 효과 
  - 과실의 성숙추진
  - 상편생장유도 : 침수 시 잎의 안쪽으로 오그라짐
  - 줄기와 뿌리의 생장억제
  - 개화촉진 : 바나나, 파인애플에 카바이드 처리