식물의 성장 발달에 미치는 영향들

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절적 변화와 일치한다. 흔하게 주간길이상의 변화는 전환을 유도하는 주도적 작용을 하며 이것은 온도변화에 의해 강화된다.
위도 40°이상에서 주간의 전 생장기간이 야간보다 길며 위도 50°이상과의 차이점은 상당하다(fig.1.43). 고위도와 중위도가 기원 중심지인 taxa는 이러한 주기성에 적응하며 그 대부분은 새로운 shoot,잎, 그리고 꽃의 생성에 대새 장일 식물체로 작용하며 영양생장의 주기성에 대해서는 단일식물로 작용한다. 몇몇의 경우에 생태형 차이가 관찰된다; 아북극기원의 가문비나무속 식물에서 terminal bud를 형성과 한 기간 동안 확장생장의 말기는 주간 20시간의 임계시간보다 더욱 짧게 되었을 때 유도된다. 중부유럽기원의 가문비나무식물은 14시간인데 반해 북아메리카의 Liquidambar styraciflua의 광주기적 생태형은 남부의 생태형보다 더 짧은 생장시기를 보인다.
재배성 딸기에서 무성 생식상에서 유성 생식상으로의 전이는 온도와 주간길이에 의해 조절된다; 북부지역에서 재배된 남부재배종은 상당한 기간 동안 포복지에 의해 번식을 한다. 반면 저위도의 북부 재배종들은 일찍 꽃을 피우고 몇 개의 포복지만을 뻗는다.
식물종, 변종 혹은 생태형은 만일 접근하기 불리한 시기에 손상의 위헙 없이 생장시기가 완전히 이용된다면 새로운 환경에 적응하게 될 것이다. 목본 식물에서 이것은 (새로운 환경에 대한 적응) 한해(서리)저항성 수준에 따른 발달과정을 가지는 것은 확실하다. 적응이 불량한 식물체는 너무 늦게 발아하여 발달을 천천히 지속시키며 첫 번째 겨울 서리에 손상을 입는다; 역으로 그해 너무 일찍 생장을 시작하여도 상황은 동일하게 불리하게 되고(늦서리고 인한 손상의 위험) 곧 발달을 중지하여 유리한 계절을 완전히 이용할 수 없게 된다. 식물체 활동의 시기와 기후리듬간의 알맞지 않은 동시성에 의해 종의 번성에 제한 받게 된다. 그러한 적응의 불량은 생태형의 분화에 의해 진화할 때 극복될 수 있다.
1-3-C. 추운지역의 겨울 휴면
목본 식물체는 원형질 생태, 대사활성, 발달과정,저온에 대한 저항성에 있어서 주기적 변화에 의해 겨울 한기에 적응한다.
여름말기에 측아가 잎이 나는 축에 형성되며 shoot의 tip은 겨울눈으로 변형되거나 시들어 죽게 된다. 잎이 변색하기 전에 눈은 호르몬 작용(연관된 휴면아)에 의해 휴면상태로 된다. 식물체의 다른 부분 또한 겨울 휴면에 들어간다; 예를 들면 형성층과 shoot의 다른 조직은 결국 서리와 탈수에 의해 경화될 수 있다. 유전자 활성은 선택적으로 침체되고 번역과정은 억제된다 그리고 분열조직의 유사분열활성이 크게 감소되거나 모두 정지하게 된다. 핵은 겨울의 말기쯤에 일어나는 DNA 복제 준비상태인 세포주기 G1기에 머물러 있게 된다. 이러한 상태에서 게놈은 저온의 영향에 대해 최고의 보호하게 된다.
겨울 휴면으로의 전환은 세포의 구획화와 미세구조에 있어서 또하나의 증거이다; 예를 들면 내막계와 원형질 연락사는 응축되어있고(원형질체 분리), 미토콘드리아는 작아지며 어떤 식물종의 엽록체의 틸라코이드 구조(특히 피층 유조직 세포)는 감소되어 액포는 더욱 작은 단위로 분산된다(랴.5.21). 대사활성은 감소되고 효소 패텬과 활성은 변화된다. 겨울 상태에 대한 이러한 적응은 돌연히 나타나지 않고 더 빠르거나 더욱 느리게 나타나는 등의 변화로 점차적으로 발생한다; 형태변화과정은 식물체 전반에 걸쳐 동시에 일어나지 않는다.
휴면은 일시적이고 내부적으로 조절되고 외부환경에 의해 생장이 중지된다. 휴면은 연관되어진 식물의 생장 형태, 기관, 조직과 표출되어지는 요소(세포내 조절, 호르몬 작용, 외부 요소)에 따라 많은 형태와 정도가 존재한다(대체로 눈과 분열조직). 겨울 휴면이 일어나는 전형적인 경우는 predormancy로 시작하는데 단일과 저온(5℃이하)에 의해 억제된다. 중위도와 북위도 지역에서 완전 휴면(true dormancy 혹은 endodormancy)은 11월이나 12월에 일어난다(fig5.23).이 시점에서 식물은 더 이상 일시적 온난화에 의해 활성화될 수 없다. 일단 진정한 휴면으로 들어간 휴지기에서 미성숙하게 출현하여 능력이 없는 식물체는 날씨의 불예측의 관점에서 내성에 있어 중요한 생태적 요인이다. 추운 겨울 지역의 식물체가 한겨울 따뜻한 주간에 반응한다면 다음한파에 손상될 것이다.
많은 목본성 식물에서 휴면의 종말은 특정의 냉요구성에 의해 도달한다. 대부분의 경우에 휴면은 몇 주 동안의 노출 후에(almond tree는 5주까지, 사과와 배나무는 8주까지, 체리나무는 10주까지) 즉 2-7℃에 노출된 후에만이 종결된다. 휴면말기에 유전자와 효소의 활성을 증진시키는 식물호르몬(GA→IAA→CK;fig.5.20)의 농도가 증가하게 된다. 기본적 대사과정과 저장고의 이동 그리고 생합성이 주로 추위에 의해 유동적 상태로 된다. 식물체가 발달준비상태가 되면 새로운 shoot와 잎의 출현이 날씨의 불량조건(주로 냉기)에 의해서만 방해된다. 따뜻함과 주간의 시간이 증가하면 발달은 빠르게 진행된다. 중위도 지역에서 내부적 원인에 의해 휴면은 동지쯤 거의 끝나게 된다. 이후에 생장개시가 날씨조건에 의해 결정된다. 휴면은 또한 초본식물체에서도 일어난다. 특히 지중식물은 휴면상태에서 월동하고 이로부터 몇 주 혹은 몇 달 후 싹이 튼다. 이들 지중식물의 대부분이 휴면타파를 가속화하기 위해서 저온 을 필요로 한다. 대부분의 다년생식물과 초본은 내부적 원인에 의한 휴면상태로 돌입하지 않는다. 대사에 극심한 냉기에 처하게 되면 일시적으로 환경에 의해 부과되어 강압되어진 생장중지를 경험하게 된다. 그러한 식물체는 온도가 상승하자마자 바로 활성을 띠기 시작한다.
참고문헌
http://bh.knu.ac.kr/%7Esdsong/%BD%C4%B9%B0%BB%FD%B8%AE%BB%FD%C5%C2%C1%BE%C7%D5.htm
http://www.biosupply.co.kr/
http://bh.knu.ac.kr/~bskim/mitosis.htm
http://210.97.102.1/project/animal/4138/html/4000.htm

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식물,   성장,   발달,   영향,   DNA,   농학,   농과,   나무