개념 한 쪽
잡초의 발아와 출현은 종자 내부 성상과 외부 환경 신호가 상호작용하여 결정된다. 종자 내부의 구조나 조성에 의해 발아가 억제되는 경우는 생득휴면이라 부르고, 외부 환경 요인으로 휴면이 유지되거나 풀리는 양상도 중요하다. 빛을 감지하는 피토크롬 체계는 광에 의해 발아 반응을 조절하고, 종마다 발아 적온 범위가 달라 발생 시기가 달라진다.
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출제기준 단원 「발아와 출현」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 휴면 원인 판별 | 1 | 종자휴면의 원인 가운데 내인성·외인성 구분으로 옳지 않은 설명을 고르기 |
| 발아 관련 광수용체 판단 | 1 | 피토크롬과 관련된 발아 요인을 광·수분·온도 중에서 식별하기 |
| 적온·발생시기 연결 | 1 | 잡초 종자의 발아 적온 특성으로 고온성·냉온성 종자를 가르는 문제 |
종자휴면은 종자가 발아 조건이 갖추어져도 발아하지 않는 상태를 말한다. 휴면의 원인은 크게 내인적 요인과 외인적 요인으로 나뉜다. 종자 자체의 조성이나 구조(예: 종피의 두께, 배의 미성숙 등) 때문에 발아가 억제되는 형태는 생득휴면이라 부른다. 반대로 외부 온도나 습도 같은 환경 요인으로 휴면이 유지되거나 유도되는 경우는 강제휴면으로 구분한다.
휴면의 생리적 기작에는 발아를 억제하는 물질과 촉진하는 물질의 상대적 우세가 관여한다. 억제물질이 촉진물질보다 우세하면 휴면이 유지되고, 촉진물질이 우세하면 휴면이 풀리며 발아가 진행된다. 따라서 '촉진물질이 억제물질보다 우세한 상태'는 휴면을 일으키는 원인에 해당하지 않는다.
피토크롬은 식물의 광수용체로 적색광과 원적색광에 반응하여 형태가 변화하고, 이 변화가 발아 관련 신호 전달에 관여한다. 따라서 피토크롬 체계에 직접적인 영향을 미치는 발아 요인은 빛(광)이다. 수분, 온도, 산소 등은 발아의 일반적 필요 요인이지만 피토크롬 신호 전송과 직접적으로 연결되는 인자는 광이다.
종자마다 발아 적온 범위가 달라 발생 계절이 달라진다. 예컨대 올챙이고랭이는 고온성 잡초로 발아 적온이 매우 높아 여름철에 주로 발생한다. 반대로 메귀리나 뚝새풀 등은 비교적 서늘한 온도에서 발아가 활발하므로 봄·가을에 주로 출현한다.
가을에 성숙한 밭잡초 종자의 휴면 타파는 저온과 습윤 조건이 결합될 때 가장 효과적으로 진행된다. 고온이나 건조 조건은 휴면을 유지하거나 타파를 지연시키는 경향을 보인다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 종자 휴면 원인을 묻는 문제에서 '촉진물질이 억제물질보다 우세한 경우'를 답으로 고르면 오답이다. 이유는 그러한 상태는 오히려 발아를 촉진하므로 휴면의 원인이 될 수 없기 때문이다. 또한 피토크롬 관련 문항에서는 수분·온도 대신 '광(빛)'을 선택해야 정답이 된다. 발아 적온을 묻는 문항에서는 올챙이고랭이처럼 고온성 잡초를 고르면 옳다.
잡초의 발아와 출현 특성으로 잘못된 것은?
정답 ① · 잡초의 발아와 출현 특성에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 잡초는 환경 적응 범위가 매우 넓은 식물군으로, 토양이 반드시 약알칼리성이고 비옥도가 낮아야만 출현하는 것은 아니므로 모든 잡초를 일괄적으로 규정한 이 진술은 잘못되었다.
잡초는 다양한 환경 조건에서 생존하므로 토양이 반드시 약알칼리성이거나 비옥도가 낮아야만 출현하는 것은 아닙니다.
잡초의 종자휴면 원인 중 맞지 않는 것은 ?
정답 ④ · 잡초 종자의 휴면 원인이 아닌 것을 고르는 문제이다. 종자 휴면은 두꺼운 종피가 물과 산소의 투과를 막는 물리적 원인, 배가 미숙한 상태로 존재하는 원인, 발아 억제 물질이 존재하는 생리적 원인 등에 의해 발생한다.
종자휴면은 발아 억제 물질이 촉진 물질을 능가하거나 외부 조건 미비 시 발생한다.
종자 자체의 조성이나 구조에 기인하여 발아하지 못하는 경우의 휴면을 무엇이라 하는가?
정답 ④ · 종자의 휴면은 크게 내인적 요인에 의한 생득휴면(Primary dormancy)과 외부 환경 조건에 의한 강제휴면(Secondary dormancy) 또는 타발휴면으로 나뉩니다. 문제에서 묻는 '종자 자체의 조성이나 구조'에 기인하는 휴면은 배가 성숙하지 않았거나 종피가 단단하여 발아하지 못하는 내인적 휴면인 생득휴면을 말합니다.
종자 자체의 내인적 요인(조성·구조)으로 발아하지 못하는 휴면을 생득휴면이라 한다.
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