[작물생리학] 암기-1

 

 

 

 

 

 

 

	지상자엽	지하자엽
배유	양, 피, 메, 마디풀	밀, 옥, 보, 벼, 닭
무배유	콩, 땅콩, 오이, 덩굴강낭콩	완, 잠, 팥, 상, 붉은강낭콩

 

단명종자	상명 종자	장명 종자
콩, 옥수수, 메밀, 기장, 목화, 양파, 파, 당근, 고추, 베고니아	벼, 밀, 보리, 귀리, 유채, 완두, 무, 배추, 양배추, 호박, 멜론, 시금치, 우엉, 카네이션	가지, 토마토, 수박, 비트, 사탕무, 클로버, 앨팰퍼, 베치, 오이, 녹두, 팥, 담배, 나팔꽃

 

 

 

단명 : 콩옥메기 목양파당상 고베

장명 : 가토수비 사클앨베 오녹팥담나팔

 

불투수성 : 콩과작물, 서류작물

불투기성 : 도꼬마리, 맥류

종피저항성 : 땅콩, 잡초, 털비름, 나팔꽃

미숙배 : 인삼, 은행, 수목

 

수중에서 발아 못하는 종자 : 귀리, 밀, 무, 콩, 메밀, 양배추, 가지, 고추, 파, 알팔파, 옥수수, 수수, 호박, 율무, 퍼레니얼라이그래스

수중 발아 감퇴 종자 : 담배, 토마토, 화이트클로버, 카네이션, 미모사

수중발아 종자 : 벼, 상, 당, 셀러리, 티머시, 피튜니아

 

MnSO4 는 넓은 범위에서 옥수수, 양배추 종자발아 촉진

AgNO3, KNO3 는 광발아종자의 암발아성 촉진

Pb염 은 겨자 종자 발아 억제

NH3, SO2, Cl2 가스 노출시 발아 억제

 

혐광종자 : 양파, 토마토, 파, 수박, 호박, 가지, 무, 오이

호광종자 : 배암, 차조기, 우엉

 

상추는 광을 잠깐만 쬐어야 발아가 잘된다.

도꼬마리에 광중단하면 꽃눈분화가 억제된다.

어린식물에 일장처리를 하면 일장효과를 볼 수 없다.

 

단일 : 만생종벼, 옥수수, 콩, 조, 기장, 담배, 참꺠, 들깨, 나팔꽃, 고구마, 목화, 국화, 도꼬마리, 딸기(단-장)

장일 : 시금치, 상추, 보리, 밀, 귀리, 무, 배추, 완두, 클로버, 자운영, 앨팰퍼, 아마, 베치

중성 : 가지, 토마토, 오이, 당근, 조생종벼, 메밀, 감자, 강낭콩

 

종자활력 저하 변화

종자 함수량 증가, 종피 투과성 증가

단당류 증가, 전분 감소

종자 호흡,효소 활력이 높으면 발아력 상실되기 쉽다.

 

종자 발아단계

1단계 : 매트릭퍼텐셜로 수분흡수

2단계 : 수분흡수 정체, 효소활성

3단계 유근, 유아 종피 출현. 흡수 다시 왕성

 

발아 곡류 종자에 지베렐린을 처리 (배반-지베렐린 생성) 하면 호분층에서 많은 가수분해효소가 활성화 된다.

무배유 종자의 양분저장은 자엽(배)에서 일어난다.

종자근을 싸고 하배축의 밑부분이 되는 것은 근초

배축은 배반과 배유 중간에 위치. 유아와 유근 연결

단백질은 밀의 호분층에. 콩의 떡잎에 20~36% 존재

 

전분분해효소 활성은 종자 내 포도당 함량이 최고에 도달하기 2일전에 가장 높다

 

경실종자는 수분에 따라 가역적 변화 발생

기계적 저항성 종피에 의한 휴면은 건조에 의해 타파

 

휴면눈 형성은 암기 중 원적색광에 억제되고 적색과에 촉진. (여름부터 형성)

 

인

인이 결핍되면 분얼이 억제되고 잎,줄기가 진녹색

중성에서 H2PO4-, 염기성에서 HPO42-

인 흡수율이 가장 높은(20%) 조건은 pH6.5

 

철

엽록체에 80% 존재. 시토크롬 oxidase는 전자전달 마지막에 H+ 산화

 

망간

Mn은 다른 2가 이온과 길항작용. Mg에 의해 흡수저해

엽록체에서 RNA polymerase 에 필요한 Mn은 Mg의 1/10배

붕소

붕소는 뿌리에서 시토키닌 합성 촉진, 옥신 간접제어

이온화되지않는 붕산의 형태로 흡수

 

칼슘

칼슘은 무거운 원소라서 팁번증상은 잎 끝부터 괴사, 어린잎부터 증상 시작

칼슘은 호르몬에 대한 2차 신호전달자로 작용

황산염 축적 시 칼슘 이용 저해

 

몰리브덴

Mo 결핍 시 멜론은 꽃가루 형성하지 못함

Mo 결핍 시 꽃양배추의 잎이 좁게 됨

Mo 결핍 시 감귤류에 옆맥을 따라 부분반점, 조직괴사

Mo 결핍 시 토마토 엽맥 간 갈변, 잎자루쪽 황백화

나트륨

K 대체 효과 없는 작물 : 옥수수, 호밀, 강낭콩, 상추, 티머시

K 대체 효과 : 순무, 근대 등 C4 볏과목초

Mo는 낮은 pH에서 Fe와 결합하여 불용태

 

철, 망간은 산화토에서 불용화

Cd, 구리, 아연은 환원토에서 불용화

엽맥간 황백화 : N, K, Fe, B, Zn

 

과습 대처

콩은 과습상태에서 1차뿌리가 썩으면서 경근부에 통기조직 발달하여 산소부족에 적응

피는 에탄올 대신 말산 축적해서 장해받지 않음

옥수수는 산소 부족시 뿌리 선단에서 에틸렌 생성

 

H2S 흡수 저해

P > K > Si > NH4 > Mn > 물 > Mg > Ca

 

저온 흡수 저해 (뿌리호흡 ATP 생성 관련, Si > P > K)

NO3, NH4, P, K, 물 (Mg, Ca은 영향 없음)

여름철 기온상승으로 철, 망간, 황화수소 등 가용태가 증가한다

 

엽록체 내에 ABA가 축적되는 이유

ABA 약산성 특성

세포벽 투과성 (엽록체→세포질 최종 생성)

광에 의해 그라나와 스트로마 사이의 pH 구배

스트로마에서 ABA-H+ 비해리형 감소되면 세포질에서 ABA-H가 유입됨

수분 부족시 그라나 약산성. ABA-H+해리돼서 H+를 그라나로 이동시킴

ABA 확산으로 공변세포의 수분퍼텐셜 증가, 팽압 감소

ABA는 FPP 로부터 생합성

 

공변세포

기공은 적색광에 닫힌다

수동적 폐쇄 : 습도 낮고, 풍속 빠를 때 기공 닫힘

공변세포 pH가 높고 수분퍼텐셜이 낮아야 열린다.

공변세포에서 PEP는 중탄산과 결합하여 OAA생성

공변세포의 K+는 ATP가 꼭 필요하다

수공은 공변세포로 구성되며 그 사이에 소극을 만든다

건조하면 세포탈수로 pH가 낮아진다

증산의 원동력이되는 에너지는 태양으로부터 얻는다

증산비는 작물의 생육초기의 건물중에 대한 생육기간 중의 증산량의 비

 

내냉성 : 일반계 > 통일계,인디카

상주 : 서리기둥. 땅위로 5cm 솟구침. 수분제거,답압,퇴비로 개선 해야함
(식질, 수분, 0도근처, 맥류-겨울철재배)

 

내침수성 : 일반계 > 통일계

 

내습성

밭작물은 통기조직 발달. 뿌리목화는 안돼서 내습성 약함

 

내건성

원형질 점성이 높고, 원형질막이 투과성이 크다.

볏과는 잎이 말리고, 쌍떡잎은 잎이 아래로 늘어진다.

 

심하게 건조하면 물관에서 잎으로 가는 장력과, 토양으로 가는 장력이 모두 증가

 

수분의 능동 흡수 : 뿌리 물관부의 수분통도조직의 수분퍼텐셜 저하는 물관부 수액 용질 집적에 기인

 

내염성 (린신산산롤톨톨)

프롤린, 글리신베테인, 아스파트산, 글루탐산, 글리세롤, 만니톨, 솔비톨

토마토, 목화, 사탕무, 밀, 보리 (토목무밀보리)

염축적자는 팽압유지를 위해 높은 이온흡수율을 보이며 Na, Cl 농도를 낮게 유지한다.

 

내열성

열충격단백질은 엽록체에 존재

삼투압이 크고, 점성, 염류농도, 당분 증가

주피와 늙은잎, 어린잎이 강하다

미성엽, 중심주(수피)는 가장 약하다

 

내비성

초장 짧고, 잎이 직립

체내 전분함량 높음

다비조건에서 광합성 능력 촉진, 호흡 약함

광합성산물을 전분형태로 엽신, 엽초에 다량 저장

 

지연형냉해 : 영양생장기 저온

장해형냉해 : 감수분열기 저온(17℃), 개화기저온(20℃), (유수형성기~개화기 1일이라도 저온이면) 프롤린 감소

병해형냉해 : 광합성 안됨. 암모니아 축적(도열병)

 

춘화&광주기

춘화처리는 (벼>추파맥류) 벼에 효과적

장일처리는 (추파맥류>벼) 추파맥류에 효과적

추파맥류는 저온단일로 추파성 소거 후, 장일처리

사탕무 춘화처리하며 추대성 높은 계통을 도태

일장유도된 식물은 높은 온도에서 개화 촉진

장일식물은 봄에 발아, 여름에 개화 (보리, 완두)

배양액에 K 함유시 춘화처리효과가 크다

추파맥이 동사한 경우 춘파맥을 대파하는 것이 더 유리
추파맥이 춘파맥보다 적산온도가 더 높은 이유는 생육기간이 더 길어져서
(추파맥=가을보리 2000도, 춘파맥=봄보리 1800도)

춘화처리기간은 지베레린,에틸렌 처리로 단축 가능

 

적산온도

목화 4500, 벼 4000, 담배 3500, 옥수수=수수=조=콩2500, 추파맥=가을보리 2000, 춘파맥=봄보리=1800, 아마1700, 감자1300, 메밀1000

목화 > 벼 > 담배 > 옥수수,수수,조 > 추파맥 > 춘파맥
> 아마 > 감자 > 메밀

 

나트륨 대체 K+ 효과 없는 작물

옥수수, 호밀, 콩, 강낭콩, 상추, 티머시

 

피토크롬

피토크롬 통제시간 : 전체 반응이 비가역적일 때 까지 걸리는 시간

피토크롬은 적색광 조사에 의해 유도되므로, Pr의 소실과 비례관계는 없다

적색광은 단일개화 억제, 이 효과는 원적색광에 소멸

 

호글랜드II 용액은 NH4/NO3 비율이 높아서 pF가 안정적으로 낮다

질소는 단백질에서 16%를 차지한다.

질소 과다하면 단백질 합성 많아져 줄기,잎 생성되지만 세포벽 구성물질 생성은 줄어든다.

저온일수록 질소시비 하면 질소함유가 높아진다.

칼륨은 tRNA가 리보솜에 유전정보를 전달하는데 관여

벼 기계이앙 육묘시 입고병 방지하기 위해 황을 처리

 

마그네슘

칼슘이 부족한 식물에서 칼슘 대신 펙틴과 결합하여 세포벽을 이룬다

흡수는 Mg+

흡수율은 양이온에 억제 (K+, Ca+, NH+)

 

보조단백질은 정제되는 단백질이다.

 

종자 발아시험법

조직환원력 검정법 : dinitrobenzol법 (자색)

탈수소효소 활력 : 테트라졸륨법 (홍색)

nitrum tellurate : 살아있으면 (흑색)

구아이아콜법 : 살아있으면 (갈색)

인디고카민 : 죽으면 염색

과망간산칼륨 : 죽으면 탈색

 

노화

PCD에 의한 죽음은 질병이 이행되는 것을 차단한다.
(괴사는 못막고 질병은 막고)

핵산 분해는 노화한 잎과 발아종자 배유에서 활발히 진행

잎 : RNase, proteinase, Lipase, 알코올 탈수소효소, methallothionein, PR-protein

과실 : 에틸렌 합성 효소, 섬유소 분해효소, polygalaturonase, 글루타치온-S-transferase

대기오염

오존 : 늙은 잎 해면조직, 엽맥갈색점, 표면반점 4시간

PAN : 어린 잎 해면조직, 엽맥갈색점, 이면광택화 6시간

SO2 : 성숙 잎 엽육조직, 엽맥갈색점, 표면반점 8시간

NO3 : 성숙 잎 엽육조직, 엽맥갈색점, 표면반점 4시간

 

가스장해

산화장해 : 오존, PAN, 이산화질소, 염소(A급)

환원장해 : 아황산가스, 일산화탄소, 황화수소, 알데히드

산성장해 : 불화수소, 염화수소, 산화황, 시안화수소

알칼리성장해 : 암모니아(C급)

유기계가스 : 에틸렌, 아세틸렌, 프로필렌, 부틸렌

 

산성비

H2SO4 : HNO3 = 황산:질산 = 2:1,

양이온치환능력 감소

 

오존

내오존성 : 목화>땅콩>콩>옥수수

 

유조직

저장조직, 분비조직, 동화조직, 통기조직

세포간극은 기공과 연결된 외부와 통하며 서로 연결되어 망상으로 분포

 

광합성

광합성을 통해 전분 형성 → 자당 전환 → 백색체에 축적

이론적 에너지 요구량은 CAM > C4 > C3 (C3가 적다)

CO2 1분자 고정하기 위해 C4가 더 많은 에너지 필요

C3 광포화점은 최대일사의 ¼~½ 수준

광은 스트로마의 H+를 그라나로 이동시켜 그라나는 산성이 된다.

C4는 피루브산→PEP 재생성 할 때 ATP 이용

온도상승에 따라 광합성률은 호흡률보다 더디게 증가하여 순동화량은 감소한다.

광합성은 팽압의 영향을 많이 받지 않아 수분이 부족해도 어느 정도 유지된다.

암반응은 말산이나 아스파트산을 원형질연락사로 유관속초세포에 전이된다.

암반응은 효소반응이라 온도에 민감하다

암반응에서 PGA는 G3P로 환원, NADPH,ATP사용

CAM 은 크란츠 구조 없다. C4에만 있다.

CAM: 밤에 산 증가, 탄수 감소, 낮에 산감소, 탄수증가
밤에 CO2와 PEP 반응으로 생성한 말산은 액포에 축적.
광보상점 매우 낮다. 21% O2에 의한 억제도 일어난다.

솔라리제이션은 가역적이다

 

호흡

원형질의 수화도가 높으면 호흡효소 활력 증가

뿌리염류 흡수시 호흡속도 증가

칼리 부족시 초기호흡 증가

 

측아우세 : Mn 과잉, B 결핍, Cu 결핍
옥신, ABA, 에틸렌

 

식물의 시간측정

유사분열, 효소활성, 꽃잎 운동

 

변온

변온이 종자발아를 촉진하지 않음 : 당근,파슬,티머시

변온이 종자발아 촉진 : 호박, 목화

장파장은 광형태형성 유도와 작물체온 상승에 효과적

수동적 수송은 H를 세포벽이나 액포를 보내는 역할

대기의 증기압부족량이 커질수록 증산 증가

엽온이 기온보다 증가하면 엽육세포의 수증기압 증가로 증기압차로 인한 증산 증가

야간에 온도가 높으면 당 함량이 높아진다. (줄기로 당)

 

시그모이드

생장속도는 초장, 엽면적, 생체중, 건물중 증가로 표시

초기 : 세포분열 준비. 저자양분에 의존. 생장속도 느림

중기 : 대사작용이 활발. 급격히 생장

말기 : 양분 경쟁. 생장억제물질 축적으로 생장 둔화

 

체관부 전류속도

쥬키니 > 사탕수수 > 강낭콩 > 콩 > 버드나무 > 사탕무 > 포도 > 호박

사탕수수같이 빠른 식물은 270cm/h, 호박같이 느린 식물은 40cm/h

14C-자당은 107cm/h, 3H,32P 는 87cm/h

질소화합물 전류는 주로 체관부

 

체관부 적재

단거리 : 체요소-반세포(원형질연락사로 연결)

장거리 : 책상-엽육-유관속초-유조직-반세포-체요소

당은 엽육세포에서 반세포까지는 심플라스트로 이동

심플라스트 : 중합체-포획모델. 자당이 라피노스, 스타키오스같은 올리고당으로 전환되어 원형질연락사로 체요소로 수송. 엽육세포보다 체요소의 자당농도가 더 높은 이유.
올리고당이 무거워서 농도기울기에 의한 역류 없음.

아포플라스트 : 곡류, 감자, 유채, 사탕무
원형질연락사 없어서 능동수송(ATPase, 세포막), 자당운반자(K+). 양이온 높고, 평행 유지.

 

체관부 하적

사탕무 뿌리는 자당이 수용부위 심플라스트로 들어가기 전에 아포플라스트로 하적된다

뿌리,어린잎은 체관부하적과 수용부세포로의 운반은 심플라스트로 운반된다

수용부에서 하적된 용질은 공급원에 있는 체관부보다 더 높은 농도를 가진 성숙중인 열매나 다른 세포로 활발히 흡수된다.

체관요소의 당농도를 낮게 해서 삼투압이 낮아 수분퍼텐셜이 높아진다.

 

막단백질

수송관은 물, CO2, O2를 흡수하는 것을 목적(무기이온 목적 아님)

운반체는 특수 무기이온과 결합, 무기양분마다 운반체가 다르다. 촉진확산해서 ATP소모 안함

양이온펌프는 ATPase 이용

 

분열조직

코르크형성층 분화 : 피층

코르크피층 : 코르크형성층의 내측에 형성되는 조직

코르크조직 : 코르크형성층의 외측에 형성되는 조직

코르크형성층은 줄기와 뿌리 피층 사이에 생기는 측생분열조직의 일종

측생분열조직의 결과로 형성층 바깥으로 2차목부, 2차사부 발달

세포분화는 뿌리와 줄기 먼저 분화. 마지막에 피층 분화

엽원기는 정단분열조직 하부에 있을수록 빨리 생장

초기에는 정단생장, 후기에는 주변생장

후각세포는 불균등하게 비후, 대게 얇은 1차벽

보강조직은 두꺼운 2차세포를 가지며 많은 벽공이 있어 세포간 물질을 수송한다.

 

뿌리

1차근 : 종자근, 초생근, 주근

2차근 : 측근, 곁뿌리

무기원소 흡수는 신장대에서