생장 조절제 이용하기 3-1. 생장 조절제 종류

1. 생장조절제의 정의

화훼 작물의 재배 시 개화시기를 촉진시키거나 억제시킬 경우, 일차적으로 환경을 조절함으로써 개화시기를 조절하는데, 그것이 불가능하거나 어려울 경우 생장 조절제를 이용하는 것이 일반적이다. 휴면 종자가 발아한 후 자라서 개화, 결실 그리고 고사하기 까지 식물의 모든 생장과 발육을 조절하는 물질을 식물호르몬 (phytohormone)이라고 하는데, 현재까지 명확히 알려져 있는 식물호르몬은 옥신(auxin), 지베렐린(gibberellin, GA), 시토키닌(cytokinin), 아브시스산(abscisic aci, ABA), 에틸렌(ethylene) 등이다. 이러한 다섯가지 호르몬에 대해서는 식물체 내 합성 기작뿐만 아니라 그 역할에 대해서도 잘 알려져 있다. 호르몬은 생장이 활발한 줄기 끝이나 뿌리 끝의 정단부 또는 어린잎에서 극미량으로 생성된 후 다른 조직으로 이동하여 작용하는 화학 물질이다. 이러한 호르몬은 대개 단독 혹은 복합적으로 상호 작용하여 식물체의 생장과 발육에 영향을 미친다. 경우에 따라서는 같은 농도의 호르몬이라 할지라고 조직이나 기관에 따라 생장을 촉진 또는 억제시키는 반대 작용을 하기도 한다. 한편, 식물체 내에서 생성되는 호르몬 외에도 미량으로 식물의 생장과 발육에 영향을 주는 물질이 식물체 내에서 발견되거나 인공적으로 합성되는데 이를 통틀어서 생장조절물질(plant growth regulator)이라 한다. 이러한 호르몬이나 생장조절물질로 화훼 작물의 생장과 발육을 조절할 경우 이를 화학조절(chemical control)이라고 한다.

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2. 생장조절 물질의 이용

1. 휴면타파
종자, 숙근초(국화, 리아트리스)의 흡지, 화목류(철쭉류, 수국 등), 구근류, GA로 하며 저온 대체 효과 있음, BA는 글라디올러스, 프리지아, 구근 휴면타파에 이용
2. 발근촉진
옥신 : 삽수, 조직배양시
3. 측아생장촉진
사이토키닌 : 포트멈(potmum), 포인세티아, 제라니움 분지수 증가, 장미의 basal shoot, 덴드로비움 고아(高芽) 발생 촉진 , 조직배양시 부정아 유도
4. 신장생장 촉진
지베렐린 : GA, 시네라리아, 시클라멘 등
5. 식물생장 억제
생장억제제 이용(anti GA 등), B-9(daminozide), CCC, Ancymidol
6. 개화촉진
B-9, CCC(철쭉), GA(페튜니아), 에틸렌(아나나스), BA(숙근 안개초)
7. 절화품질유지
시토키닌(Cytokinin) : 에틸렌의 노화 지연, 황화지연
옥신(Auxin) : 포인세티아, 노화 및 낙화지연
지베렐린(GA) : 봉오리개화, 엽록소 손실 감소
아브시스산(ABA) : 광하에서 기공폐쇄로 증산억제
생장억제제 : 노화지연, 환경 stress에 대한 내성 증대
8. 적심, 적뢰
지방산 methylester(off-shoot-o), Atrinal(dikegulac sodium) : 화학적심, 분지 착화 촉진
9. 조팝나무
잎이 없을 때 가지를 촉성해야 좋으므로 탈엽제(calcium, cyanamide) 활용하여 잎을 제거

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수행 내용 / 생장조절제 종류 및 특성 파악하기

1. 옥신
(1) 줄기생장 촉진
액포 팽창 등을 통한 세포신장을 통한 줄기신장, 유관속 분화, 줄기와 뿌리 비대 생장
(2) 뿌리발생 촉진
IAA는 삽수 끝부분으로 이동, 발근보조효소와 복합물질로 이루어진 RNA 작용, 발근 주도
(3) 잎의 생장 촉진
어린 잎에서 생성된 IAA가 잎의 길이생장, 특히 중륵(midrib)과 엽맥(vein)의 생장 촉진
(4) 정아우세
정아(頂芽, apical bud)에 형성된 IAA가 측아(側芽, lateral bud)에 억제작용, 식물을 위쪽으로 곧게 자라게 함
(5) 개화조절(촉진/억제)
장(단)일성 식물에 옥신을 처리하면 단(장)일 조건에서 개화, 한편, 장(단)일성 식물을 장(단)일 조건에서 옥신을 처리하면 화아분화 억제

2. 지베렐린
(1) 세포벽 신장촉진(cell wall elongation)
IAA보다 훨씬 강력하게 작용, 어린 잎에서 합성된 지베렐린은 줄기로 이동, 줄기 신장 촉진
(2) 엽록소 함량감소
(3) 종자발아 촉진
GA는 DNA와 RNA의 중간단계에서 DNA의 유전적 작용에 의해 m-RNA의 양을 증진, a-amylase의 합성을 조절함으로써 종자의 발아와 관련된 amylase와 protease등의 가수분해효소의 활성을 촉진하여 종자 발아를 촉진
(4) 휴면타파
휴면 중인 종자나 눈(芽)의 휴면 타파, 춘화처리 및 장일/적생광 처리 대체효과
(5) 개화촉진
단위결과 촉진

3. 시토키닌
(1)세포분열촉진
어린조직과 근단부에서 합성되어 식물전체로 이동하여 세포분역 촉진(Auxin 함께)
(2) 세포확장
잎 조직세포의 확장 촉진, 줄기나 뿌리의 수직적 생장 억제, 비대생장 촉진
(3) 잎의 노화 지연
(4) 측지발생 촉진
휴면 중인 종자나 눈(芽)의 휴면 타파, 춘화처리 및 장일/적생광 처리 대체효과
(5) 개화촉진
그 외 새로운 눈의 분화와 뿌리의 형성을 유도하는 기능

4. 아브시스산
(1) 줄기 신장 억제
저농도에서는 촉진하는 경우도 있음
(2) 측아 생장 촉진
정아 우세 타파
(3) 뿌리 생장 억제
부정근, 측근 형성은 때로 촉진
(4) 종자 형성 및 종자 성숙 시 증가, 미숙배
종자 수확 후 건조시키면 급격히 감소
(5) 종자 휴면 유도
눈의 휴면 : 단일에서 유도, 저온처리로 감소(기작 불분명)
(6) 잎의 노화 촉진
꽃 노화(에틸렌), 잎의 탈리는 2차 효과
(7) 과실 후숙 진행으로 증가
(8) 기공폐쇄
수분스트레스 시 ABA 상승으로 기공폐쇄 (ABA의 가장 중요한 생리작용), K농도가 낮아지면 공변세포의 팽압이 낮아져 기공폐쇄

5. 에틸렌
(1) 신장억제 비대생장 촉진(수생식물 예외), 굴지성을 잃어 버리고 수평 생장하는 2중 반응
(2) 측아 생장억제 (정아의 IAA →측아 이동 C2H4 ↑로 억제 아직 불분명)
(3) 뿌리 생장 고농도에서 억제, 부정근 생성 촉진
(4) 잎의 확대 생장 억제
세포 분열 억제로 세포 수 감소, 엽병이 아래쪽으로 굽는 상편 생장
(5) 개화유도(파인애플) 개화촉진 (망고, 사과) 화아 형성 억제 (나팔꽃, 국화)
(6) 성 결정 오이암꽃 (옥신 C2H4↑로) GA는 수꽃 형성 촉진
(7) 휴면 종자 발아
(8) 휴면아 발아
각종 구근류 (수선, 튤립 등 인경), 글라디올러스 등 구경의 눈 휴면 타파
(9) 과실의 후숙
호흡과실종자 후숙 촉진, 과육연화, 세포벽 분해효소 셀룰라제 등 유도로 성숙 촉진
(10) 기관 탈리
이층 형성 조직의 세포 확대와 세포벽 분해효소 활성 높아져 탈리 촉진, C2H4 억제제 Ag+, CO2, AVG는 기관 탈리 억제, C2H4 는 잎으로 Auxin 공급 증진시킴
(11) 노화
엽록소 분해에 의한 황색화 세포막 구조의 붕괴 촉진, 가수분해 효소 활성증가

6. 생장억제제
분화작물생산에 흔히 이용되며 지베렐린의 자연생성을 막아 초장을 조절한다. 흔히 항지베렐린이라고도 한다. 분열조직 밑의 절간내의 세포형성에 영향을 주므로 정상적인 꽃으로 발육한다. 이들의 처리는 GA를 식물에 처리했을 때와 반대의 특징으로 절간길이는 짧으나 보통 절간수는 변하지 않는 것이 특징이다. 잎은 더 작고 진한 녹색을 띠게 된다.

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2. 생장조절제에 의한 장애

BA나 GA로 처리농도나 온도에 따라서 기형화가 발생될 수 있으며 잎이 떨어지기도 한다. 종종 식물을 콤팩트화 하기 위해 사용되는 트리아졸계인 유니코나졸(uniconazole)은 식물의 잎을 축소시켜 상품의 가치를 떨어뜨리기도 한다.

 

생장억제제 처리에 의한 초장단축의 양과 바람직한 크기의 식물을 생산하는데 필요한 화학제의 양은 식물이 재배되는 조건에 따라 다양하다. 서늘한 기후에서 재배되는 작물은 더운 조건에서보다 적은 생장억제제를 요하며 고온에서 재배된 식물이 더 많은 생장 억제제를 필요로 하는데 그 이유는 고온에서 감소된 화학제의 활성 때문이 아니라 더 왕성한 생장율 때문이다. 따라서 각 작물 및 품종의 생육습성과 생장억제제에 대한 반응을 숙지하는 것이 가장 중요하다.