| 초록 |
연구개요 해안사구식물의 분포변화, 개체군 형성과 같은 개체군 동태에 작용하는 생태학적 메카니즘을 보다 정확히 이해하기 위해서 각 식물종들이 가지는 생리학적 특성과 형태학적 특성의 상관관계를 밝히는 것이 중요하며, 특히 발달과 생장에 밀접한 관련이 있는 식물호르몬과 물질생산 및 분배의 관점에서 식물의 생존전략을 이해할 필요가 있다. 영양번식하는 식물의 생리생태적 특징은 지하경을 통해 양분과 수분 등의 물질이 라메트간 서로 이동한다는 점인데, 각 라메트는 각각의 환경하에서 자원획득 효율을 최대로 올리기 위해 분업화하여 생리적 통합기능을 생존전략으로 사용하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구과제의 목표는 지하부의 발달과 생장과정을 조절에서 물질분배와 주요한 식물호르몬 간의 상호작용 및 낮은 수분과 빈영양과 같은 스트레스 화경조건하에서 식물호르몬과 물질분배의 변화를 분석하여 식물의 호르몬 대사과정이 사구식물의 발달과 생장조절에 어떻게 관여하는지 설명하고자 한다. 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 영양번식(clonal) 식물의 생리학적 통합(physiological integration)과 생존전략을 설명하고 개체군 변화를 이해하기 위해 종자 발아와 생육단계별 식물호르몬의 변화와 식물의 발달 및 생장과의 상관관계를 분석하고, 물질생산 및 분배의 특성을 규명하고자 하였다. • 종자발아와 호르몬 변화 갯방풍 종자의 성숙과 휴면을 타파하는데 있어서 저온습윤 처리와 GA3의 농도가 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다. 저온습윤 처리 기간이 길어질수록 갯방풍 종자내 총 GA 함량은 증가하였으며, 두 가지 생합성 경로인 non C13-hydroxylation (NCH) 경로와 early C13-hydroxylation (ECH) 경로를 통해 GA를 생합성 한다는 것으로 나타났으며, GA4를 생합성 하는 경로인 non 13-hydroxylation 경로가 생합성 주경로인 것으로 나타났다. • 식물체 물질분배 특성 비교 갯그령의 지하경은 통보리사초보다 낮은 질소함량을 보였는데 이는 갯그령의 지하경은 통보리사초의 지하경보다 높은 C/N ratio를 가지는 결과와 관련이 있으며, 새롭게 형성된 라메트의 잎이나 bud로 질소의 빠른 이동은 새로운 지하경을 형성하면서 빠른 지상부 생장을 하는데 이점이 있다고 할 수 있다. • 갯메꽃과 갯그령 및 통보리사초와 비교해 본 결과 갯메꽃의 지하경의 GA3 함량이 다른 두종에 비해 높은 값을 보였고, 갯메꽃의 질소 함량이 각 기관별 유사한 것으로 나타났는데 이는 갯메꽃의 빠른 생장과 밀도가 높은 군락을 형성하는 것과 상관이 있는 것으로 여겨진다. 연구개발결과의 중요성 • 많은 고등식물의 지베렐린 생합성 경로는 여러 연구자들에 의해 비교적 자세히 밝혀져 있지만, 갯방풍 종자내의 지베렐린 생합성 경로는 아직 보고된 바가 없다. 갯방풍 종자 휴면타파와 발아에 지베렐린 함량의 변화가 중요하게 작용하며, 특히 GA4를 생합성 하는 경로인 non 13-hydroxylation 경로가 생합성 주경로인 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 토양환경이 매우 불안정한 해안사구의 식물분포에서 중요한 차지를 하고 있는 갯방풍의 생태적 복원시 대량증식과 보전 대책 수립을 위한 기초자료로 이용할 수 있다. • 식물체 발달 및 생장과 호르몬 간의 상호조절기작과 물질분배 양상과 식물호르몬과의 상관관계에 대한 새로운 이해와 식물체 전반에 관한 신호전달 체계를 규명함으로써 사구식물의 생존전략을 이해하는데 중요한 역할을 할 것으로 생각된다. • 식물 개체군의 에너지 흐름 및 물질순환 과정을 이해함으로써 개체군 형성 및 동태를 설명하고 변화를 예측하는데 중요한 자료로 활용될 수 있다. 향후 기후·환경변화에 대한 해안생태계의 변화를 예측하고 생태학적 모델링 구축, 훼손된 사구의 생태적 복원과 보전 대책 수립을 위한 기초자료로 제공될 수 있다. (출처 : 요약문 2p) |
