식물 호르몬과 생장 조절제

핵심 정리

식물 호르몬은 식물 자신이 합성하여 아주 낮은 농도로 생장과 발달을 조절하는 신호 물질이다. 생장 조절제는 사람이 인공적으로 합성한 물질로, 호르몬과 구조가 비슷하고 기능도 유사하다. 그래서 농업에서는 둘을 함께 다루며, 줄기 신장, 착과, 숙성, 휴면, 개화를 조절하는 데 쓴다.

줄기 신장과 종자 휴면은 지베렐린이 맡는다. 지베렐린은 줄기의 신장을 촉진하는 작용을 한다. 같은 호르몬이 종자의 휴면을 타파하고 발아를 촉진하기도 한다. 지베렐린은 씨 없는 과실을 만드는 데에도 쓰인다.

과실의 익는 과정은 에틸렌이 주도한다. 에틸렌은 과실의 숙성을 촉진하는 식물 호르몬이다. 옥신은 뿌리 내리기에 핵심 역할을 한다. 옥신은 삽수의 발근을 촉진하는 데 이용된다.

생장을 억제하는 물질은 식물을 작게 만들 때 쓴다. 생장 억제제는 줄기 신장을 억제하여 키를 작게 만든다. 아브시스산(ABA)은 휴면을 유지하고 발아를 억제하는 호르몬으로, 휴면 타파에 쓰는 물질이 아니다.

자세히

식물 호르몬은 생장 조절 작용이 서로 맞물려 있어 한 물질의 작용을 따로 외우기보다 물질별 대표 작용과 농업 이용을 묶어 익히는 것이 효율적이다. 아래 표는 이 절에서 다루는 주요 호르몬의 대표 작용과 농업 이용을 정리한 것이다.

옥신은 묘목기와 영양생장기에 함량이 높아 식물의 빠른 성장을 돕는다. 세포 신장을 촉진하여 뿌리 발생을 유도하고, 정아 우세를 촉진하여 곁가지 발달을 억제한다. 이러한 성질 때문에 옥신은 삽수의 발근에 이용되며, 씨방 발달을 촉진하여 착과를 유도하는 데에도 쓰인다. 과실의 비대를 촉진하는 데도 쓰인다. 토마토에 옥신 처리를 하면 단위 결과, 곧 수정 없이 착과가 일어나 씨 없는 열매를 얻을 수 있다.

뿌리 발생과 관련하여 옥신의 기능을 정확히 잡아야 한다. 옥신은 세포 신장을 촉진하여 뿌리 발생을 유도한다. 옥신이 정아 우세를 촉진하는 호르몬이라는 점도 기억해 둔다. 빛이 한쪽에서 들어오면 빛을 등진 쪽에 옥신이 모여 그 쪽의 세포가 더 신장하고 줄기가 빛 쪽으로 굽는다. 이 굽음 현상을 일으키는 물질이 옥신이다.

지베렐린은 줄기 신장의 대표 호르몬이다. 줄기 신장을 촉진하여 식물의 초장을 늘리는 작용이 핵심이다. 지베렐린은 종자와 식물의 휴면을 타파하는 호르몬이다. 종자 휴면 타파와 발아 촉진은 지베렐린 처리로 이루어진다. 한편 지베렐린은 단위 결과를 유도하므로 씨 없는 과실 생산에 쓰이고, 씨 없는 포도 생산에도 이용된다. 단위결과는 지베렐린 처리로 유도되며, 에틸렌은 이를 촉진하지 않는다. 카네이션 줄기를 신장시키려면 지베렐린 수용액을 처리한다.

사이토키닌은 세포 분열을 촉진하고 노화를 지연시킨다. 사이토키닌은 뿌리에서 만들어져 물관을 따라 싹으로 운반되어 세포 분열과 싹 발달을 돕는다. 노화를 늦추는 기능 때문에 채소의 신선도 유지에 활용되기도 한다.

에틸렌은 과실의 성숙과 후숙을 촉진하는 가스 호르몬이다. 에틸렌은 잎의 노화를 거쳐 낙엽을 유도한다. 에틸렌은 과실의 비대를 촉진하지 않는다. 에틸렌은 종자의 휴면도 타파하지 않는다. 에테폰은 식물 체내에서 빠르게 대사되어 에틸렌을 내므로, 과실의 착색 촉진에 이용된다. 고추 열매의 착색을 촉진하는 물질로는 에스렐이 쓰인다.

아브시스산(ABA)은 기공을 닫는 조절 물질이다. 기공의 개폐를 조절하는 것이 ABA이다. 종자에서는 휴면을 유지하고 발아를 억제하며, 세포 분열을 억제하는 작용도 한다. 따라서 ABA를 휴면 타파제로 쓰지 않는다. 종자 휴면을 깨는 물질은 지베렐린 계열이다.

생장 억제제는 줄기 신장을 억제하여 식물의 키를 작게 만든다. 파클로부트라졸은 식물의 키를 왜화시키는 데 이용된다. B-9은 식물 생장을 억제하는 생장 억제제이다. 맹아 억제에는 주로 MH 같은 생장 억제 물질이 쓰인다. 감자 맹아를 억제할 때도 생장 억제 물질을 이용한다. 이처럼 억제 물질을 쓰는 목적은 생장을 늘리는 것이 아니라 줄이는 것이다.