Aba (abscisic acid, dormin)

 

D5b09요약 'Aba(abscisic acid, dormin) https://infos.tistory.com/6000': 건조, 저온 등 스트레스 상황에서 그 함량이 극적으로 증가, 스트레스가 없는 평상시에도 ABA는 식물의 정상적인 생장 및 발달을 조절하는 데 필수적인 역할을 한다. 뿌리의 '1차 생장(길이 생장)'을 촉진하거나, 측근 발생을 저하시켜 물을 더 깊이 찾는 뿌리 구조를 형성. 종자 발달 초기 단계에서는 ABA가 저장 단백질과 당의 축적을 촉진. 수분 부족 시에는 뿌리에서 ABA 합성이 크게 증가하여 잎으로 이동하고 잎 표피에서 기공 발달을 억제하고 큐티클 왁스층의 침착을 조절하여 물 손실을 예방. 엽록체 생성, 주요 중앙 대사, 그리고 세포 주기 관련 유전자 발현.

 

아브시스-산 (abscissic 酸): 1. 생명 식물 호르몬의 하나. 휴면과 노화를 촉진하고, 생장과 발아를 억제하며, 숨구멍을 닫게 하는 작용을 한다. 고등 식물에 널리 분포한다. 화학식은 C_15H_20O_4.

 

식물호르몬의 일종. 목화의 어린 열매에서 분리하여 낙엽을 촉진하는 물질로 밝혀졌고, 그때까지 수목의 휴면아 형성에 관여하는 물질로서 dormin이라고 불리던 물질과 동일한 물질임이 확인되었다. 고등식물에 널리 분포되어 있는데 특히 미숙과와 휴면종자에 많다. 낙엽 등의 기관탈리, 종자, 구근, 수목의 눈 등에서의 발아억제작용을 지배한다. 무엇보다도 각종 휴면에 관여하는 중심적인 물질이며 식물이 수분결핍 등 환경적인 스트레스를 받으면 ABA가 증가한다.

 

 

스트레스 반응 조절 (억제적 기능)

ABA의 가장 대표적인 역할은 '비생물학적 스트레스(가뭄, 저온, 고염도 등)'에 대응하여 생장을 일시적으로 늦추거나 멈추는 것이다. 이는 극한 상황에서 생존을 최우선으로 하기 위한 전략적 조절이다.
기공 폐쇄: 건조 스트레스 시 잎의 기공을 닫아 수분 손실을 막습니다. 성장을 위한 증산 작용 억제.
휴면 유도: 종자나 눈의 휴면을 유지하여 불리한 시기에 섣불리 발아하거나 생장하지 않도록 한다. 발아 및 초기 생장 억제.
성장 억제: 활발한 세포 분열 및 신장을 억제하여 생체 에너지를 절약하고 스트레스 내성 유전자 발현에 집중한다.

 

정상 조건에서의 ABA 역할

건조, 저온 등 스트레스 상황에서 그 함량이 극적으로 증가하여 식물의 생존 반응을 유도하지만, 스트레스가 없는 평상시에도 식물은 '기저 수준(Basal Level)'의 ABA를 유지하며, 이 기저 ABA는 식물의 정상적인 생장 및 발달을 조절하는 데 필수적인 역할을 한다. 역할은 단순한 억제보다는 특정 발달 과정을 조절하는 데 중점을 둔다.
종자 성숙: 종자 발달 초기 단계에서는 ABA가 저장 단백질과 당의 축적을 촉진하여 나중에 유식물로 자랄 때 필요한 영양분 확보에 기여한다.
종자 휴면 및 발달: ABA는 종자가 미성숙한 상태에서 싹을 틔우는 현상(모체발아, vivipary)을 억제하고, 종자가 적절한 시기에 성숙하여 휴면 상태를 유지하는 데 결정적인 역할을 한다.

뿌리 발달 조절: 낮은 수분 퍼텐셜(약간의 건조) 환경에서는 뿌리의 '1차 생장(길이 생장)'을 촉진하거나, 측근 발생을 저하시켜 물을 더 깊이 찾는 뿌리 구조를 형성하게 한다. 이는 장기적으로 식물의 생존과 수분 흡수에 도움이 된다.
뿌리 발달: 낮은 수준의 ABA는 뿌리의 물관 분화(Xylem Differentiation)나 내피(Endodermis)의 수베린(Suberin) 침착 등 뿌리 구조 형성에 관여한다.
표피 발달: 잎 표피에서 기공 발달을 억제하고 큐티클 왁스층의 침착을 조절하여 물 손실을 예방하는 기본 방어 체계를 유지하는 데 기여한다.
세포 수준의 대사 조절: 기저 ABA는 엽록체 생성, 주요 중앙 대사, 그리고 세포 주기 관련 유전자 발현 등 세포 수준의 정상적인 기능에 필수적이다.
기타: ABA 합성 결핍 변이체(mutant) 식물은 종자가 조기 발아하거나(휴면 문제), 전반적인 활력이 감소하는 등 정상적인 발달에 문제가 생긴다.

 

D5b09 과습으로 인한 ABA, Ethylene

과습은 산소 부족을 유발하며, 일부 연구에서는 과습 조건에서 ABA 농도가 감소하는 경향이 관찰되었다. ABA는 가뭄에 대한 주요 신호이지만, 과습에 대한 주요 신호는 '에틸렌(Ethylene)'이다.

 

ABA 농도의 변화와 역할

건조 스트레스 시 (ABA 증가): 수분 부족 시에는 뿌리에서 ABA 합성이 크게 증가하여 잎으로 이동하고 기공을 닫아 수분 손실을 막는다. (생존을 위한 성장 억제)
과습 스트레스 시 (ABA 감소 또는 복합적): 과습은 산소 부족을 유발하며, 일부 연구에서는 과습 조건에서 ABA 농도가 감소하는 경향이 관찰되었다. ABA는 가뭄에 대한 주요 신호이지만, 과습에 대한 주요 신호는 '에틸렌(Ethylene)'이다.

뿌리 생장에 미치는 영향
ABA는 일반적으로 생장 억제 기능을 가지고 있다.
건조 조건에서 ABA는 뿌리의 1차 생장을 돕거나, 물을 찾아 깊이 파고드는 구조를 형성하는 데 간접적으로 기여할 수 있지만, 이는 수분 잠재력이 낮을 때의 반응이다.
과습 조건에서는 뿌리 호흡에 필요한 산소가 부족해지므로, 뿌리 세포가 손상되거나 질식하게 되어 전반적인 뿌리 생장이 심하게 억제되거나 고사한다. 일부 연구에 따르면, 과습 처리 시 ABA를 외부에서 처리했을 때 식물체가 죽는 결과가 나오기도 했다.
과습 시에는 뿌리에서 생성된 에틸렌이 세포 간극을 통해 지상부로 이동하여 잎의 황화(노란색으로 변함), 잎의 신장 억제, 그리고 뿌리의 신장 억제를 유발하는 주요 원인이 된다.

과습에 대한 식물의 적응
과습 스트레스에 대한 식물의 적응 메커니즘은 다음과 같이 나타난다.
에틸렌 생성 증가: 뿌리에서 에틸렌 생성이 증가하여 줄기의 신장을 촉진(수면 위로 잎을 내기 위함)하거나, 뿌리 내부에 '통기 조직(Aerenchyma)'을 형성하여 산소 공급을 개선한다.
생장 억제: 식물은 성장을 늦추어 에너지 소비를 줄이고 산소 부족에 적응하려고 한다.

 

기공폐쇄

Aba발생하면 기공폐쇄가 된다.

 

우기 피해 양상

 

'엽면시비 우기(장마) (Yara)'

https://youtu.be/ddCrGxD9YdY?t=148

Aba, '에틸렌 (ethylene)' 은 종자형성, 과일성숙에 필요.