큐티클(Cuticle) 환경 적응

 

 

'큐티클(cuticula) https://infos.tistory.com/6529' 연속적인 큐틴(cutin)이라는 물질로 구성, 구멍이 없는 막으로 이루어져 있음, 표면에 수산기(-OH)를 가지는 지방산의 중합물로 구성, 이 중합물의 분자간 공극은 물분자와 같은 크기의 물질을 통과시킬 수 있다, 이 공극이 수산기와 카르복실기(-COOH)와 같은 친수성기가 있기 때문에 물과 용질의 투과가 가능하다고 생각된다. 큐티클층은 음전기를 띄고 있어 양이온의 훕스루르 촉진시킨다. 큐티클층은 1차 및 2차세포벽을 거쳐서 표피세포의 원형질막에 도달하게 된다. 큐티클층을 투과한 물질은 세포벽에 침투하는데 이는 뿌리에서 흡수하는 현상과 같다고 볼 수 있다.

'경화(Hardening off, 굳히기) https://infos.tistory.com/7475' 노지로 가기전 시들기 직전까지 수분 스트레스, 바람 스트레스, K와 Si공급. 노지로 나가면서 약7일에 걸처 빛 노출을 늘린다.

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'큐티클(Cuticle) 환경 적응 https://infos.tistory.com/7471' 

 

 

식물학적으로 잎의 큐티클(Cuticle) 층은 고정된 구조가 아니라, 주변 환경(빛, 습도, 온도)에 따라 두께와 성분을 조절하는 가소성(Plasticity)을 가지고 있다.

 

 

 

큐티클(Cuticle) 층

식물 잎 표면에는 수분 증발을 막고 자외선을 차단하는 천연 왁스층인 '큐티클'이 있다.

갑자기 강한 빛과 건조한 바람이 닥치면 보호막(큐티클)이 없는 잎세포는 즉시 화상을 입고 수분을 뺏긴다.

 

큐티클 층과 광

강한 빛이나 특정 파장의 자외선이 잎에 닿으면, 왁스 합성 효소(예: CER 유전자군)의 발현이 촉진된다.
식물에 유해할 수 있는 UV-A, UV-B가 그대로 잎에 닿으면, 식물은 이를 막기 위해 큐티클을 두껍게 만들고 왁스 성분을 분비한다.
대부분의 농업용 비닐이나 유리는 식물 세포를 파괴할 수 있는 자외선을 상당 부분 흡수하거나 차단한다. 따라서 식물은 큐티클을 얇게 유지하게 된다.

 

큐티클 층의 왁스(Epicuticular wax) 함량

식물은 표면에 왁스층을 두껍게 쌓아 빛을 산란시키고 투과량을 줄이는 효과가 있다.
강한 빛(High Light) 조건에서 자란 식물은 약한 빛에서 자란 식물보다 큐티클 층의 왁스(Epicuticular wax) 함량이 유의미하게 높게 나타난다.
빛이 강할수록 잎 내부의 엽록체가 손상될 위험이 커진다.

 

큐티클 층의 두께

강한 빛은 잎의 온도를 높이고, 이는 곧 강력한 수분 스트레스로 이어진다. 강한 빛 아래서는 기공을 닫아도 잎 표면을 통해 손실되는 수분(큐티클 증산)이 치명적일 수 있다.
노지(강광)에서 재배한 식물과 온실(약광/산란광)에서 재배한 식물의 잎 단면을 비교하면, 노지 식물의 큐티클 층이 훨씬 두껍다.

 

직사광 vs 산란광

노지(직사광): 빛이 한 방향에서 평행하게 들어오므로 잎의 특정 부위에 에너지가 집중된다.
온실(산란광): 비닐을 통과한 빛은 사방으로 흩어지는 산란광(Diffuse Light)이 된다. 산란광은 잎 전체에 골고루 퍼져 광합성에는 유리하지만, 잎 표면에 가해지는 물리적 자극(스트레스)은 직사광보다 훨씬 적다.