가뭄이 식물에 미치는 영향

가뭄이식물에게미치는영향

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잎이시드는현상

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• 수분이부족할경우식물세포에서수분이밖으로 빠져나간다.

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• 따라서세포내부에있는물질들의농도가높아지고 세포의형태가변한다.

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• 세포벽은단단하기때문에원상태를유지하지만, 내부의세포막은쪼그라들며변형된다.

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• 세포벽을팽팽하게밀어내는힘 (turgor pressure)이 줄어든다. 이것이가뭄환경에서식물이시들시들해 보이는이유.

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생산량감소

• 가뭄은식량수급률에심각한악영향을끼친다.

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• 가뭄환경에서식물의성장이느려지고씨앗생산이억제되기때문.

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• 또한식물이고사하는경우도많기때문에생산량감소는필연적이다.

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영양분흡수율감소

영양분 (질소)가부족하여색이변한모습

• 식물은대부분의무기질영양소를뿌리로흡수한다.

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• 뿌리가물을흡수할때물에녹아있는무기질을함께흡수하는원리.

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• 따라서가뭄환경에서는수분이부족해질뿐만아니라무기질영양소도함께부족해진다.

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• 무기질영양소는식물의발달과광합성에필요한색소합성에중요하다.

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광합성량감소

• 광합성은이산화탄소와물을합성하는식물의핵심특성.

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• 광합성을통해에너지원으로사용할수있는유기화합물을합성할수있다.

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• 광합성에꼭필요한것이물이기때문에가뭄환경에서는이산화탄소가충분하다고하더라도광합성률이 매우떨어질수밖에없다.

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탄소자원의불균형이동

왼쪽: 정상환경에서자란식물

오른쪽: 가뭄환경에서자란식물

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• 식물은광합성으로생산한탄소에너지원을조직별로적절히배분하여발달과성장을조절한다.

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• 그런데가뭄환경에서식물은물을찾기위해뿌리의발달에집중한다.

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• 따라서광합성으로얻은에너지원이주로뿌리쪽으로집중되어잎과뿌리의비율이깨지게된다.

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• 주로뿌리의비율이상당히높아진다.

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활성산소과다발생으로인한피해

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활성산소란?

• 활성산소란, 산소가변형되서생긴부산물이다.

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• 주로산소가전자를추가적으로얻어서생긴불안정한화학물질.

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• 매우불안정하고다른물질들과빠르게반응한다.

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• 이러한성질때문에 DNA, 단백질, 세포막등과빠르게반응하여구조를파괴한다.

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• 활성산소 (reactive oxygen species, ROS)는식물세포에서다양한원인에의해발생한다.

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• 주요발생장소는산소를소비하거나생산하는기관인미토콘드리아와염록체이다.

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• 이기관들에서산소를분해/합성하는과정에서활성산소가만들어진다.

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• 가뭄환경에서는단백질들의기능이저해되고이상해지기때문에활성산소의발생을억제하지못하여 많은양의활성산소가만들어지게된다.

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• 실제실험으로도가뭄을겪은식물의잎에서활성산소가많이쌓인다는것을확인할수있다.

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• 활성산소는다양한형태이지만그중가장측정하기용이한것이바로과산화수소.

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• 과산화수소의양을염색을통해확인할수있다.

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• 과산화수소가표백기능이있는이유도반응성이매우강해서만나는물질을산화시켜분해하기때문