단위결실
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1. 개요
단위결실은 수정 없이 열매가 발달하는 현상으로, 일부 식물에서 종자 포식에 대한 방어 기작이나 종자 분산자를 유인하는 데 가치가 있다. 자극적 단위결실은 수분이나 다른 자극이 필요하며, 영양 단위결실은 이러한 자극 없이 열매를 맺는다. 무핵성은 바나나, 파인애플, 오렌지 등과 같이 단단한 씨앗을 가진 과일에서 바람직하며, 감과 같은 작물에서는 생산성을 증가시킨다. 단위결실은 식물 호르몬이나 유전자 변형을 통해 유도될 수 있으며, 배수성이나 처녀생식과는 구별된다.
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| 단위결실 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 정의 | 수정 없이 씨 없는 열매를 생산하는 현상 |
| 특징 | 수분 없이 열매가 맺힘 씨앗이 없거나 불완전한 씨앗을 가짐 식물 생식의 한 형태 |
| 유형 | |
| 자연 단위결실 | 유전적 돌연변이, 호르몬 불균형 등으로 발생 |
| 인공 단위결실 | 식물 성장 호르몬 처리, 유전자 조작 등으로 유도 |
| 장점 | |
| 과일 생산 | 수분 매개체 부족, 불리한 환경 조건에서도 과일 생산 가능 |
| 상품성 | 씨앗이 없어 식용이 편리하고 상품 가치가 높음 |
| 활용 | |
| 농업 | 씨 없는 포도, 오이, 토마토 등 생산 수분 과정 없이 안정적인 수확 가능 |
| 연구 | 식물 생식, 호르몬 작용 연구에 활용 |
2. 생태학적 중요성
일부 식물에서는 수분이나 다른 자극이 있어야 단위결실이 되는 경우가 있는데, 이를 '''자극적 단위결실'''이라고 한다. 수분이나 다른 자극 없이 단위결실 열매를 생산하는 경우는 '''영양 단위결실'''이라고 부른다. 씨 없는 오이는 영양 단위결실의 예이고, 씨 없는 수박은 미숙한 씨앗(유산된 씨앗)이므로 협의 씨앗(stenospermocarpy)의 한 예이다.
세계의 한 지역에서 다른 지역으로 이동한 식물은 항상 수분 파트너와 함께하지 않을 수 있다. 수분 매개자가 부족하면 인간이 단위결실 품종을 재배하도록 유도하기도 한다.
2. 1. 종자 포식 방어
일부 식물에서 단위결실은 가치가 있을 수 있다. 야생 파스닙 열매의 최대 20%가 단위결실이다. 씨 없는 야생 파스닙 열매는 특정 초식 동물에게 선호되므로 종자 포식에 대한 "미끼 방어" 역할을 한다.[3] 유타 주니퍼(Juniperus osteosperma)는 조류의 먹이에 대한 유사한 방어 기작을 가지고 있다.[4] 수분이 성공하지 못했을 때 씨 없는 열매를 생산하는 능력은 식물의 종자 분산자에게 먹이를 제공하므로 식물에게 유리할 수 있다. 열매가 없으면 종자 분산 동물은 굶주리거나 이동할 수 있다.2. 2. 종자 분산자 유인
일부 식물에서 단위결실은 가치가 있을 수 있다. 야생 파스닙 열매의 최대 20%가 단위결실이다. 씨 없는 야생 파스닙 열매는 특정 초식 동물에게 선호되므로 종자 포식에 대한 "미끼 방어" 역할을 한다.[3] 유타 주니퍼(Juniperus osteosperma)는 조류의 먹이에 대한 유사한 방어 기작을 가지고 있다.[4] 수분이 성공하지 못했을 때 씨 없는 열매를 생산하는 능력은 식물의 종자 분산자에게 먹이를 제공하므로 식물에게 유리할 수 있다. 열매가 없으면 종자 분산 동물은 굶주리거나 이동할 수 있다.3. 단위결실의 종류
단위결실은 일부 식물에게 유리할 수 있다. 야생 파스닙 열매의 최대 20%는 단위결실로, 씨 없는 열매는 특정 초식 동물에게 선호되어 종자 포식에 대한 "미끼 방어" 역할을 한다.[3] 유타 주니퍼(Juniperus osteosperma)도 조류 먹이에 대해 비슷한 방어 기작을 가진다.[4] 수분 실패 시 씨 없는 열매를 생산하는 능력은 식물의 종자 분산자에게 먹이를 제공하여 유리할 수 있다. 열매가 없으면 종자 분산 동물은 굶주리거나 이동할 수 있기 때문이다.
세계의 한 지역에서 다른 지역으로 이동한 식물은 항상 수분 파트너와 함께하지 않을 수 있으며, 수분 매개자 부족은 인간이 단위결실 품종을 재배하도록 촉진했다.
3. 1. 자극적 단위결실
일부 식물에서는 단위결실에 수분 또는 다른 자극이 필요한데, 이를 '''자극적 단위결실'''이라고 한다.[3] 수분이나 다른 자극 없이 단위결실 열매를 생산하는 식물은 '''영양 단위결실'''을 갖는다. 씨 없는 오이는 영양 단위결실의 예이고, 씨 없는 수박은 미숙한 씨앗(유산된 씨앗)이므로 협의 씨앗(stenospermocarpy)의 예이다.[4]3. 2. 영양 단위결실
영양 단위결실을 하는 식물은 수분이나 다른 자극 없이 단위결실 열매를 생산한다. 씨 없는 오이는 영양 단위결실의 예이고,[3] 씨 없는 수박은 미숙한 씨앗(유산된 씨앗)이므로 협의 씨앗(stenospermocarpy)의 예이다.일부 식물에서 단위결실은 가치가 있을 수 있다. 야생 파스닙 열매의 최대 20%가 단위결실이다. 씨 없는 야생 파스닙 열매는 특정 초식 동물에게 선호되므로 종자 포식에 대한 "미끼 방어" 역할을 한다.[3] 유타 주니퍼(Juniperus osteosperma)는 조류의 먹이에 대한 유사한 방어 기작을 가지고 있다.[4] 수분이 성공하지 못했을 때 씨 없는 열매를 생산하는 능력은 식물의 종자 분산자에게 먹이를 제공하므로 식물에게 유리할 수 있다. 열매가 없으면 종자 분산 동물은 굶주리거나 이동할 수 있다.
세계의 한 지역에서 다른 지역으로 이동한 식물은 항상 수분 파트너와 함께하지 않을 수 있으며, 수분 매개자의 부족은 인간이 단위결실 품종을 재배하는 것을 촉진했다.
4. 상업적 중요성
무핵성은 바나나, 파인애플, 오렌지, 자몽과 같이 단단한 씨앗을 가진 식용 과일에서 바람직한 특성으로 여겨진다. 무화과, 토마토 및 여름 호박과 같이 수분이나 수정이 어려울 수 있는 과일 작물에서도 단위결실이 바람직하다. 암수딴그루 종인 감과 같은 경우, 수꽃 나무를 심어 꽃가루를 제공할 필요가 없기 때문에 단위결실은 과일 생산을 증가시킨다. 단위결실은 천연물인 ''대마'' 속의 활성 화합물 수확량의 차이를 설명할 수 있다고 제안되었다.[5][6]
일부 단위결실 품종은 유전자 변형 유기체로 개발되었다.[10][11]
4. 1. 바람직한 특성
무핵성은 바나나, 파인애플, 오렌지, 자몽과 같이 단단한 씨앗을 가진 식용 과일에서 바람직한 특성으로 여겨진다. 무화과, 토마토 및 여름 호박과 같이 수분이나 수정이 어려울 수 있는 과일 작물에서도 단위결실이 바람직하다. 암수딴그루 종인 감과 같은 경우, 수꽃 나무를 심어 꽃가루를 제공할 필요가 없기 때문에 단위결실은 과일 생산을 증가시킨다.[5][6] 단위결실은 씨앗이 식용 부분인 피스타치오와 같은 견과류 작물에서는 바람직하지 않다.원예가들은 바나나, 무화과, 선인장 배(''Opuntia''), 빵나무 및 가지를 포함한 많은 식물의 단위결실 품종을 선택하고 번식해 왔다. 파인애플과 같은 일부 식물은 단일 품종을 재배할 때 자체 불임이기 때문에 무핵 과일을 생산한다. 일부 오이는 수분 매개자가 배제될 경우 무핵 과일을 생산한다. 무핵 수박 식물은 실제로 씨앗에서 재배된다. 씨앗은 2배체 부모와 4배체 부모를 교배하여 3배체 씨앗을 생산하여 만들어진다.[7]
일부 기후에서는 일반적으로 씨가 있는 배 품종이 수분이 부족하여 주로 무핵 과일을 생산한다.[8]
꽃에 뿌려질 때, 식물 호르몬인 지베렐린, 옥신 및 사이토키닌은 단위결실 과일의 발달을 자극할 수 있다. 이를 '''인공 단위결실'''이라고 한다. 식물 호르몬은 단위결실 과일을 생산하기 위해 상업적으로 거의 사용되지 않는다. 가정 원예가들은 때때로 과일 생산을 보장하기 위해 토마토에 옥신을 뿌린다.[9][10][11]
4. 2. 생산성 증대
무핵성은 바나나, 파인애플, 오렌지, 자몽과 같이 단단한 씨앗을 가진 식용 과일에서 바람직한 특성으로 여겨진다. 무화과, 토마토 및 여름 호박과 같이 수분이나 수정이 어려울 수 있는 과일 작물에서도 단위결실이 바람직하다. 암수딴그루 종인 감과 같은 경우, 수꽃 나무를 심어 꽃가루를 제공할 필요가 없기 때문에 단위결실은 과일 생산을 증가시킨다.[5][6]4. 3. 품종 개발
원예가들은 바나나, 무화과, 선인장 배(''Opuntia''), 빵나무, 가지를 포함한 많은 식물의 단위결실 품종을 선택하고 번식해 왔다. 파인애플과 같은 일부 식물은 단일 품종을 재배할 때 자체 불임이기 때문에 무핵 과일을 생산한다. 일부 오이는 수분 매개자가 배제될 경우 무핵 과일을 생산한다.[5][6]일부 단위결실 품종은 고대 기원이다. 가장 오래된 알려진 재배 식물은 최소 11,200년 전에 처음 재배된 단위결실 무화과이다.[7]
일부 기후에서는 일반적으로 씨가 있는 배 품종이 수분이 부족하여 주로 무핵 과일을 생산한다.[8]
꽃에 뿌려질 때, 식물 호르몬인 지베렐린, 옥신, 사이토키닌은 단위결실 과일의 발달을 자극할 수 있다. 이를 '''인공 단위결실'''이라고 한다. 식물 호르몬은 단위결실 과일을 생산하기 위해 상업적으로 거의 사용되지 않는다. 가정 원예가들은 때때로 과일 생산을 보장하기 위해 토마토에 옥신을 뿌린다.[9]
일부 단위결실 품종은 유전자 변형 유기체로 개발되었다.[10][11]
4. 4. 인공 단위결실
식물 호르몬인 지베렐린, 옥신 및 사이토키닌을 꽃에 뿌리면 단위결실 과일의 발달을 자극할 수 있다. 이를 '''인공 단위결실'''이라고 한다.[9] 식물 호르몬은 단위결실 과일을 생산하기 위해 상업적으로 거의 사용되지 않는다. 가정 원예가들은 때때로 과일 생산을 보장하기 위해 토마토에 옥신을 뿌리기도 한다.[9]4. 5. 유전자 변형
식물 호르몬인 지베렐린, 옥신, 사이토키닌을 꽃에 뿌리면 단위결실 과일의 발달을 자극할 수 있다. 이를 '''인공 단위결실'''이라고 한다. 식물 호르몬은 단위결실 과일을 생산하기 위해 상업적으로 거의 사용되지 않지만, 가정 원예에서는 과일 생산을 보장하기 위해 토마토에 옥신을 뿌리기도 한다.[9]일부 단위결실 품종은 유전자 변형 유기체로 개발되었다.[10][11]
5. 오해
단위결실은 때때로 동물에서의 처녀생식과 동일하다고 주장되지만[13], 이는 잘못된 주장이다. 단위결실은 씨앗 형성 없이 열매를 맺는 과정이고, 처녀생식은 수정 없이 배아가 형성되는 무성 생식 방법이기 때문이다. 식물에서 처녀생식에 해당하는 과정은 무성생식이다.
5. 1. 배수성과의 비교
대부분의 상업용 씨 없는 포도 품종(예: '톰슨 시들리스')은 단위결실이 아닌 배수성(stenospermocarpy) 때문에 씨가 없다.[12]단위결실이 동물에서의 처녀생식과 동일하다는 주장이 있으나, 이는 잘못된 주장이다.[13] 처녀생식은 수정 없이 배아가 형성되는 무성 생식 방법인 반면, 단위결실은 씨앗 형성 없이 열매를 맺는 과정을 포함하기 때문이다. 식물에서 처녀생식에 해당하는 과정은 무성생식이다.
5. 2. 처녀생식과의 관계
단위결실은 동물의 처녀생식과 같다고 주장되기도 한다.[13] 그러나 이는 잘못된 주장이다. 처녀생식은 수정 없이 배아가 형성되는 무성 생식의 한 방법이지만, 단위결실은 씨앗 형성 없이 열매를 맺는 과정을 포함하기 때문이다. 식물에서 처녀생식에 해당하는 과정은 무성생식이다.참조
[1]
논문
Parthenocarpy: Natural and artificial
https://doi.org/10.1[...]
1942-11-01
[2]
논문
Fruchtbildung ohne vorausgegangene Bestaubung (Parthenokarpie) bei der Gurke
1902
[3]
논문
Parthenocarpic fruits in wild parsnip: decoy defence against a specialist herbivore
[4]
논문
Empty seeds reduce seed predation by birds in ''Juniperus osteosperma''
[5]
논문
'Cannabis' ontologies I: Conceptual issues with Cannabis and cannabinoids terminology
2020
[6]
논문
Cannabis sativa L.: Crop Management and Abiotic Factors That Affect Phytocannabinoid Production
2022
[7]
논문
Early domesticated fig in the Jordan Valley
2006-06
[8]
간행물
Pollination & Commercial Varieties of Pears in Oregon
https://web.archive.[...]
Oregon State University Extension Service
1981
[9]
논문
Seedless Fruit Production by Hormonal Regulation of Fruit Set
University of Verona
2009-11-23
[10]
논문
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[11]
논문
Genetically modified parthenocarpic eggplants: Improved fruit productivity under both greenhouse and open field cultivation
[12]
서적
'Biology of the grapevine'
https://books.google[...]
Cambridge University Press
1992-07-16
[13]
웹사이트
parthenogenesis. The Columbia Encyclopedia, Sixth Edition. 2001-07
http://www.bartleby.[...]
[14]
논문
Parthenocarpy: Natural and artificial
https://doi.org/10.1[...]
1942-11-01
[15]
논문
Fruchtbildung ohne vorausgegangene Bestaubung (Parthenokarpie) bei der Gurke
1902
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