실생
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1. 개요
실생(苗木)은 씨앗에서 발아하여 처음 자라는 어린 식물을 의미한다. 실생은 빛의 유무에 따라 광형성 또는 황화 현상을 겪으며, 묘목이 토양을 뚫고 나와 빛에 도달하면 광형성으로 전환되어 떡잎이 열리고 녹색으로 변하며 첫 번째 광합성 기관을 형성한다. 묘목은 피토크롬과 크립토크롬을 통해 빛을 감지한다. 묘목이 광합성을 시작하면 뿌리와 줄기가 발달하고, 환경 요인, 해충 및 질병의 영향을 받으며, 이식 과정을 거쳐 성장한다.
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| 실생 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 학명 | Seedling |
| 일본어 | 実生 (みしょう) |
| 한국어 | 실생 |
| 특징 | |
| 정의 | 씨앗에서 발아하여 떡잎에서 본잎이 나오는 어린 식물 |
| 생장 | 빛, 물, 양분 등의 환경 조건에 따라 생장 속도와 형태가 달라짐 적절한 환경에서 건강하게 자라면 성체 식물로 성장 |
| 구분 | 떡잎의 형태, 본잎의 모양, 줄기의 굵기 등으로 구분 가능 종에 따라 고유한 특징을 나타냄 |
| 실생 재배 | |
| 방법 | 씨앗을 뿌려 발아시키는 방법 꺾꽂이, 접목 등의 방법으로 번식시키는 영양생식과는 대조적임 |
| 장점 | 유전적 다양성을 확보할 수 있음 새로운 품종 개발에 유리함 |
| 단점 | 생육 기간이 길어질 수 있음 어미의 형질과 다른 개체가 나올 수 있음 |
| 기타 정보 | |
| 활용 | 농업, 원예 분야에서 널리 활용됨 자연 생태계 복원에도 중요한 역할 수행 |
| 주의사항 | 병충해에 취약할 수 있으므로 주의 깊은 관리가 필요함 종에 따라 발아 조건, 생육 환경이 다르므로 적절한 관리 필요 |
2. 광형태형성과 황화 현상
빛의 유무는 쌍자엽식물 묘목의 초기 생장 형태를 결정하는 중요한 요인이다. 빛이 있는 환경에서 자란 묘목은 일반적으로 하배축이 짧고 떡잎이 활짝 펼쳐져 상배축을 드러내는 모습을 보이는데, 이를 광형태형성(photomorphogenesis)이라고 한다. 반대로, 빛이 없는 어둠 속에서 자란 묘목은 길게 신장한 하배축을 가지며, 떡잎은 여전히 닫힌 채 끝이 갈고리 모양으로 구부러져 상배축을 감싸 보호하는 형태를 취한다. 이러한 상태를 암형성(skotomorphogenesis|스코토모포제네시스eng) 또는 황화 현상(etiolation)이라고 부른다. 황화 현상을 보이는 묘목은 엽록소를 합성하지 못해 노란색을 띠며, 빛을 받으면 비로소 떡잎이 열리고 녹색으로 변하면서 광합성을 시작할 수 있게 된다. 자연 상태에서 묘목 발달은 암형성으로 시작하여 빛에 도달하면 광형태형성으로 전환된다.
2. 1. 광형태형성
빛 속에서 자란 쌍자엽 식물은 짧은 하배축을 가지고 떡잎을 펼쳐 상배축을 드러내는 특징을 보이는데, 이를 광형태형성(photomorphogenesis)이라고 한다. 반대로, 어둠 속에서 자란 묘목은 긴 하배축을 발달시키고 떡잎은 정단 갈고리 모양으로 상배축 주위를 닫은 채로 유지된다. 이를 암형성(skotomorphogenesis|스코토모포제네시스eng) 또는 황화 현상(etiolation)이라고 부른다. 황화 현상을 보이는 묘목은 엽록소 합성 및 엽록체 발달이 빛에 의존하기 때문에 노란색을 띤다. 빛을 받으면 떡잎이 열리고 녹색으로 변한다.자연 상태에서 묘목은 토양을 뚫고 가능한 한 빨리 빛에 도달하기 위해 암형성 상태로 발달을 시작한다. 이 단계에서는 떡잎이 꽉 닫혀 있고, 토양을 통과하는 동안 슈트 정단 분열 조직이 손상되지 않도록 보호하기 위해 정단 갈고리(apical hook)를 형성한다. 많은 식물에서는 씨앗 껍질이 떡잎을 덮어 추가적인 보호 기능을 하기도 한다.
묘목이 지표면을 뚫고 빛에 도달하면, 발달 프로그램은 광형태형성으로 전환된다. 떡잎은 빛과 접촉하면 열리고(씨앗 껍질이 있다면 함께 열린다) 녹색으로 변하여 어린 식물의 첫 번째 광합성 기관이 된다. 이 단계까지 묘목은 씨앗에 저장된 에너지 비축량으로 생존한다. 떡잎이 열리면 어린 식물의 첫 번째 진짜 잎(true leaves)으로 구성된 슈트 정단 분열 조직과 소엽(plumule)이 드러난다.
묘목은 빛 수용체인 피토크롬(적색광 및 원적색광 감지)과 크립토크롬(청색광 감지)을 통해 빛을 감지한다. 이러한 광수용체나 그들의 신호 전달 경로에 관련된 요소에 돌연변이가 발생하면, 묘목은 빛 조건과 일치하지 않는 발달 양상을 보일 수 있다. 예를 들어, 어둠 속에서도 광형태형성을 보이는 경우가 있다.
2. 2. 황화 현상
어둠 속에서 자란 쌍떡잎식물 묘목은 긴 하배축을 발달시키고, 떡잎은 상배축 주위를 닫은 채로 유지하는데, 이를 황화 현상(黃化現象, etiolation) 또는 암형성이라고 한다. 황화 현상이 나타난 묘목은 엽록소 합성 및 엽록체 발달이 빛에 의존하기 때문에 노란색을 띤다. 이는 빛 속에서 자라 짧은 하배축과 펼쳐진 떡잎을 보이는 광형태형성과는 대조적이다.자연 상태에서 묘목은 땅속에서 발아하여 빛을 향해 자라는 동안 황화 현상 상태로 시작한다. 이 단계에서 떡잎은 꽉 닫혀 있고, 끝부분이 갈고리 모양으로 구부러진 '정단 갈고리'를 형성하여 땅속을 뚫고 나올 때 연약한 줄기 정단분열조직이 손상되는 것을 막는다. 많은 식물에서는 씨앗 껍질이 떡잎을 덮어 추가적인 보호 기능을 하기도 한다.
묘목이 지표면을 뚫고 빛에 도달하면, 발달 과정이 광형태형성으로 전환된다. 떡잎은 빛을 감지하면 열리고 녹색으로 변하며, 어린 식물의 첫 번째 광합성 기관이 된다. 이 시점까지 묘목은 씨앗에 저장된 양분에 의존해 살아왔다. 떡잎이 열리면 그 안에서 어린 식물의 첫 번째 '참잎'과 '소엽'을 포함한 줄기 정단분열조직이 드러난다.
묘목은 빛 수용체인 피토크롬(적색광 및 원적색광 감지)과 크립토크롬(청색광 감지)을 통해 빛의 유무와 종류를 감지한다. 이러한 광수용체나 관련 신호전달 과정에 돌연변이가 생기면, 어둠 속에서도 마치 빛을 받은 것처럼 광형태형성이 일어나거나 빛 속에서도 황화 현상이 지속되는 등 빛 조건과 맞지 않는 발달 양상을 보일 수 있다.
2. 3. 광수용체
묘목은 빛 수용체인 피토크롬(적색광 및 원적색광)과 크립토크롬(청색광)을 통해 빛을 감지한다. 이러한 광수용체 및 그들의 신호 전달 구성 요소의 돌연변이는 어둠 속에서 자랄 때 광형성을 보이는 묘목과 같이 빛 조건과 일치하지 않는 묘목 발달을 초래한다.3. 묘목의 성장과 성숙
묘목이 광합성을 시작하면 더 이상 종자의 에너지 비축에 의존하지 않고 독립적으로 성장할 수 있게 된다. 이 시기부터 정단 분열조직이 자라 뿌리와 줄기를 형성하고, 종 고유의 모양을 가진 첫 번째 진짜 잎(본엽)이 나타나 떡잎과 구별된다.[1] 식물이 계속 자람에 따라 떡잎은 점차 시들어 떨어진다. 묘목의 성장은 온도, 빛의 세기, 광주기성, 이산화탄소 농도, 질소 공급 등 다양한 환경 요인의 영향을 받으며,[2][3][4][5] 바람과 같은 물리적 자극에도 반응한다(접촉 반응).[1]
어린 묘목 시기에는 특히 가뭄으로 인한 높은 사망률을 보이기도 한다.[6] 이는 뿌리가 수분을 충분히 흡수할 만큼 발달하지 못했기 때문인데, 역설적으로 매우 습한 환경에서도 서리 피해나 다른 식물과의 경쟁으로 인해 사망률이 높게 나타날 수 있다.[6]
한해살이풀(예: 해바라기, 팬지)이나 두해살이풀은 대부분 실생으로 번식한다. 여러해살이풀이나 목본 식물 중에서도 영양 번식이 어렵거나(예: 커피나무, 은행나무, 소철), 씨앗에서 비교적 빨리 자라 꽃을 피우는 종류(예: 아네모네, 시클라멘)는 실생 번식을 주로 이용한다.
일본 원산의 타케니구사는 씨앗에 엘라이오솜이라는 개미가 좋아하는 물질을 붙여 개미가 씨앗을 옮기도록 유도하고, 개미가 씨앗을 버리는 과정에서 파종이 이루어지는 독특한 방식으로 번식하기도 한다.
3. 1. 정단 분열 조직
묘목이 광합성을 시작하면 더 이상 종자의 에너지 비축에 의존하지 않게 된다. 이때 정단 분열조직이 자라기 시작하여 뿌리와 줄기를 형성한다. 첫 번째 "진짜" 잎은 펴지며, 종에 따라 독특한 모양을 통해 둥근 떡잎과 구별될 수 있다.[1] 식물이 자라면서 추가 잎을 발달시키는 동안, 떡잎은 결국 노화되어 떨어져 나간다. 묘목의 성장은 또한 바람이나 다른 형태의 물리적 접촉과 같은 기계적 자극에 의해 영향을 받는데, 이를 접촉 반응이라고 한다.
3. 2. 잎의 발달
묘목이 광합성을 시작하면 더 이상 종자의 에너지 비축에 의존하지 않게 된다. 정단 분열조직이 자라기 시작하여 뿌리와 줄기를 형성한다. 첫 번째 "진짜" 잎(본엽)은 펴지며, 종에 따라 독특한 모양을 가져 둥근 떡잎과 구별될 수 있다.[1] 식물이 자라고 추가 잎을 발달시키는 동안 떡잎은 결국 노화되어 떨어져 나간다.
일본 원산인 양귀비과의 야생초 타케니구사의 경우, 실생 묘일 때의 크기는 실 모양의 줄기가 4mm 정도이고 떡잎은 길이 4mm 정도, 폭 1mm 정도이며, 뿌리도 실 모양으로 4mm - 5mm 정도이다. 첫 번째 본엽은 실 모양의 잎자루가 길이 3mm - 4mm 정도이고, 직경 3mm 정도의 별 모양 잎몸을 가진다.
3. 3. 환경 요인의 영향
묘목의 성장은 접촉 반응이라는 과정을 통해 바람이나 다른 형태의 물리적 접촉과 같은 기계적 자극에 의해 영향을 받는다.[1]온도와 빛의 강도는 묘목의 성장에 영향을 미치며 서로 상호 작용한다. 낮은 조도(약 40 루멘/m2)에서는 주야간 온도 체제가 28°C/13°C일 때 효과적이다(Brix 1972).[2] 광주기성, 즉 낮의 길이가 14시간 미만이면 성장이 멈추는 반면, 낮은 조도 조건에서 16시간 이상으로 광주기를 연장하면 지속적인 성장을 유도할 수 있다. 묘목이 일단 지속적인 성장 상태에 들어가면, 16시간 이상의 낮은 조도를 사용하는 것은 큰 이점이 없다. 반면, 10,000~20,000 루멘/m2의 높은 조도를 사용하는 긴 광주기는 건조 물질 생산을 증가시키며, 광주기를 15시간에서 24시간으로 늘리면 건조 물질 성장이 두 배가 될 수도 있다(Pollard and Logan 1976, Carlson 1979).[3][4]
이산화탄소 농축과 질소 공급이 흰가문비나무와 사시나무의 성장에 미치는 영향에 대한 연구가 있다(Brown and Higginbotham 1986).[5] 이 연구에서는 묘목을 주변 대기(350 ''f''1/L) 또는 농축된 대기 CO2(750 ''f''1/L) 조건과 함께, 질소 함량이 다른(고, 중, 저: 15.5, 1.55, 0.16 mM) 영양 용액을 사용하여 조절된 환경에서 재배했다. 100일 미만의 간격으로 묘목을 수확하여 무게와 크기를 측정했다. 그 결과, 질소 공급은 두 수종 모두에서 생물량 축적, 키, 잎 면적에 큰 영향을 미쳤다. 특히 흰가문비나무의 경우, 낮은 질소 조건에서 뿌리 무게 비율(RWR)이 유의미하게 증가했다. 100일 동안 이산화탄소 농도를 높이는 것은 높은 질소 조건에서 흰가문비나무 묘목의 잎과 총 생물량을, 중간 질소 조건에서는 뿌리 무게 비율을, 낮은 질소 조건에서는 뿌리 생물량을 유의미하게 증가시키는 긍정적인 효과를 보였다.
일년생 묘목은 일반적으로 높은 사망률을 보이는데, 가뭄이 주요 원인 중 하나이다. 이는 묘목의 뿌리가 치명적인 수분 스트레스를 피할 만큼 충분히 깊고 넓게 발달하여 습한 토양층에 닿지 못하기 때문이다. 그러나 흥미롭게도, Eis (1967a)[6]는 묘목 사망률이 건조한 서식지(''Cornus''–Moss 유형)보다 오히려 습한 서식지(충적토 및 ''Aralia–Dryopteris'' 유형)에서 더 높게 나타나는 현상을 관찰했다. 그는 건조한 서식지에서 첫 성장기를 견뎌낸 묘목이, 이후 서리 피해나 작은 식물과의 경쟁이 주요 사망 원인이 되는 습하거나 젖은 서식지의 묘목보다 장기적으로 생존할 가능성이 더 높다고 보았다. Eis (1967a)[6]가 기록한 연간 사망률은 이러한 환경 요인의 복합적인 영향을 잘 보여준다.
4. 해충 및 질병
묘목은 해충과 질병에 특히 취약하여[7] 높은 사망률을 경험할 수 있다. 주요 질병으로는 모잘록병이 있으며, 주요 해충으로는 밤나방, 쥐며느리, 민달팽이, 달팽이 등이 있다.[8]
4. 1. 모잘록병
묘목은 해충과 질병에 특히 취약하여[7] 높은 사망률을 경험할 수 있다. 묘목에 특히 치명적인 질병으로는 모잘록병이 있다.4. 2. 주요 해충
묘목은 해충과 질병에 특히 취약하여[7] 높은 사망률을 경험할 수 있다. 묘목에 특히 치명적인 해충으로는 밤나방, 쥐며느리, 민달팽이 및 달팽이가 있다.[8]5. 이식
묘목은 일반적으로 첫 번째 쌍의 진짜 잎(본엽)이 나타날 때 이식한다.[9] 이식 시 환경 조건이나 이식 후 관리에 따라 추가적인 조치가 필요할 수 있다.
5. 1. 모종 솎기
묘목은 일반적으로 첫 번째 쌍의 진짜 잎이 나타날 때 옮겨 심는다.[9] 영국에서는 이러한 작업을 흔히 "모종 솎기"라고 부른다.[10][11] 옮겨 심는 지역이 건조하거나 더울 경우에는 그늘을 만들어 주는 것이 좋다. 이식 과정에서 식물이 받을 수 있는 충격(이식 쇼크)을 줄이기 위해 티아민 염산염, 1-나프탈렌아세트산, 인돌 부티르산 등이 포함된 시중의 비타민 호르몬 농축액을 사용할 수 있다.5. 2. 이식 쇼크 방지
건조하거나 더운 지역에서는 묘목에 그늘을 만들어 주면 이식으로 인한 스트레스를 줄일 수 있다. 또한, 시중에서 판매하는 비타민 호르몬 농축액을 사용하는 것도 이식 쇼크를 피하는 데 도움이 된다. 이러한 농축액에는 티아민 염산염, 1-나프탈렌아세트산, 인돌 부티르산과 같은 성분이 포함될 수 있다.6. 실생 번식 (일본어판 내용 추가)
`해바라기`나 `팬지` 같은 `한해살이풀`, `두해살이풀`은 모두 씨앗으로 번식하는 실생으로 자란다. `여러해살이풀`이나 `목본` 식물은 `영양 번식`으로 늘리는 경우가 많지만, 비교적 수명이 짧은 허브류나 씨앗에서 1~2년 만에 꽃을 피우는 `아네모네`, `시클라멘` 등은 실생으로 번식하기도 한다. 또한, 꺾꽂이나 포기나누기 같은 영양 번식이 어려운 `커피나무`, `은행나무`, `소철` 등도 실생 번식을 통해 개체를 늘린다.
일본이 원산지인 `양귀비과`의 야생초 `타케니구사`는 서양에서 plume poppy|깃털양귀비eng라는 이름으로 불리며 원예 식물로 재배되기도 한다. 타케니구사는 작은 `열매`에서 많은 씨앗을 맺는데, 이 씨앗에는 `엘라이오솜`이라는 특별한 물질이 붙어 있다. 엘라이오솜은 `아미노산`, `당분`, `지방산` 등으로 구성되어 `개미`가 좋아하는 먹이가 된다. 개미는 엘라이오솜을 얻기 위해 씨앗을 자신의 집으로 가져가는데, 엘라이오솜만 먹고 씨앗은 버린다. 이 과정에서 타케니구사의 씨앗이 자연스럽게 여러 곳으로 퍼지게 된다. 이는 식물과 곤충이 서로 도움을 주고받는 흥미로운 `공생` 관계를 보여준다. 개미가 버린 씨앗이 자라기에 적합한 환경에 놓이면 싹을 틔우고 성장한다.
타케니구사는 여름철에 2m 이상 높이 자라고 큰 잎을 가지지만, 실생으로 막 발아했을 때의 크기는 매우 작다. 실 모양의 줄기는 약 4mm 정도이고, `떡잎`은 길이 약 4mm, 폭 약 1mm 정도이다. `뿌리` 역시 실 모양으로 약 4mm에서 5mm 정도이다. 첫 번째 `본엽`(진짜 잎)은 길이 3mm에서 4mm 정도의 실 같은 `잎자루` 끝에 지름 약 3mm 정도의 별 모양 잎몸을 가진 형태로 나타난다. 약 보름 정도 지나면 눈에 띄게 성장하여 우리가 흔히 볼 수 있는 어린 싹의 모습을 갖추게 된다.
참조
[1]
웹사이트
What are true leaves on vegetable seedlings
https://growfully.co[...]
2022-02-08
[2]
간행물
Growth response of Sitka spruce and white spruce seedlings to temperature and light intensity
Can. Dep. Environ., Can. For. Serv., Pacific For. Res. Centre, Victoria BC
1972
[3]
간행물
Prescription for the aerial environment for a plastic greenhouse nursery
1976
[4]
간행물
Guidelines for rearing containerized conifer seedlings in the prairie provinces
Can. Dep. Environ., Can. For. Serv., Edmonton AB
1979
[5]
논문
Effects of carbon dioxide enrichment and nitrogen supply on growth of boreal tree seedlings
1986
[6]
논문
Establishment and early development of white spruce in the interior of British Columbia
1967
[7]
서적
Pests, Diseases & Disorders of Garden Plants
HarperCollins
1998
[8]
서적
Pests, Diseases & Disorders of Garden Plants
HarperCollins
1998
[9]
웹사이트
Garden
http://www.organicga[...]
2018-04-06
[10]
웹사이트
How to prick out seedlings, with Monty Don
https://www.gardener[...]
2021-05-20
[11]
웹사이트
Pricking Out, Potting on and Transplanting: Step by Step
https://www.growveg.[...]
2020
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