씨앗 발아 조건과 종자 프라이밍

식물 생식의 종착역인 종자는 굉장히 신비합니다.

 

온대기후에서 자라는 대부분의 식물 씨앗은 수분이 공급되지 않는 건조한 환경에서 수년간 생존이 가능한데요. 이는 식물의 높은 수명주기를 주고, 번식률을 크게 올릴 수 있습니다. 여기서 수분이 공급되지 않는 씨앗은 거의 정지상태의 신진대사 활동을 하며, 5%~15%의 굉장히 낮은 수분함량을 가지고 있습니다. 인간의 수분함량이 70% 정도인걸 감안하면 수분함량이 얼마나 낮은지 감이 오실겁니다.

이렇게 신지대사가 정지되어있는 씨앗이 잠에서 깨어나 싹을 틔우는 것을 발아라고 합니다.

발아가 되기 위해서는 정지된 신진대사를 다시 촉진시킬 여러 환경적 조건이 필요한데요.

까다로운 환경이 필요한 식물일수록 발아가 더욱 신중하고 느립니다. 

 

흔히들 키우기에 어려운 식물(허브류 등)의 씨앗이 발아가 잘 안되는것은 성장의 적절한 환경이라 판단되지 않으면 씨앗이 발아를 안하기 때문입니다. 

 

대표적이고 공통적인 조건은 적당한 온도와 산소의 존재하에 "수화"되는 것입니다.

"수화" 즉, 물섭취가 필요한데요. 수분의 공급과 관련하여 발아는 총 3단계로 진행됩니다.

 

1단계 초기급속기간에는 씨앗이 적절한 환경(온도와 산소)을 인지하고 물을 받아들이는 시기로 급속도로 수분함량이 증가하고, 2단계 정체기에는 수분 함량의 변화가 거의 없이 유지됩니다. 

마지막 3단계에서는 물 함량의 증가와 함께 기포가 발생하며, 성장이 재개됩니다.

 

우리가 흔히 생각하는 "발아"는 3단계로 싹이 터서 나오는 상태를 말하지만, 학술적인 "발아"는 1단계와 2단계를 말하며 이 두 단계동안 씨앗은 건조내성을 가집니다. 

다시 말해 3단계 부터는 건조내성이 없으므로 이미 싹이 튼 씨앗의 물이 공급되지 않으면 그 식물은 죽어버립니다.

 

자연상태의 식물을 상업적으로 이용할때 높은 발아율이 필수적입니다. 이에 따라 많은 연구에의해 현재는 종자 프라이밍 처리를 하여 발아율을 크게 높여 상업적 이용폭을 늘리고 있습니다.

 

종자프라이밍이란 일정한 조건에서 종자에 삼투압용액, 수용성 화합물을 흡수시켜서 종자내의 대사작용이 진행되지만 발아하지 않도록 유도하는 기술입니다. 즉, 신진대사가 거의 없이 잠자고 있는 씨앗을 깨우지만 발아는 하지 않게 하는 기술인데요. 발아 촉진과 더불어 발아 후의 생육 촉진에 도움을 줍니다.

 

발아에대한 연구는 지금도 진행중이지만 생화학, 분자학적 관점으로 볼때, 연구는 굉장히 힘든게 현실입니다. 각각의 씨앗개체가 동시에 발아 프로세스를 완료하지 않기때문인데요. 위에서 말한 종자 프라이밍은 씨앗 개체의 발아 프로세스를 동기화 시켜줄 수 있어 상업적 뿐만 아니라 연구에서도 사용되고 있습니다.