톨페스큐 뿌리생장부위의 횡적 해부구조 및 세포생장의 생리적 반응에 대한 질소효과

Cross-sectional Cell Anatomy and Physiological Growth Responses of Cells in Root Growth Zones of Two Tall Fescue Genotypes at Two Nitrogen Levels

본 시험은 톨페스큐의 엽과 뿌리생장 및 탄수화물의 저장이동 양상과 관련하여 뿌리 생장부위의 횡적 해부구조 고찰을 통해 표피세포, 피층세포, 및 통도조직세포들의 횡적 신장과 이들 세포의 생리적 생장반응에 대한 질소효과를 구명하고자 수행하였다. 공시품종은 경당 수량성이 높은 HYT 품종과 경당 수량성이 낮은 LYT 품종이었으며, 이들은 잎과 뿌리신장 및 분얼성등 생리적 특성이 다른 품종이었다. 1. 뿌리 생장부위의 횡적 신장은 첨단 뿌리 생장점으로부터 약 1.0 mm이내에서 표피세포, 통도조직세포, 및 특히 피층세포에 의해 횡적신장이 이루어지며, 1.0mm이후에는 서서히 이루어지다가 3.0 mm 부위에서 제2차 횡적신장이 이루어졌다. 2. 뿌리의 제2차 횡적 신장은 주로 피층세포의 신장에 의해 이루어졌으며, HYT와 LYT품종간에는 뚜렷한 차이가 없었으나 질소수준간에는 차이를 보여 200 ppm N 수준에서 뿌리의 횡적신장이 뚜렷하였다. 3. 뿌리의 횡적 신장에 가장 크게 영향을 미치는 피층세포의 경우, 뿌리 생장점으로부터 0.5 mm 이후 횡적 세포분열이 발견되지 않아 피층세포의 횡적 분열보다는 주로 횡적 신장에 의존됨을 알 수 있었다. 또한 뿌리 생장점으로부터 3 mm 이후 피층세포들이 서로 합쳐져 큰 피층세포들을 생성되었는데, 6 mm 부위에서는 아주 큰 피층세포들이 외부층에 많이 생성되었다. 4. 통도조직세포의 경우 뿌리 생장점으로부터 1 mm부위까지 급격한 횡적 신장을 보였으며, 그 이후 3 mm까지는 감소하다가 다시 서서히 증가하였다. 뿌리 생장점으로부터 1mm 부위까지 급격한 횡적 신장시 품종과 질소수준간에 차이를 보여 HYT품종은 50 ppm N 수준에서, LYT품종은 200 ppm N 수준에서 높은 횡적 신장을 보였으나, 3 mm 이후에서는 두 품종 모두 200 ppm N 수준에서 넓은 통도조직세포를 가졌다. 5. 뿌리 생장점으로부터 약 6 mm부위까지 뿌리의 횡적 신장에 관여하는 세포들의 비율을 조사한 결과, 표피세포는 약 10∼18 %, 피층세포는 약 67∼79%, 그리고 통도조직세포는 약 10∼22 %가 뿌리 직경에 관여하는 것으로 나타났다.

Anatomical and physiological studies of sink tissues are required for better understanding the biological plant growth system and energy metabolism Anatomy of root growth zones of two genotypes of tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) receiving 50 or 200 ppm N were determined, Cross-sectional anatomy and cells responses of root growth zones were observed and examined. Rapid radial root expansion occurred within the first 1.0 mm from root apex, and then increased gradually for both genotypes and N levels. Another increase in diameter occurred at high N after cell elongation slowed near 3.0 mm. Area of the central cylinder cell increased rapidly near the root apex. However, it then decreased again about 1.0 to 1.5 mm from the apex, perhaps because of pressure from the rapid increase of root diameter due largely to an increasing proportion of cortex and epidermis or hypodermis in the distal portion of the root growth zone. Root area from the apical initial to 6.0 mm distal consisted of 10 to 18% epidermis or exodermis, 67 to 79% cortex, and 10 to 22% vascular cylinder cells containing cambium cells (6 to 20%) and xylem cells (0.8 to 2.5%). These data indicate that N application affects root growth radially by increasing mainly cortex cell area, with less effect on epidermis and central cylinder cells.