근권 (Rhizosphere) (1 ) 입문 - Ann C. Kennedy -

[새미 숲]

토양 미생물에게 근권은 사막의 푸른 오아시스와 같다

주위 토양에 비해 근권에는 영양소가 풍부하고 미생물도 번창한다 ,근권은 미생물 다양성의 변화 ,생물활성과 개체수의 증가 .미생물과 뿌리사이의 복잡한 상호 작용이 일어나는 지역이다

근권의 중요성은 뿌리에서 배출되는 유기물에서 출발하며 ,물질순환과 식물 생장에 영향을 미치는

미생물의 활성증가라는 이차적인 효과로 이어진다.

근권의 미생물군집은 식물 생장에 유익할 수도 있고, 아무런 영향을 미치지 않을 수도 있고.

 해로운 영향을 미칠 수도 있다

근권(根勸 :rhizosphere) 이라는 용어는 식물뿌리의 영향을 받는 토양대를 묘사하기위해서

1904년 Hiltner가 처음 사용하였다 . 근권은 뿌리로부터 5mm이상 연장될 수 있지만 중요한 것은

미생물 활성이 증가하는 지역이라는 것이다

종자 부근의  미생물 활성이 증가한 지역을 종자권 (種子圈: spermoshere)이라 한다

종자권은 뿌리의 영향을 받는 지역  즉  근권과 병행하여 사용할 수 있다

종자권은 종자에서 1~10mm에  해당하지만 20mm를 보기도한다

종자의 집락형성은 토양에서 뿌라에 집락을 형성하는 첫번째 단계이다

종자가 토양속으로 뿌리 형성을 하면 발아된 종자에 정착한 미생물도 증식하면서 뿌리에 집락을 형성한다

따라서 영양소를 섭취하는 종자의 집락형성은 앞으로의 뿌리 집락형성을 쉽게 할 것이다.

뿌리 생장

뿌리의 생장점에는 미생물이 존재하지 않지만 뿌리가 토양속으로 생장함에 따라

토양에 분포한 미생물과 접촉하게된다

뿌리는 통상적으로 직경 10um이상의 공기로 채워진 공극으로 자란다..

토양의 특성에 따라 뿌리의 직경,뿌리털, 겉뿌리의 분지 형태가 영향받는다

식물의 품종보다 토양의 종류와 물리적 환경이 뿌리의 생장률에 흔히 더 큰 영향을 미친다

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 크기 비교

토양세균의 크기는 폭 0.5um ,길이 5um,  균류 균사의 폭은  20um ,길이는 1000um이상에 이르기도 한다

시료 채취과정에서 균사의 필라멘트 구조가 끊어져 균류 균사의 길이 측정은 쉽지 않다..

식물 뿌리의 폭은 약 1,000um 이고 길이는 토양층위에 따라 1000,000 um에 이르기도 한다

뿌리 털의 폭과 길이는 각각 평균10 um,500um정도이다 ..

평균적인 토양 세균과 균류에 비해 뿌리 털과 뿌리의 폭은 1~1,000배가 넓고 ,길이는1~100,000배이다

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뿌리털 (root hair)

뿌리 털은 식물 뿌리의 표피세포가 신장된 것이다

뿌리 털의 기능에 대해서는 아직 논란의 여지가 있지만 토양으로 부터 Zn양이온, H3PO4음이온, 같은 이동이

자유롭지 못한 이온흡수에 중요한 역할을 한다

조밀한 토양(1mm이하의 입단토양)에서 보다 거친토양 (3~5mm 입단크기)에서 더 많ㅇ은 뿌리털이 형성된다

뿌리 털은 인근의 토양입단으로 침투하여 영양소를 흡수한다

뿌리 골무 

뿌리 골무의 기본적인 기능은  뿌리가 토양속으로 이동할 때 분열조직을 보호하는 것이다

뿌리 골무는 점액질 (mucilage)을 생성하며 ,식물 세포 성장을 촉진시키는 물질을 배출하기도한다

뿌리 골무의 영양소 분비는 미생물이 성장하기에 좋은 환경을 제공한다

뿌리 골무세포는 뿌리의 말단에서 수cm까지 뿌리를 둘러싼 토양으로 뻗어 나갈 수 있다

점액성 덮개라고도 불리우는 점액겔층 (MUCIGEL LAYER)은 여양소의 흡착부위로 작용하며,

뿌리를 손상시킬 수 있는 화학 물질로 부터 뿌리 말단을 보호하기도 한다

이러한 보호 층은 뿌리 말단과 정단부위의 건조와 마모를 방지 할 수 있다

근권의 경계

근권이나 종자권을 구성하는 다양한 영역 경계선을 구분하기는 어렵다

대개는 이부분을 근권,근면, 뿌리로 구분하는 것이다

앞서의 정의 처럼 근권은 뿌리 및 뿌리의 삼출물이 미생물 활성에 영향을 미치는 토양이다

근면 (根面 ,rhizoplane)은 식물 뿌리의 표면으로 토양 입자와 강하게 결합하고 있다

뿌리 내부는 여러가지로 구분되지만 ,근권의 일부로 보는 것보다 뿌리 자체로 간주하는 것이 좋다.

뿌리 내부에 집락을 형성하여 뿌리와 직접 관계를 맺고 있는 미생물을 내생균 (內生菌,endophyte)이라고 한다

근권, 근면, 뿌리를 개념적으로 설명하는 것이  실제 연구보도 쉽다

예를 들면, 근권이 뿌리 표면에서 1~4mm 늘어나고 ,토양과 결합한 근면ㅇ의 폭이 2mm에 육박한다면

 근권과 근면을 구분하기 어렵다

더구나 뿌리가 분비하는 점액질로 인하여 근권 서식 생물과 근면 서식 생물을 구분하는 것도 어렵다..

토양과 뿌리의 경계면은 식물과 미생물의 다양한 상호관계가 가장 많이 이루어 지는 지역이다.

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  실용적인 근권분석

  뿌리와 뿌리에 부착한 토양을 물에 넣고 부드럽게 흔들었을 때 떵어져 나오는  미생물   - 근권 미생물

 ,다음으로 이 뿌리를 새로운 희석수에 넣고 격렬하게 흔들었을 때 떨어져 나오는 미생물 - 근면미생물

  그 다음 뿌리 표면을 소독한 후 뿌리를 분쇄하여 분리되는 미생물   ----- 내생균

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