원예식물의 번식 - 종자번식

식물의 번식은 식물의 개채수를 늘리는것으로 식물의 종류에 따라 방법이 다양하다. 종자번식에서는 파종에서 수확에 이르는 전체 생물학적 주기를 경험할 수 있고, 잎, 줄기, 뿌리가 새로운 식물체가 되는 영양번식에서는 식물의 강한 생명력을 경험하고 폭넓은 식물의 생활사를 이해할 수 있게 된다. 

 

1. 종자번식

종자는 식물의 씨앗으로 생명 번식에 필요한 기본물질이다. 종자번식은 식물이 꽃이 핀 후 수정을 통해 종자를 파종하여 번식하는 것을 말하는데, 다른 번식법에 비하여 단시간에 많은 양의 식물체를 얻을 수 있다. 교배에 의해 변이종이 발생될 수 있어 새로운 식물체가 만들어 질 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그렇기 때문에 신품종의 육성 또는 무병주의 생산을 위해 주로 쓰인다. 그러나 다른 번식법에 비해서 교배하는 과정과 종자를 파종하여 잘 관리해야 하는 어려움이 있고 변이가 발생할 수 있어 모두 같은 식물체를 얻기 어렵다는 단점이 있기도 하다. 또한 개화와 결실에 시간이 많이 소요된다는 단점도 가지고 있다.

(1) 수분과 수정

수분은 꽃가루가 식물 암술머리에 닿은 후 수정을 거쳐 유성생식에 이를 수 있게 하는 과정을 가리킨다. 꽃가루 받이라고도 불리는데, 스스로 수분을 하는 경우와 수분매개체를 필요로하는 경우가 있다. 수분 매개체는 식물의 종유 따라 다르며 크게 풍매화, 충매화, 조매화로 나누어 볼 수 있다. 수분 과정은 18세기 크리스티안 슈프렝겔이 처음 발표했다. 

 

-풍매화: 바람이 꽃가루를 옮겨주는 식물로 옥수수, 버드나무, 소나무 등이 대표적이다. 소나무의 송화가루를 현미경으로 관찰해보면 두 개의 공기주머니를 관찰할 수 있다. 이렇듯 풍매화의 꽃가루에는 종자의 구조상 공기주머니 혹은 날개가 달려 있어 바람에 잘 날릴 수 있는 특징을 가지고 있다.

 

- 충매화: 곤충이 꽃가루를 옮겨주는 역할을 하는 식물로 무궁화, 장미, 벚꽃 등이 있다. 무궁화 꽃에서 꿀을 얻으려고 하는 나비와 벌의 다리에 꽃가루가 묻혀 있는 모습을 주변에서 쉽게 볼 수 있는데 이 곤충에 묻은 꽃가루가 암술머리에 닿음으로써 수분이 되는 것이다. 이러한 모습은 곤충이 꽃꿀을 얻으려는 행동이 수분으로 이루어지는 것으로 꽃과 곤충이 서로 도우며 살아가는 것을 알 수 있다.

 

- 조매화: 새에 의해 꽃가루가 옮겨지는 식물이다. 주로 붉은색 계통의 꽃이 많은데 대표적으로 동백꽃이 있다. 추운 겨울에 피는 동백꽃은 동박새가 꿀과 열매를 먹으며 겨울을 날 수 있도록 해주고, 이 과정에서 동박새는 동백꽃의 수분을 도와준다. 이렇게 동박새와 동백꽃은 서로 도우며 살아가는 것을 알 수 있다.

 

(2) 수정

수정은 꽃가루의 정핵과 암술의 난핵이 결합하는 과정이다. 꽃가루가 암술머리에 닿은 후 정핵은 3개로 분열하는데 그중 한 개의 정핵은 없어지고 두개의 정핵이 밑씨에 들어간다. 정핵은 각기 밑씨 속의 난핵과 수정 후 배로 되고 다시 한 번 수정과정을 통해 극해은 세포분열을 되풀이하여 배유를 만든다. 이러한 과정으로 밑씨 속에서 두 번의 수정과정을 거쳐 종자가 만들어지는 식물만의 수분 방식을 중복수정이라고 한다. 이러한 중복수정은 속씨식물의 특징이다.

 

이때 형성되는 배유는 배에 양분을 공급하고, 배는 발아하며 뿌리, 잎, 줄기가 될 여러가지 기관들을 형성한다. 배와 배유는 씨껍질에 싸여 씨가 되고, 밑씨를 둘러싸고 있던 씨방은 자라서 씨를 둘러싸는 열매가 된다. 식물에는 한 꽃 안에서 수정이 이루어지는 자가수정과 다른 꽃의 꽃가루로 수정이 이루어지는 타가수정을 하는 식물이 있다. 타가수정을 하는 꽃들은 암술과 수술이 서로 맞지 않아 수정을 하지 못하는데 이를 자기불화합성이 라고 하낟.

 

2. 종자의 구조

수정을 통해 씨방이 발달하여 종자를 만든다. 중복수정을 통해 밑씨 안에 있는 난핵은 수정된 후 자라서 배가 되고, 극핵은 배유가 된다. 씨방벽은 발달하여 열매의 껍질인 과피가 된다. 배는 자엽과 배축으로 구성되어 있다. 배축의 한쪽 끝부분인 상배축이 생장하여 어린 싹인 유아가 발달하여 줄기와 떡잎이 되고, 다른 한쪽이 하배축이 발달하여 유근이 되는데, 이것이 뿌리가 된다. 배축은 떡잎이 유엽을 지상부로 밀어 올리는 역할을 한다. 종자는 종피, 각피라는 세포벽을 가진 세포로 둘러싸였는데, 이것은 외부로부터 종자를 보호하고, 산소와 수분의 투과를 막는 역할을 한다. 종자는 배 발달 유형과 떡잎 도출 유형에 따라 구분지어 살펴볼 수 있다. 

 

3. 종자의 수명

종자의 수명은 종자가 발아력을 가지고 있는 기간을 말하는데, 종자의 종류와 보관기관에 따라 다르다. 종자의 보관기간이 길어질수록 발아력이 떨어지며, 발아 소요일수도 늦어지고, 묘의 균일성이 낮아진다. 일반적으로 습도 50% ~ 60%, 온도 5~10℃의 조건에서 보관하면 보존기간이 길어질 수 있다. 종자는 수명에 따라 1주에서 6주가 지나면 발아력을 잃는 단명종자와 1~3년까지 발아력을 갖는 보통종자, 4~5년 동안 발아력을 갖는 장명종자로 나눌 수 있다. 대부분의 원예식물은 보통 종자에 해당한다. 일반적으로 화훼류 종자의 수명은 1년에서 5년인데, 2년이 지나면 발아력이 감소하게 된다. 특별한 사례로 지난 2010년에 경남 함안 성산산성에서 700년 전 고려시대 연꽃 씨앗이 발견되어 발아에 성공한 사례를 통해 단단한 껍질을 가진 씨앗의 수명이 굉장히 길다는 것을 알 수 있다.

 

- 단명종자: 버드나무, 포플러, 아레카야자 등

- 보통종자: 샐비어, 과꽃, 거베라, 베고니아, 백일초, 금어초, 채송화, 나팔꽃 등

- 장명종자: 봉선화, 맨드라미, 해바라기, 다알리아, 금잔화 등