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균근균은 식물 뿌리와 어떻게 서로 도움을 주고받나요?
토양 속 균근균이 식물 뿌리와 공생관계를 맺는다고 배우는데, 곰팡이가 식물에게 어떤 도움을 주고 식물은 균에게 무엇을 제공하는 상호관계인지 궁금합니다.
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안녕하세요. 균근균과 식물의 관계는 대표적인 상리공생인데요, 이는 식물은 곰팡이에게 탄소원을 제공하고, 곰팡이는 식물이 토양에서 영양분과 물을 얻는 것을 도와주는 관계입니다. 균근균의 균사는 식물 뿌리와 연결된 뒤 토양 속으로 매우 넓게 뻗어 나가며, 식물의 뿌리만으로는 접근하기 어려운 미세한 토양 틈까지 균사가 들어갈 수 있기 때문에, 식물의 실질적인 흡수 범위가 크게 넓어지는 효과가 있습니다.
특히 균근균은 식물이 흡수하기 어려운 인산염을 얻는 데 중요한 역할을 하는데요, 인은 식물의 ATP 합성, 핵산, 세포막 구성 등에 필요한 필수 원소지만 토양에서는 이동성이 낮아 뿌리가 직접 흡수하기 어려운 경우가 많습니다. 균근균은 토양 속에서 인과 같은 무기 영양분을 흡수한 뒤 식물에게 전달해 줍니다. 이 밖에도 질소와 일부 미량원소의 흡수를 돕고, 균사의 넓은 네트워크를 통해 식물의 수분 흡수 능력을 높이는 데도 기여할 수 있습니다. 반대로 식물은 광합성을 통해 만든 당과 지방 등의 탄소화합물을 균근균에게 제공하는데요, 균근균은 식물이 아니다보니 광합성을 할 수 없기 때문에 스스로 탄소원을 충분히 만들 수 없습니다. 따라서 식물이 광합성으로 생산한 유기물을 균류에게 전달하고, 균류는 그 대가로 토양에서 얻은 영양분과 수분을 식물에게 공급하는 것입니다. 또한 균근균은 식물에게 일종의 생물학적 방어막 역할을 하는데요, 균사가 토양을 촘촘하게 점유하면서 일부 병원성 미생물의 침입을 억제하고, 식물의 방어 반응을 활성화하여 병원균이나 환경 스트레스에 대한 저항성을 높이는 경우가 있습니다. 다만 이런 효과는 균근균의 종류와 식물 종, 토양 환경에 따라 달라질 수 있습니다. 감사합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
과학적으로 균근균은 토양에서 물과 인, 질소 등 무기양분의 흡수를도와서 식물의 생장을 촉진시키고, 식물은 광합성으로 만든 당을 균근균에 공급하는 대표적인 상리공생관계 입니다.
감사합니다.
안녕하세요. 임형준 수의사입니다.
균근균은 가느다란 균사를 뿌리보다 넓게 뻗어 식물이 얻기 어려운 인,질소 미량원소와 물을 흡수해 전달하고 가뭄이나 일부 병원체에 대한 저항성도 높여줍니다. 식물은 광합성으로 만든 당과 지방을 균에게 공급합니다 .서로 부족한 자원을 교환하는 대표적인 공생입니다.
균근균(곰팡이)과 식물은 영양분을 서로 교환하며 돕는 대표적인 상호상리 공생관계입니다.
곰팡이는 엽록소가 없기 때문에 스스로 광합성을 하지 못하기에 식물에게 생존 에너지를 의존하는데, 식물은 잎에서 광합성으로 만든 포도당 등 탄수화물과 지질을 뿌리를 통해 곰팡이에게 줍니다.
그 대가로 곰팡이는 실처럼 가늘고 긴 균사망을 토양 깊숙이 넓게 확장시키는데, 이 균사망은 식물 뿌리의 표면적을 수십배에서 수백 배로 넓혀주는 역할을 합니다.
특히 식물이 스스로 흡수하기 어려운 인산과 질소, 미네랄을 모아 전달합니다. 또한 토양 깊은 곳의 수분을 흡수해 식물의 가뭄 저항성을 크게 올려주기도 합니다.
그 외에도 뿌리 주위를 감싸 병원균의 침입을 막고, 중금속 등을 걸러주기도 합니다.
결국 식물은 에너지를 주고, 곰팡이는 수분과 영양소 공급 및 방어막 역할을 하는 윈윈 관계인 셈입니다.
균근균은 식물 뿌리가 도달하지 못하는 토양 미세 공간까지 균사를 넓게 확장하여 수분과 인산 같은 필수 무기영양소를 흡수해 식물에게 전달하고, 식물은 광합성을 통해 합성한 유기물인 탄수화물과 당류를 균근균에게 공급하며 공생합니다. 이 공생 관계에서 균근균은 토양 병원균의 침입을 물리적으로 막아주고 식물의 건조 저항성을 높여주는 추가적인 보호 기능을 수행합니다. 식물은 뿌리 분비물을 통해 균근균의 정착을 유도하며, 이렇게 형성된 균사망은 식물의 영양 흡수 면적을 수백 배 이상 늘려주어 궁극적으로 식물의 생장 속도와 생존율을 크게 향상시킵니다.