과일을 익게 만들고 잎을 낙엽지게 하는 에틸렌 가스의 작용이 궁금해요

Question

기체 상태의 식물 호르몬인 에틸렌이 과일의 성숙을 촉진하고 잎이나 열매의 탈리층 형성을 유도하는 원리가 궁금합니다. 하나의 익은 사과가 주변 과일들까지 빠르게 익게 만드는 체내 및 체외 신호 전달 특성이 알고 싶어요.

Answer 1

안녕하세요, 냉철한라마35님. 이중철 전문가입니다.

먼저, 기체 상태의 식물 호르몬인 에틸렌은 과일의 당도를 높이고 조직을 부드럽게 만드는 효소를 활성화하며, 잎자루 밑부분에 탈리층 형성을 유도해 잎을 떨어뜨리는 생리 조절 물질이랍니다.

■ 과일 성숙 촉진과 자가 촉매적 기체 확산

에틸렌은 식물 세포의 수용체와 결합하여 과일이 익는 데 필요한 다양한 효소 분비를 촉진합니다. 녹말을 당분으로 분해해 단맛을 끌어올리고, 펙틴 분해 효소를 분비시켜 단단했던 세포벽을 부드럽게 무르게 만드는데요. 동시에 엽록소를 분해하고 안토시아닌과 카로티노이드 합성을 유도해 먹음직스러운 붉은색이나 노란색으로 껍질 색을 바꿉니다. 특히 사과나 바나나 같은 호흡 급등형 과일은 외부 에틸렌을 감지하면 스스로 에틸렌을 폭발적으로 더 만들어내는 양성 피드백 작용을 일으키는데요. 기체 분자 특성상 공기 중으로 빠르게 확산되므로, 사과 하나에서 뿜어져 나온 에틸렌 가스가 곁에 있는 다른 과일들의 호흡과 숙성을 연쇄적으로 앞당기게 된답니다.

■ 옥신 분비 감소와 탈리층 분해에 따른 낙엽 형성

잎이나 열매가 가지에서 떨어지는 현상은 에틸렌과 생장 호르몬인 옥신의 농도 비율 변화로 결정됩니다. 여름철에는 잎에서 왕성하게 합성된 옥신이 줄기로 이동하면서 에틸렌의 작용을 억제해 잎이 가지에 단단히 붙어 있는데요. 가을이 되어 기온이 떨어지고 낮의 길이가 짧아지면 잎의 옥신 생산이 급감하고, 잎자루 기부 세포의 에틸렌 민감도가 크게 상승합니다. 에틸렌 신호를 받은 탈리층 세포들은 셀룰라아제와 펙티나아제를 분비해 세포벽 사이의 결합 물질을 녹여내는데요. 세포 사이가 느슨해지면서 약한 바람에도 잎이 깔끔하게 분리되어 떨어지고, 분리 단면에는 수분 증발과 균 침입을 막는 코르크 보호층이 형성된답니다.

정리하자면,

에틸렌은 녹말과 세포벽을 분해해 과일을 달콤하고 부드럽게 만들며 기체 특성을 활용한 양성 피드백으로 주변 과일까지 함께 숙성시키고, 가을철 옥신 감소에 맞춰 탈리층의 세포벽을 분해함으로써 식물이 겨울철 수분 손실을 막기 위해 스스로 낙엽을 떨어뜨리도록 조절하는 핵심 생체 호르몬이랍니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉

Answer 2

안녕하세요.

에틸렌은 과일이 익으며 내뿜는 기체 호르몬이에요.

기체라 공기 중으로 쉽게 퍼지죠.

익은 사과의 에틸렌이 주변 과일 수용체에 붙으면 성숙 유전자가 켜지고, 스스로도 에틸렌을 더 만들어 연쇄적으로 익게 해요.

잎과 열매에서는 탈리층 세포벽을 무르게 하는 효소를 유도해 떨어지게 하죠.

이 자가촉매와 확산 특성이 주변까지 빠르게 익히는 원리예요.

감사합니다.