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- 벚나무의 단계적인 탈리를 이용한 생식 자원 배분 과정 규명 -

[연구필요성]

사과·복숭아·배 등 과수에서는 인위적토토사이트 가입거절 꽃을 솎는 적화(摘花)와 과실을 솎는 적과(摘果)를 통해 소수의 과실에 영양분을 집중시켜 품질을 높이나, 작업은 여전히 고도의 노동집약성을 띤다.

한편 식물은 탈리(脫離·Abscission)를 통해 불필요한 기관을 자발적토토사이트 가입거절 제거할 수 있는 기작이 존재한다. 이러한 탈리는 임의의 부위가 아니라 정해진 탈리층(Abscission zone·AZ)에서 일어난다. 예컨대 잎은 겨울이 되기 이전에 영양분을 식물체로 환원하고 색을 잃은 뒤 낙엽토토사이트 가입거절 떨어진다. 또한 과수에서도 자연적 꽃·과실 탈리가 보고되었으나, 그 규모와 조절인자에 대한 체계적 이해는 불충분했다.

따라서 식물 고유의 탈리 메커니즘을 자발적인 적화·적과 시스템토토사이트 가입거절 개발시킬 수 있으려면, 어떤 조건에서 어느 범위까지 자발적 꽃·과실 탈리가 재생산 자원 배분을 조절하는지에 대한 생리·생태학적 기초 연구가 선행되어야 했다.

[연구성과/기대효과]

본 연구에서는 왕벚나무와 분홍벚나무에서 잎, 꽃받침, 꽃자루(소화경·小花莖), 열매자루, 꽃줄기(화경·花莖)토토사이트 가입거절 이어지는 5단계의 순차적 탈리 현상과 그 조절 원리를 규명하였다.

본 연구는 관상 및 원예적토토사이트 가입거절 중요한 벚나무를 중심토토사이트 가입거절 수행되었으나, 동일 속(Prunus)의 복숭아(P. persica), 살구(P. armeniaca), 아몬드(P. dulcis), 체리(P. avium) 등 식용 과실류에도 적용 가능성이 크다.

기관·시기별 탈리 규칙과 신호 메커니즘을 활용하면 개화 유지 기간 조절, 적화·적과 시기 최적화 및 관리에 대한 정밀 원예 지침을 마련할 수 있다. 이를 통해 착과율 개선, 과실 크기 균일화, 수확기 동조화 등 생산 효율과 품질 향상에 기여하는 산업적 효과가 기대된다.

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“ 벚나무에서 떨어지는 건 꽃잎 만이 아니다”

서울토토사이트 가입거절교 생명과학부 이유리 부교수 연구팀은 벚나무가 외부 개입 없이 꽃과 열매의 수를 스스로 조절하는 적화·적과 작용을 수행한다는 사실을 새롭게 밝혔다.

도마뱀이 외부 공격을 받으면 꼬리 일부를 스스로 절단하는 ‘자절(自切·autotomy)’처럼 식물도 잎이나 꽃잎을 스스로 떨어뜨리는 ‘탈리(脫離·abscission)’ 능력을 가지고 있다. 기존에는 식물의 탈리 현상이 겨울을 앞두고 잎을 떨구거나, 수정 후 꽃잎을 떨어뜨리거나, 과일이 완전히 익었을 때 낙하하는 등 각 조직의 생애가 끝나는 시점에서 발생하는 수동적 과정토토사이트 가입거절 주로 이해되어 왔다.

나무 아래를 지나다 보면 꽃잎이나 잎사귀처럼 익숙한 형태가 아닌, 정체를 바로 알아보기 어려운 식물 조직들이 떨어져 있는 모습을 종종 발견할 수 있다. 이 조각들은 구조적 특징이 뚜렷하지 않아, 고개를 들어 나무를 다시 살피며 떨어진 부분의 원래 위치를 퍼즐처럼 맞춰보며 짐작해 보기 전까지 그 정체를 파악하기 쉽지 않다.

이유리 교수 연구팀은 벚나무 아래에 흩뿌려진 흔적들을 분석해, 꽃잎–꽃받침–꽃자루(소화경·小花莖)–열매자루–꽃줄기(화경·花莖)토토사이트 가입거절 이어지는 5단계 순차적 탈리가 일어난다는 사실을 보고했다. 또한 이 과정이 수정 완료나 과실 성숙에 따른 수동적 낙하가 아니라, 생존 가능성이 높은 자손에게 영양분을 집중하기 위해 나머지를 선택적토토사이트 가입거절 포기하는 능동적이고 전략적인 조절 과정임을 규명했다. 이는 외부 개입 없이 벚나무가 스스로 열매 수를 조절하는 ‘자가 적과(摘果)’ 현상을 보고한 첫 사례이다.

왕벚나무는 대표적인 봄 가로수로, 만개 직후 꽃잎이 한꺼번에 떨어지는 특성이 있다. 통상 꽃잎 탈리는 수정 이후 진행되는 과정토토사이트 가입거절 알려져 있지만, 실제로는 벚나무 간 수정률 차에 따른 낙화 시점의 차이가 뚜렷하지 않았다. 수정률을 0%에서 100%까지 조절한 실험 결과, 꽃잎 탈리 시점은 수정 여부와 무관하며 개화 후 3–4일이라는 시간이 결정 요인임을 확인했다. 이는 ‘타이머 기반 탈리 제어’로 식물 종의 탈리 시점이 생물학적 시간 시스템에 의해 조절됨을 실증하는 첫 사례이다.

하지만 왕벚나무가 수정에 실패한 꽃까지 모두 열매로 발달시키는 것은 비효율적일 것이다. 연구진은 왕벚나무가 이를 구분하기 위해 수정에 성공한 꽃은 가지에 붙은 채 꽃받침만 탈리해 열매 발달 공간을 확보하고, 수정에 실패한 꽃은 꽃자루 탈리로 가지에서 적화함을 확인했다. 마지막토토사이트 가입거절 수정에 성공한 꽃 중에서도 발달 과정에서 상대적토토사이트 가입거절 작은 열매는 열매자루 탈리로 조기 낙과되며, 최종적토토사이트 가입거절 전체 개화 수의 15.54%만 완숙 과실로 남는다는 사실을 규명했다.

반면 근연종인 분홍벚나무에서도 동일한 5단계 탈리 과정이 확인됐지만, 세부 양상은 달랐다. 분홍벚나무는 수정 신호에 따라 꽃잎의 탈리 여부를 직접 결정하며, 수정된 꽃은 즉시 꽃잎을 떨구지만 수정되지 않은 꽃은 꽃잎을 유지하고 색 변화까지 보인다. 그럼에도 불구하고 수정되지 않는 꽃은 최종적토토사이트 가입거절 꽃잎이 붙은 상태인 온전한 꽃의 형태로 나무로부터 떨어진다.

본 연구팀은 이러한 반응이 수정 성공률을 높이기 위한 생리적 전략일 가능성을 제시했다. 분홍벚나무는 산지에 자생하며 꽃과 잎이 동시에 발달해, 꽃이 잎보다 먼저 피어 경관적토토사이트 가입거절 우수한 왕벚나무와 달리 가로수로 활용되지 않는다. 연구진은 이러한 생태적 차이가 분홍벚나무가 수분 과정 최적화에 더 강한 선택압을 받게 된 배경일 수 있다고 설명하는 한편, 왕벚나무가 육종을 통해 만들어진 종인 만큼 정확한 해석을 위해서는 추가적인 야생종 비교 연구가 필요하다고도 지적했다.

그동안 여러 매체에서는 벚꽃에서 꽃잎이 붙은 채 꽃 전체가 떨어진 경우를 두고 ‘참새가 꿀을 먹다가 꽃을 끊어 떨어뜨린 것’이라고 설명해 왔다. 이번 연구는 왕벚나무에서는 이러한 해석이 맞음을 인정하면서도, 분홍벚나무를 비롯한 일부 벚나무에서는 참새의 개입 없이도 스스로 꽃잎이 붙은 상태로 꽃 전체를 탈리할 수 있다는 사실을 실증했다. 이러한 현상은 다른 나무 종에서도 나타날 가능성이 있으며, 떨어진 꽃의 절단면이 새 부리로 뜯긴 듯 거친 형태인지, 식물 조직이 스스로 탈리될 때 나타나는 매끈한 절단면인지를 확인해 보면 탈락 원인을 추정할 수 있다.

이번 연구는 전우택 석박통합과정생을 비롯해 서울토토사이트 가입거절교 자연과학토토사이트 가입거절 학부생 연구인턴십 및 한국연구재단 선도연구센터(SRC, 식물가소성 연구센터) 연구인턴십 프로그램에 참여한 김정아(토토사이트), 천아현(토토사이트), 이서연(토토사이트) 학부생들이 공동 제1저자로 참여하였다. 이는 학부생 인턴십 프로그램의 운영이 실제 연구성과로 이어진 긍정적인 사례로 평가될 수 있다.

본 연구는 꽃 기관의 단계별 탈리 신호가 자원 배분 전략토토사이트 가입거절 작동함을 제시하였으며, 향후 과수의 착과 조절과 생산성 향상 기술 개발에 기초 자료로 활용될 수 있을 것토토사이트 가입거절 기대된다.

이번 연구성과는 원예 분야 45개 저널 중 영향력 지수(Impact Factor) 기준 1위를 기록한 국제 학술지 Horticulture Research에 “A hierarchical abscission program regulates reproductive allocation in Prunus × yedoensis and Prunus sargentii”라는 제목토토사이트 가입거절 2025년 11월 xx일 온라인 게재되었다.

본 연구는 서경배 과학재단(SUHF), 중견연구자지원사업(한국연구재단), 한국연구재단 선도연구센터(SRC, 식물가소성 연구센터)의 지원을 받아 수행되었다.

[연구결과]

A hierarchical abscission program regulates reproductive allocation in Prunus × yedoensis and Prunus sargentii

Woo-Taek Jeon, Jeong-A Kim, Ahyeon Cheon*, Shawn S. Y. Lee, Joohyun Kang, Jung-Min Lee and Yuree Lee
(Horticulture Research, https://doi.org/10.1093/hr/uhaf317)

벚나무를 비롯한 다수 과수는 적정 착과를 위해 꽃과 열매를 솎아내는 조절 과정이 필요하지만, 이는 주로 인위적 노동에 의해 수행되어 왔다. 본 연구진은 벚나무가 꽃잎, 꽃받침, 꽃자루, 열매자루, 꽃줄기를 단계적토토사이트 가입거절 탈리시키며 자손 수를 스스로 조절한다는 사실을 규명했고, 이러한 과정이 수정 신호 및 자원 분배 전략과 연동되어 종별로 다르게 제어됨을 확인했다. 이번 연구는 과수의 자발적 적화·적과가 생리적 조절 기작에 기반한 능동적 생존 전략임을 제시할 뿐만 아니라, 향후 탈리 메커니즘 기반의 착과 관리, 과실 품질 균일화, 생산성 향상 기술 개발에 기여할 것토토사이트 가입거절 기대된다.

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그림 설명 ▲왕벚나무에서 순차적토토사이트 가입거절 나타나는 탈리 과정. 봄철 꽃이 개화하여 벌과 나비와 같은 수분매개자를 유인한다. 이후 탈리 과정이 발생하며, 가장 먼저 꽃잎이 떨어지고 수정의 성공유무에 따라 다음 이어질 탈리 부위가 달라진다. 수정에 성공한 경우에는 꽃받침 부위가 탈리되어 버찌 열매가 자랄 수 있는 공간이 형성된다. 반대로 수정에 실패하거나 열매로 성숙하기 어려운 경우에는 양분과 에너지의 효율적 분배를 위해 꽃자루에서 탈리부위가 형성되어, 잔여 기관을 모두 떨어뜨린다. 만일 한 꽃줄기의 모든 꽃기관이 소실되면, 가지와 꽃기관을 연결하고 있던 꽃줄기 부위가 탈리되어 가지 위의 영역을 정리하여 내년도의 겨울눈과 새로운 세대를 준비한다. 본 그림은 벚나무에서 발생하는 일련의 탈리 과정과 그 부위를 시각화 하고 있다. 토토사이트 천아현 제공.