병원균의 침입을 받은 식물자체 방어하기 위한 조직적 방어 기작

[기본서 내용]

수목은 병원균의 침입을 받거나 상처를 입었을 때, 피해 부위가 확산되는 것을 막고 내부 조직을 보호하기 위해 다음과 같은 조직적·구조적 방어 기작을 작동시킵니다.

• 구획화(CODIT, Compartmentalization of Decay in Trees)

  • 수목이 상처를 입거나 병원균에 감염되었을 때, 노출되어 죽어가는 부위를 살아 있는 안쪽 조직과 분리시키는 작업입니다.
  • 감염된 부위를 물리적·화학적 장벽으로 둘러싸 부패가 수목 전체로 확산되는 것을 차단합니다.

• 도관 및 가도관의 차단 (활엽수와 침엽수의 차이)

  • 활엽수: 병원균의 이동 통로가 될 수 있는 도관을 차단하기 위해 도관 주변 유세포의 원형질체가 막공을 통해 도관 안으로 침입하여 전충체(塡充體, tylose)를 형성하거나, 검(gum) 혹은 점액질을 분비하여 통로를 막습니다.
  • 침엽수: 가도관 내에 송진(resin)을 축적하여 병원균의 침입과 확산을 물리적으로 방지합니다. 또한 가도관의 막공에서 원절(torus)이 한쪽으로 치우치는 막공폐쇄(膜孔閉鎖)를 통해 수분과 병원균의 이동을 차단합니다.

• 세포벽 강화(리그닌화)

  • 식물은 병원균의 전파를 막기 위해 기존 세포벽에 리그닌(lignin)을 추가로 합성하여 축적합니다. 이는 세포벽을 단단하게 만들어 병원균의 물리적 관통과 효소에 의한 분해를 어렵게 하는 강력한 장벽 역할을 합니다.

• 이층(떨켜) 및 보호층 형성

  • 낙엽 시기에 형성되는 이층(abscission layer)과 유사하게, 상처 부위나 감염 부위 주변에 수베린(suberin)화, 리그닌화, 혹은 코르크 조직이 발달한 보호층(protection layer)을 형성하여 외부 물질의 침투를 막습니다.

• 과민반응(Hypersensitive Reaction)

  • 병원균이 침입한 국부적인 지점의 세포들이 스스로 빠르게 죽어버리는 조직 괴사를 일으킵니다. 이는 병원균이 살아 있는 조직으로부터 양분을 얻지 못하게 하여 감염 부위를 고립시키고 확산을 저지하는 전략입니다.

• 전신획득 저항성(SAR, Systemic Acquired Resistance)

  • 국부적인 감염 자극이 발생하면 살리실산(salicylic acid) 등의 신호 전달 물질을 통해 식물체 전체에 저항성 신호를 보냅니다. 이를 통해 감염되지 않은 부위에서도 병원성 관련 단백질(PR단백질) 등을 미리 합성하여 면역력을 높입니다.