균근

균근은 식물의 뿌리와 곰팡이의 공생체를 일컫는다. 일반적으로 균근 내에서 곰팡이는 식물의 뿌리 세포 내부 또는 외부에 증식하면서 식물과 서로 도움이 되는 상리공생관계를 유지하지만 간혹 곰팡이가 식물에 병을 일으키기도 한다. 대개 곰팡이는 식물이 토양의 수분과 무기영양분을 효과적으로 흡수하도록 도우며 식물은 광합성으로 만든 영양분을 곰팡이에게 공급한다. 이와 같은 영양분의 교환은 식물이 살아가는데 있어 매우 중요한 요소로 작용한다. 그러나 모든 식물이 균근을 가지는 것은 아니다. 수분과 필수영양소의 공급이 원활한 곳의 식물은 균근을 형성하지 않는다. 'mycorrhyza'는 그리스어 어원으로 곰팡이 또는 진균을 뜻하는 ‘myco’와 뿌리를 뜻하는 ‘rhiza’의 합성어이다.¹⁾

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곰팡이가 식물 뿌리와 어떻게 접촉하고 있는가에 따라 균근은 외생균근(ectomycorrhizal)과 내생균근(endomycorrhiza)으로 구분된다. 외생균근은 주로 목본식물의 뿌리가 균근을 형성하는데 뿌리 세포 사이 사이로 균사체를 뻗어 소위 하르티히망(hartig net)을 형성한다. 겉으로 보면 마치 뿌리가 곰팡이의 균사체로 둘러싸인 것으로 보이는 경우도 있다. 균사체가 뿌리 세포 내부로 진입하지 않고 외부를 감싸고 있어 외생균근으로 불린다.

내생균근은 균근의 대부분을 차지하며 다양한 식물의 뿌리가 균근을 형성한다. 내생균근을 형성하는 곰팡이는 균사를 식물 뿌리의 피층세포까지 관통하여 가지 모양의 균지(arbuscule)나 주머니 모양의 균낭(vesicle)을 형성한다. 따라서 외생균근에 비하여 내생균근은 식물과 훨씬 직접적인 공생 관계를 유지한다. 외생균근과 내생균근 공히 균사의 일부는 식물의 뿌리에 연관되어 있고 나머지는 토양 속에 퍼져 식물에 수분과 무기영양분을 공급한다.

내생균근(왼쪽)과 외생균근(오른쪽). (출처:한국식물학회)

균근은 물이 부족하거나 질소와 인이 부족한 토양에서 특히 식물에게 이롭다. 균근을 이루는 곰팡이의 균사가 식물의 뿌리보다 훨씬 가늘고 작기 때문에 표면적을 더 많이 가질 수 있어 부족한 물과 영양분을 보다 효과적으로 식물에 전달할 수 있다. 따라서 동일한 토양환경에서 균근을 형성하지 않는 식물보다 균근을 가진 식물이 더 큰 경쟁력을 가진다고 할 수 있다. 균근을 가진 식물이 토양 유래 질병에 대한 저항성이 크다는 보고도 있어 균근의 형성이 식물의 생장에 큰 이익을 준다는 것을 뒷받침한다.

균근을 이루는 곰팡이는 식물과 식물 사이를 연결하기도 한다. 곰팡이의 균사로 연결된 식물은 서로 영양분을 교환하기도 하고, 곤충의 공격을 받을 경우 경고에 해당하는 물질을 교환함으로써 곤충의 공격에 대비하게 하기도 한다. 균근을 형성하는 곰팡이는 식물이 광합성을 통하여 만든 탄수화물을 직접 취함으로써 생장과 생식에 도움을 받는다. 이와 같이 일반적으로 균근을 구성하는 식물과 곰팡이는 상호 이익을 주는 공생관계를 형성한다.  

1. Johnson NC, Graham JH, Smith FA (1997) Functioning of mycorrhizal associations along the mutualism–parasitism continuum. New Phytologist, 135: 575–585
2. Taiz L, Zeiger E, Mőller IM 등 (2015) Plant Physiology and Development. 6th ed. Sinauer Associates, Inc. Sunderland, USA, 137-140