수지상균근

수지상균근은 식물의 뿌리와 뿌리 표면에 존재하는 진균(Fungus)사이의 형성되는 상리공생관계를 이야기 하는 것으로서, 진균의 균사는 식물 뿌리의 피층 세포벽 안쪽으로 침투하여 나뭇가지 모양의 구조물을 형성하고 이를 통해 식물의 광합성산물을 흡수한다. 반면에 진균은 토양으로 부터 흡수한 무기 양분과 수분을 식물에 제공함으로서 상리공생관계를 유지하게 된다. 

목차

수지상균근이라는 이름은 수지상체(arbuscule)에서 유래되었다. 수지상균근을 형성하면 식물 뿌리 세포 내에 수지상체라는 나뭇가지 형태의 독특한 구조를 형성하기 때문에 이러한 이름이 붙여졌다¹⁾²⁾.

수지상균근은 진핵성 균류에 속하는 수지상균근균과 식물 뿌리의 공생으로 형성된다. 수지상균근균은 글로메로균문(Phylum Glomeromycota)에 속하며, 80% 이상의 육상식물과 공생하여 수지상균근을 형성한다³⁾. 수지상균근균은 토양 내에서는 무성 포자의 상태로 존재하다가, 식물 뿌리를 만나면 균사를 뿌리 세포 내로 침투시켜 균근을 형성한다²⁾.

수지상균근균의 포자 (출처: GettyImages-145094163)

수지상균근균은 식물 뿌리의 피층 세포 내부로 침투하여 균근을 형성한다. 수지상균근균의 균사가 뿌리 세포로 들어가면 식물 피층에 내부 균사(intra-radical hyphae)를 형성하며, 내부 균사로부터 균사의 양분 저장 장소인 소낭(vesicle), 균류와 식물 간의 양분 교환 장소인 수지상체 등이 발달한다²⁾.

식물과 균류가 공생하여 수지상균근을 형성하게 되면 균류는 식물에게 인과 같은 무기 양분의 흡수를 원활하게 할 수 있도록 도움을 주고⁴⁾, 수분 및 염분 스트레스, 중금속으로 오염된 토양 등 척박한 환경에서 식물에게 내성을 제공하기도 하며, 식물은 그 대가로 균류에게 광합성으로 고정된 탄소를 제공한다⁵⁾. 

식물 뿌리 세포 내에서 수지상균근균의 형성 과정 (출처: )

글로메로균문은 1990년대까지의 형태적 형질을 이용한 분류 체계에서는 접합균류(Zygomycota)의 한 목(Order)으로 분류되어 왔으나, 2000년대 SSU(Small subunit) ribosomal RNA의 염기서열을 이용한 분석으로 글로메로균문이라는 하나의 단계통을 형성하는 것으로 밝혀졌다⁶⁾. 현재까지 보고된 종들 중 시아노박테리아와 공생 관계를 형성하는 Geosiphon pyriformis를 제외하면 모든 종들이 수지상균근을 형성하는 것으로 알려져 있다²⁾.

Geosiphon pyriformis, 수지상체(arbuscule), 글로메로균문(Phylum Glomeromycota), 수지상균근균, 균근, 균사, 소낭(vesicle), 접합균류(Zygomycota), 목(Order), 단계통, 시아노박테리아

엄안흠/한국교원대학교

정원희/중앙대학교

1. Koide, R.T. and Mosse, B. 2004. A history of research on arbuscular mycorrhiza. Mycorrhiza 14, 145-163.
2. Smith, S.E. and Read, D.J. 2008. Mycorrhizal symbiosis. 3rd. Academic Press, New York, USA.
3. Wang, B. and Qiu, Y.L. 2006. Phylogenetic distribution and evolution of mycorrhizas in land plants. Mycorrhiza 16, 299-363.
4. George, E., Marschner, H., and Jakobsen, I. 1995. Role of arbuscular mycorrhizal fungi in uptake of phosphorus and nitrogen from soil. Crit. Rev. Biotechnol. 15, 257-270.
5. Ruiz-Lozano, J.M., Azcón, R., and Gomez, M. 1995. Effects of arbuscular-mycorrhizal glomus species on drought tolerance: physiological and nutritional plant responses. Appl. Environ. Microbiol. 61, 456-460.
6. Schussler, A., Schwarzott, D., and Walker, C. 2001. A new fungal phylum, the Glomeromycota: phylogeny and evolution. Mycol. Res. 105, 1413-1421.