부유부엽성 개구리밥 식물체의 구조분화 연구

Structural Aspects of the Reduced Free-floating Hydrophyte, Spirodela polyrhiza

미분화된 엽상체 및 연결사와 뿌리로만 구성되어 있는 개구리밥(Spiroela polyrhiza)식물체의 구조분화 양상이 연구되었다. 엽상체는 엽육세포 내에 발달하여 있는 다수의 엽록체와 않은 막으로 구획화된 기실이 잘 발달되어 있어 광합성 및 부유에 중요한 역할을 하고, 측부로 발달하는 연결사에는 기실이 형성되어 있지 많으며 탈리층을 형성하여 모엽상체와 자엽상체를 분리시킨다. 뿌리는 흡수 및 식물체의 중심을 잡는데 중요한 역할을 하며, 근단부위에는 액포화된 근관세포층이 뚜렷히 발달하여 있다. 뿌리의 피층에는 원주형 기실이 형성되어 있으며 피층세포 내에는 잘 발달된 골지체, 미토콘드리아, rER등의 세포소기관들이 치밀하게 분포하였다. 엽상체, 연결사, 뿌리세포에는 엽록체가 발달하며 다수의 원형질 연락사가 분포하였다. 개구리밥은 10mm내외의 매우 축소된 식물체를 구성하나 효율적으로 잘 발달된 구조 분화체계를 이룬다. 이러한 구조는 수표면에 부유하여 빠르게 생장 및 증식하는 작은 식물체 크기와 이들의 괌은 생활환과 밀접한 관계가 있는 것으로 추정된다.

Aspects of structural differentiation of the free -floating hydrophyte, Spirodela polyrhira, has been investigated. The hydrophyte exhibited highly reduced structures having only fronds, connective stalks, and roots as a mature plant. The fronds were major photosynthetic and vegetatively reproducing organ during the growth. Daughter fronds which developed early in the mother frond were also chlorenchymatous, but they remained within foliage sheaths of the mother frond before separation from connecting stalks. Although the stalks and roots originated from the same meristematic region of the frond, they exhibited the distinct polarity showing former lateral growth and latter axial growth. Air chambers were formed only in the fronds and roots. Cellular components were scattered throughout the diffuse cytoplasm in most of the actively growing stalk cells. Root cells protected by the root cap demonstrated relatively complex organization, showing dense cytoplasm with Golgi, rER, mitochondria, and chloroplasts in the cortical cells. Cells in the root cap were highly vacuolated within the peripheral cytoplasm. Such reduction and differentiation of the plant body in Spirodela polyrhiza most effectively contributes to the better adaptation of smaller plants to superficial aquatic environments, while also enabling the rapid growth.