C3식물 (C3 Plant)
쉽게 풀면
광합성을 할 때 탄소 3개짜리 물질을 먼저 만드는 대부분의 식물이다. 예를 들어 벼, 밀, 콩, 보리는 모두 C3식물에 속하며 세계 식량 생산의 대부분을 이 경로를 쓰는 작물이 담당하고 있다.
왜 중요한가
C3식물은 벼·밀·콩 등 주요 식량작물 대부분을 포함하므로, 광호흡에 의한 탄소 손실을 줄여 수량을 높이려는 연구가 오랫동안 이어져 왔습니다. 대기 이산화탄소 상승에 대한 반응이 C4식물과 다르기 때문에 기후변화 영향 평가 모형에서 두 유형을 따로 다룹니다. 루비스코 효소가 이산화탄소뿐 아니라 산소와도 반응하는 이중 특이성을 가지기 때문에 C3식물은 고온에서 광호흡으로 광합성 산물의 상당량을 잃는데, 이 손실을 줄이려는 시도가 C3 작물 수량 육종의 오랜 과제였다. 루비스코의 산소화 반응으로 생긴 부산물을 처리하는 광호흡 경로 자체를 억제하거나 우회시켜 광합성 효율을 높이려는 유전공학적 시도가 여러 나라의 벼·밀 연구팀에서 진행되고 있다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
C3 경로는 루비스코 효소의 산소화 반응(광호흡)에 취약하여 고온에서 광합성 효율이 C4식물보다 낮음을 보여주는 결과이다.
탄소를 처음 고정할 때 3개의 탄소로 이루어진 화합물이 만들어지는 광합성 경로를 따르는 식물군을 가리킨다는 점을 실험으로 보여준 사례입니다.
조금 더 깊게 보면
C3와 C4의 구분은 첫 고정 산물의 탄소 수가 아니라 광합성 경로의 공간 구조 차이에 있습니다. C3식물은 고온·건조·강광 조건에서 광호흡이 커져 불리하지만, 저온과 약광에서는 오히려 C4식물보다 효율적일 수 있어서 어느 쪽이 우월하다고 단정할 수 없습니다. C3와 C4의 중간형이 여럿 보고되어 있어 이분법이 절대적이지 않다는 점도 알아 두어야 합니다. C3라는 명칭은 캘빈 회로에서 이산화탄소가 리불로오스이인산과 결합해 만들어지는 첫 안정 산물이 탄소 3개짜리 3-포스포글리세르산이라는 데서 유래하며, 이 회로가 엽육세포 하나에서 모두 일어난다는 점이 유관속초세포와 엽육세포로 반응을 나누는 C4식물과의 해부학적 차이다.
주의할 점
C3식물은 C4식물에 비해 저온·저광 조건에서는 오히려 유리한 경우가 있어, C3와 C4의 효율 차이는 환경조건에 따라 달라진다는 점에 유의해야 한다.