A Study on Characteristics of Crassulacean Acid Metablism in Leaves and Stems of Portulaca oleracea L.

쇠비름(Portulaca oleracea L.)에 있어서 잎과 줄기의 돌나물 과형 유기산대사(CAM)의 비교

Diurnal acid fluctuations, stomatal resistance, and morphology and anatomy were investigated in leaves and stems P. oleracea L. growing under the natural environmental condition. A CAM-like pattern of acid fluctuation was exhibited not in leaves of the young purslane but in its stems. Defoliated stems showed a decreased in diurnal changes of total acidity as compared with normal stems. Excised stems stored in continuous darkness exhibited diurnal acid rhythms, and they showed light deacidifications for three days. Kranz-type arrangement was observed in leaves, but not in stems. Micrography of cross sections of stems showed cells with relatively large vaculoles and a few chloroplasts. The number of stomata was 3,275cm-2 in leaves, while the stomata could not be observed in stems. Stomatal resistance was high at night and low in daytime in leaves of the young purslane, and the range of its value was 5~40 sec.$\textrm{cm}^{-1}$. But stomatal resistance in leaves of the water-stressed plant was comparratively high in day time, and its value was 30 sec.$\textrm{cm}^{-1}$. The result of these studies showed the possibility that the stem of P.oleracea L. possesses CAM under certain stressed conditions.

본 연구는 쇠비름(Portulaca oleracea L.)의 잎과 줄기에서 광합성양식의 차이를 규명하기 위한 기초연구로서 산도의 변화, 형태와 구조 및 기공저항 등을 조사비교하였다. 광주기가 12시간인 자연상태에서 자생하고 있는 어린 쇠비름에 대한 산도의 일변화는 잎보다 줄기에서 더욱 뚜렷하였다. 잎을 제거한 줄기의 산도의 일변화량은 잎을 제거하지 않은 정상적인 것보다 감소하는 경향을 나타내었다. 잎과 줄기를 잘라서 4일간 계속 암처리하였을 때 산도의 일변화가 줄기에서는 3일간 유지되었으나 잎에서는 나타나지 않았다. 암처리중인 일부의 시료에 15 Klux의 광처리를 하였을 때 암처리중인 시료보다 더 뚜렷한 산도의 감소(light deacidification)를 나타내었다. 잎은 Kranz형의 구조를 보였으나 줄기에서는 큰 액포를 가지는 육질성 세포에 엽록체가 드물게 분포하는 구조를 나타내었다. Mesophyli succulence(Sm)는 잎이 1.38, 줄기는 6.51의 값을 나타내었다. 잎은 평균 5,275$cm^{-2}$의 기공수를 나타내었으나 줄기에서는 기공이 발견되지 않았다. 자연상태에서 자라고 있는 어린 쇠비름의 잎의 기공저항은 주간에 40sec$cm^{-1}$로 높고 야간에 5sec$cm^{-1}$ 정도로 높아지는 경향을 나타내었다. 이상의 결과로 쇠비름의 잎이 $C_{4}$형으로 알려졌으나 줄기에서는 CAM이 존재할 가능성이 있다는것을 알 수 있었다.