옥수수 및 Sorghum에 있어서 탄수화물과 NEL 축적에 관한 연구 II. Cell-Wall Constituents 합성 및 축적형태

Studies on Reserved Carbohydrates and Net energy Lactation ( NEL ) in Corn and Sorghum II. Synthesis and accumulation pattern of cell-wall constituents

옥수수 및 sorghum 식물(植物)에 있어서 생육시기(生育時期)와 환경온도(環境溫度)가 cell-wall constituents의 합성(合成) 및 축적형태(蓄積形態)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하기 위하여 옥수수의 Blizzard와 sorghum의 Sioux 및 Pioneer 931 품종(品種)을 공시재료(供試材料)로 하여 포장(圃場) 및 Phytotron 시험(試驗)을 실시(實施)하였다. Phytotron의 주(晝)/야간(夜間) 실내온도(室內溫度)는 30/25, 25/20, 28/18 및 $18/8^{\circ}C$로 하였으며 일조(日照)는 30,000-35,000Lux로 13시간(時間) 조사(照謝)하였다. 1979-81년간(年間) 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 옥수수 및 sorghum의 cell wall constituents는 유수형성기(幼穗形成期)에서 지엽(止葉)이 출현(出現)되는 시기(時期)에 최대(最大)의 합성능력(合成能力)을 갖는다. Neutral Detergence Fiber 및 Acid Detergence Fiber 농도(濃度)는 동화엽면적(同化葉面積)이 최대(最大)인 출수기전후(出穗期前后)에 각각(各各) NDF 52-55% (옥수수) 및 64-68%(Sorghum)와 ADF 30%(옥수수) 및 45% (Sorghum)로 가장 높은 수준(水準)을 나타낸다. 2 Cellulose 및 Hemicellulose는 세포구조막(細胞救造膜)을 형성(形成)하고 있는 structural carbohydrates로 Cellulose가 주(主)로 경조직(莖組織)의 cell wall을 구성(構成)하고 있는데 비해 Hemicellulose는 엽(葉)과 곡실부위(穀實部位)의 세포막구성물질(細胞膜構成物質)로서 중요(重要)한 역할(役割)을 한다. 3. Cell wall constituents의 합성(合成)은 환경온도(環境溫度)가 상승(上昇)됨에 따라 비례적(比例的)으로 증가(增加)한다. 그러나 fructosan, mono- 및 disaccharose 등 non-structural carbohydrates축적(蓄積)은 $30/25^{\circ}C$이상(以上)의 고온(高溫)에서 감소(減少)된다. 고온(高溫)에서의 세포구조막물질(細胞構造膜物質) 증가(增加)는 cell wall을 구성(構成)하고 있는 물질중(物質中) 特(特)히 Cellulose가 급증(急增)된데 기인(其因)된 것으로 온도상승(溫度上昇)에 따른 Cellulose의 합성능력(合成能力)은 Hemicellulose 및 Lignin에 비해 현저(顯著)한 증가(增加)를 보인다. 4 세포구조막물질(細胞構造膜物質)의 증가(增加)는 소화율(消化率) 및 net energy 축적(蓄積)을 크게 저해(沮害)한다. cell wall constituents 중(中) phenol 성분(成分)의 Lignin과 in vitro 소화율간(消化率間)에는 높은 부(負)의 상관(相關)이 있다($P{\leqq}0.1%$). Cellulose 및 Hemicellulose는 sorghum식물(植物)의 경우 소화율(消化率)과 NEL 축적(蓄積)을 크게 악화(惡化)시키나($P{\leqq}0.1%$) 옥수수에 있어서는 이같은 부(負)의 상관관계(相關關係)가 sorghum에서와 같이 크게 나타나지 않는다.

The effects of morphological development and environmental temperature on synthesis and accumulation behavior of cell-wall constituents were studied in maize cv. Blizzard and sorghum cv. Sioux and Pioneer 931 at Muenchen Technical University from 1979 to 1981. Various growth stages of maize and sorghum plants were grown on field and phytotron at 4 temperature regimes of 30/25, 25/20, 28/18 and 18/8 degree C and mid-summer sunlight over 13-hour days. The results are summarized as follow: 1. Cell-wall constituents in sorghum and maize plants were shown to have a great synthesis rates at early growth stage from growing point differentiation to final leaf visible. The highest concentration of cell wall contents were found at heading stage with 52-54% and 64-68% of neutral detergence fiber, and 30% and 45% of acid detergence fiber foe maize and sorghum, respectively. 2. The structural carbohydrates, cellulose and hemicellulose, were found as a main components of cell-wall constituents. Cellulose were mainly accumulated in stalks, while hemicellulose were an important cell wall components in leaves and panicle. 3. Synthesis rates of cell-wall constituents and non-strnctural carbohydrates were associated with increasing of temperature. Reserved carbohydrates such as fructosan, mono - and dissaccharose in plant were, however, declined when the temperature exceeded 30 deg C, during the accumulation of cellulose, hemicellulose and lignin were increased continuously. 4. Cell-wall constituents lowered digestibility and net energy accumulation in sorghum and maize plants. In a in vitro and in vivo trial, it was found a negative correlation between digestion dry matter and cell wall constituents, especially cellulose and lignin.