Changes of Drought Tolerance and Photosynthetic Characteristics of Populus davidiana Dode According to PEG Concentration

PEG농도에 따른 사시나무의 내건성과 광합성 특성의 변화

We investigated changes in photosynthetic characteristics of P. davidiana in order to understand damage patterns to photosynthetic apparatus under drought stress. Root sprout saplings of P. davildiana were treated with $0\%,\;2\%,\;5\%,\;and\;10\%$ of 300ml polyethylene glycol (PEG) once a weer far one month. After one month, we measured photosynthetic parameters and analyzed the photochemical and $CO_2$ fixation systems. Photosynthetic rate, stomatal conductance, and respiration rate in the leaves of P. davildiana decreased according to increasing stress strength. In the photochemical system, quantum yield of PSII was reduced by the increment of PEG concentration, The decrease of apparent quantum yield was related to reduction of electron transport. Respiration rate decreased with an increase in PEG concentration, whereas photorespiration rate in the $CO_2$ fixation system increased. In conclusion, photosynthesis of P. davidiana responded sensitively under drought stress, and the sensitivity depended upon the strength of water stress. P. davidiana exhibited an increase of water use efficiency under water stress.

건조 스트레스에 의한 광합성 기구의 피해 양상을 파악하기 위하여 사시나무를 대상으로 광합성 특성의 변화를 조사하였다. 사시나무의 뿌리를 채취하여 근 맹아를 유도하고 각 개체를 증식한 후 실험에 사용하였다. 건조처리는 PEG농도를 무처리구인 대조구와 $0\%,\;2\%,\;5\%,\;and\;10\%$ 처리구로 구분하여, 주1회 300ml씩 관수하여 4주 후 광합성 특성과 광화학계 및 탄소고정계를 분석하였다 수분스트레스의 강도가 증가함에 따라 사시나무의 광합성속도, 기공전도도 및 증산속도는 모두 감소하는 경향을 보였다. 광화학계에서 PEG 처리농도의 증가는 PSII의 양자수율을 감소시켰으며, 이러한 전자에너지 전달의 감소는 순양자수율도 감소시켰다. 한편 호흡속도는 PEG 처리 농도가 증가함에 따라 감소하였으나, 탄소고정계의 광호흡속도는 반대로 증가하였다. 결론적으로 사시나무는 건조스트레스를 받으면 광합성관련 기구가 매우 민감하게 반응하며, 그들의 민감성은 수분스트레스의 강도에 좌우된다. 한편 사시나무는 수분이용효율의 증가와 같은 수분스트레스에 대한 내성 조절 능력을 보여준다.