Inorganic and Organic Solute Pattern of Costal Plants, Korea

In order to elucidate the ecophysiological characteristics of coastal plants, we collected them on salt marsh and sand dune, and analyzed inorganic ($Na^+,\;K^+,\;Mg^{2+},\;Ca^{2+}$) and organic solutes (soluble carbohydrate, glycine betaine). Chenopodiaceous plant species (Atriplex gmelini, Salicornia europaea, Salsola collina, Suaeda glauca, Suaeda japonica) showed a tendency to accumulate inorganic ions such as $Na^+\;and\;Cl^-$ instead of $K^+$. However, Chenopodium serotinum which lives in ruderal habitat contained more $K^+$ and less $Na^+$ than the other Chenopodiaceous plants. Most Chenopodiaceous plant species maintained very low level of soluble $Ca^{2+}$ and relatively low concentration of carbohydrates and showed high concentration of glycine betaine which is among the most effective known compatible solutes in the leaves of plant under drought and saline conditions. On the other hand, plant species which belong to Gramineae (Ishaemum anthephoroides, Phragmites communis, Zoysia sinica) and Cyperaceae (Carex kobomugi, Carex pumila) absorbed $K^+$ selectively and excluded $Na^+\;and\;Cl^-$ effectively regardless of habitat conditions, and they accumulated more soluble carbohydrate as osmoticum than Chenopodiaceous plants. These results suggested that physiological characteristics such as high storage capacity for inorganic ions (especially alkali cations, chloride) and the accumulation of glycine betaine in chenopodiaceous plants and $K^+$-preponderance, an efficient regulation of ionic uptake (exclusion of $Na^+\;and\;Cl^-$) and the accumulation of soluble carbohydrate in monocotyledonous plants enable them to grow dry and saline habitats.

해안 식물의 무기 및 유기용질 양상

염습지와 사구지역에 생육하는 해안식물의 생리생태학적 특성을 이해하기 위하여 무기이온($Ca^{2+},\;Na^+,\;K^+,\;Mg^{2+},\;Cl^-$)과 유기용질(수용성 당, glycine betaine)을 정량적으로 측정하였다. 명아주과 식물(가는갯능쟁이, 퉁퉁마디, 솔장다리, 나문재, 칠면초)은 $K^+$이온 대신에 $Na^+$이온과 $Cl^-$이온을 축적하는 경향을 보였다. 그러나 교란지에 서식하는 좀명아주는 다른 명아주과 식물에 비해 $Na^+$이온 대신에 높은 $K^+$이온을 함유하였다. 조사된 대부분의 명아주과 식물은 체내 수용성 $Ca^{+2}$이온의 함량이 낮고, 비교적 소량의 수용성 당을 함유하였으며, glycine betaine을 다량 함유하였다. 이와는 대조적으로 단자엽에 속하는 벼과(갯쇠보리, 갈대, 갯잔디)와 사초과(통보리사초, 좀보리사초)의 식물은 $Na^+$와 $Cl^-$이온을 효과적으로 배제하여 체내 낮은 함량을 유지하였으며, 또한 $K^+$이온을 선호하며, 명아주과 식물보다 더 많은 당을 삼투물질로 축적하였다. 결론적으로, 명아주과식물은 무기이온과 glycine betaine을 축적하고, 단자엽식물은 $K^+$이온과 수용성 당을 축적하는 효과적인 이온조절을 통해 염습지 및 사구지역에 적응하는 것으로 여겨진다.