• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권4호
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• pp.547-555
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• 2020

미세조류는 효율적으로 바이오매스를 증가시킬 수 있으며 유용한 생물학적 자원들을 축적할 수 있기 때문에 에너지 및 식품 생산 등 다양한 분야에서 유망한 자원으로써 주목받고 있다. 본 연구에서는 4종의 미세조류(Chlorella vulgaris, Mychonastes homosphaera, Coelastrella sp., Coelastrella vacuolata)를 선정하여 이들의 성장, CO2 동화, CO2 농도에 따른 미세조류의 지질 생성 특성을 분석하였다. 각 미세조류의 크기는 C. vulgaris가 가장 작았으며, M. homosphaera, C. vacuolata, Coelastrella sp. 순으로 큰 크기를 나타냈다. C. vulgaris는 다른 3종의 미세조류와 비교해서 크기가 가장 작으며 성장과 CO2 동화 속도가 가장 빠르게 나타났다. 또한, 초기 바이오매스가 증가함에 따라 CO2 동화 속도는 최대 9.62 mmol·day-1·l-1를 나타냈으며, 다른 3종의 미세조류(약 3 mmol·day-1·l-1)보다 3배 이상 높은 CO2 동화 속도를 보여주었다(p < 0.05). M. homosphaera를 제외하고 3종의 미세조류는 CO2 농도와 CO2 동화 비속도 사이에 양의 상관관계(positive correlation)를 나타냈다. 특히, C. vulgaris는 다른 3종의 미세조류와 비교해 더 높은 CO2 동화 비속도를 보여주었다(14.6 vs. ≤ 11.9 mmol·day-1·l-1). 4종의 미세조류는 CO2 농도가 증가함에 따라 지질 함량이 증가했으며 그 중에서 C. vulgaris는 최대 18 mg·l-1를 나타내 다른 3종의 미세조류(최대 12 mg·l-1)보다 최소 50% 이상 높은 지질 함량을 보여주었다. 4종의 미세조류 중 C. vulgaris가 효율적으로 CO2를 동화하며 다른 미세조류보다 높은 바이오매스와 지질 생산이 가능함을 시사한다.

• 한국작물학회지
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• 제39권6호
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• pp.526-530
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• 1994

본 연구는 자연조건에서 생육된 벼를 수정 후 13일에서 15일에 일정한 환경조건으로 옮긴 다음 공기유입속도의 변화(200-280-360-440 ml/min.)에 따른 벼의 광합성 반응을 알아보기 위하여 진행되었다. 공기유입속도의 변화에 따른 경시적인 광합성반응에서, 기공전도율은 처리 후 초기에 급속히 감소한 다음 일정시간동안 동요되다가 약 1시간에서 1시간30분후에 평형상태에 도달되었다. 이와 유사한 변화는 탄소동화율에서도 찾아 볼 수 있었다. 기공전도율은 공기유입속도가 증가함에 따라 감소하였는데, 그 감소율은 탄소동화율에서 나타나는 감소율과 일치되는 경향이었다. 공기의 흐름을 분당 440 ml로 하여 전분이 축적되는 기간동안 처리하였을 경우, 전분덩어리들 간의 결합구조가 느슨하며 전분덩어리를 횡단하였을 경우에는 미세한 구멍이 발생됨을 관찰할 수 있었다. 이상에서 알 수 있는 것은 공기유입속도의 증가에 따른 기공전도율과 탄소동화율은 상호간 관계가 밀접함을 알 수 있으며 공기유입속토의 증가는 광합성과정에서 $CO_2$흡수 및 광합성의 최종산물인 전분구조에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제18권2호
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• pp.255-263
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• 1995

Two poplar clones, I-214 (Populus euramericana) and Peace (P. Koreana × P. trichocarpa), were grown for 21 days in growth chambers at different CO₂concentrations (350, 700 and 2,000 μL·L-1). I-214 has stomata responding to environmental conditions in normal ways and Peace has unresponsive stomata to environmental factors including light, ABA, water stress and CO₂. In both plants, elevated CO₂ stmulated the growth of plant parts, especially leaf dry weight. And a CO₂ enrichment of 700 μL·L-1 CO₂ caused increment of net assimilation rate (NAR). The growth responses of these plants to CO₂ enrichment were different especially at high CO₂ condition (2,000 μL·L-1 CO₂). The total dry weight in Peace increased up to 2,000 μL·L-1 CO₂ but not in I-214. A CO₂ enrichment of 2,000 2,000 μL·L-1 CO₂ had little effect on NAR of I-214 but enhanced NAR of Peace. Although it is uncertain whether the different responses to CO₂ enrichment between I-214 and Peace resulted from the different properties of stomatal responses to long-term CO₂ treatment, the decrease in NAR is probably due in part to CO₂-induced stomatal closure in I-214 but not in Peace.

• 한국작물학회지
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• 제48권3호
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• pp.243-247
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• 2003

콩의 입중에 따른 이상초형(ideal type)의 개발을 위해 광합성호율이 높은 안전 다수성 콩 품종육성의 엽형 모델을 찾고자 엽형 및 입중에 따른 잎기능에 관련된 몇 가지 주요특성 및 $\textrm{CO}_2$ 이용효율과의 관계를 조사했는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 대두 단엽의 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 소립품종에서 장엽형 잎을 가진 품종이 19.66 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 환엽형 잎을 가진 품종(18.29 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높은 경향이었으며, 대립품종에서는 환엽형 잎을 가진 품종이 19.17 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 장엽형품종(17.45 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높았다. 2. 기공전도도가 0.12-0.13범위에서는 주로 대립, 장엽형 품종이 분포하고 있었으며 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 17-18 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$정도로 낮았고, 0.14-0.15범위에서는 소립, 장엽형 품종들이 분포하였는데 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 19-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 3. $\textrm{CO}_2$ 동화량에 영향을 미치는 전자생성량은 대립, 환엽형 잎을 가진 품종들이 0.82-0.83으로 가장 적었으나 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 18-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 4. 주당 $\textrm{CO}_2$ 흡수량은 나물콩에서는 장엽형 품종이 68.5ppm으로 환엽형(46.5 ppm)보다 크게 높았으며 장류콩에서는 환엽형이 70.1 ppm으로서 장엽형(63.1 ppm) 보다 약간 높았다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제31권4호
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• pp.261-267
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• 2008

Growth and photosynthetic responses of one $C_3$ and two $C_4$ plants in the family Chenopodiaceae in three $CO_2$ concentration $([CO_2])$ conditions-low (about $243{\mu}mol\;mol^{-1}$, LC), present (about 378, PC), and high (about 465, HC)-were investigated in open top chambers. The relative growth rate (RGR) and net assimilation rate in the $C_3$ plant, Chenopodium album, increased with increasing $[CO_2]$, though the RGR was not enhanced significantly in the HC condition. The leaf area ratio and leaf weight ratio of the $C_3$ plant drastically decreased with increasing $[CO_2]$, suggesting that the $C_3$ plant invests more biomass to leaves in lower $[CO_2]$ conditions. The two $C_4$ plants, Atriplex glauca and A. lentiformis, showed relatively small changes in those growth parameters. These photosynthetic-pathway-dependent responses suggest that growth patterns of $C_3$ and $C_4$ plants have been altered by past increases in atmospheric $[CO_2]$ but that there will be relatively little further alteration in the future high-$CO_2$ world.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제22권E2호
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• pp.89-98
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• 2006

Two tobacco cultivars (Nicotiana tabacum L.), Bel-B and Bel-W3, tolerant and sensitive to ozone, respectively, were grown in a greenhouse supplied with charcoal filtered air and exposed to 200 ppb ozone for 4 hr. Effects on chlorophyll fluorescence, net photosynthesis, and stomatal conductance are described. Quantum yield was calculated from chlorophyll fluorescence and the initial slope of the assimilation-light curve measured by the gas exchange method. Only the sensitive cultivar, Bel-W3, developed visual injury symptoms on up to 50% of the $5^{th}$ leaf. The maximum net photosynthetic rate of ozone-treated plants was reduced 40% compared to control plants immediately after ozone fumigation in the tolerant cultivar; however, photosynthesis recovered by 24 hr post fumigation and remained at the same level as control plants. On the other hand, ozone exposure reduced maximum net photosynthesis up to 50%, with no recovery, in the sensitive cultivar apparently causing permanent damage to the photosystem. Reductions in apparent quantum efficiency, calculated from the assimilation-light curve, differed between cultivars. Bel-B showed an immediate depression of 14% compared to controls, whereas, Bel-W3 showed a 27% decline. Electron transport rate (ETR), at saturating light intensity, decreased 58% and 80% immediately after ozone treatment in Bel-B and Bel-W3, respectively. Quantum yield decreased 28% and 36% in Bel-B and Bel-W3, respectively. It can be concluded that ozone caused a greater relative decrease in linear electron transport than maximum net photosynthesis, suggesting greater damage to PSII than the carbon reduction cycle.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.401-409
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• 2021

본 연구는 반밀폐형 토마토 재배 온실에서 광합성율 극대화를 위한 적정 탄산가스 시비 농도를 구명하고자 광합성 모델을 이용하여 잎의 최대 카복실화율(V_cmax), 최대 전자전달속도(J_max), 열파괴, 잎 호흡 등을 계산하고 실제 측정값과 비교하였다. 다양한 광도(PAR 200µmol·m^-2·s^-1 to 1500µmol·m^-2·s^-1)와 온도(20℃ to 35℃) 조건에서 CO₂ 농도에 대한 A-C_i curve는 광합성 측정 기기를 사용하여 측정하였고, 모델링 방정식으로 아레니우스 함수값(Arrhenius function), 순광합성율(net CO₂ assimilation, A_n), 열파괴(thermal breakdown), R_d(주간의 잎호흡)를 계산하였다. 엽온이 30℃ 이상으로 상승하였을 때 J_max, An 및 thermal breakdown 예측치가 모두 감소하였고, 예측 J_max의 가장 최고점은 엽온 30℃였으며 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 생장점 아래 5번째 잎의 광합성율은 PAR 200-400µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 600ppm, PAR 600-800µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 800ppm, PAR 1000µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1000ppm, PAR 1200-1500µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1500ppm을 공급했을 때 포화점에 도달하였다. 앞으로 광합성 모델식을 활용하여 과채류 온실 재배 시 광합성을 높일 수 있는 탄산시비 농도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권2호
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• pp.127-132
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• 2008

In bioreactor cultures of plants, inoculum density is an important factor affecting growth and proliferation of the plantlets. To maximize shoot growth and proliferation of grape rootstock '5BB' in bioreactors, inoculum density varied at 15, 30, 45 and 60 single nodes in a 3-liter scale balloon type bioreactor, respectively and cultured for 40 days. Results suggested that the growth and the photosynthesis of the plantlet were greatly affected by inoculum density in the bioreactor. The inoculum density of 45 nodes resulted in the greatest growth (910.4 mg/shoot FW, 764.4 mg/root FW) followed by 30 nodes. $CO_2$ assimilation rate, stomatal conductance, transpiration rate of the plantlet were also highest at the inoculum density of 45 nodes. Significant reduces in shoot and root growth (426.5 mg/shoot FW, 248.4 mg/root FW) were observed at the inoculum density of 60 nodes. When the inoculum density decreased by 15 nodes, plantlets were malformed due to hyperhydricity, resulting in the highest transpiration rate and the lowest $CO_2$ assimilation rate. The plantlets stressed by the inoculum density at 15 nodes and 60 nodes showed larger number and irregular shape of stomata compared to the plantlets inoculated with 45 nodes.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권3호
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• pp.167-171
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• 2004

Objective of this research was to investigate the effect of irrigation concentration on the growth and fruit quality of sweet pepper(Capsicum annuum L.) in fertigation. The sweet pepper was grown for 210 days with irrigation concentration of EC 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, and 3.0 dSㆍ$m^{-1 }$ in fertigation nutrient solution developed by European Vegetable R & D Center, Belgium. The net $CO_2$ assimilation and transpiration rate were the highest in the treatment of 2.0 dSㆍ$m^{-1 }$. The pH in the soil was range of 5.63 ～6.03, the EC increased as the irrigation concentration was getting higher. The SPAD value also increased as the irrigation concentration was getting higher, N, P, K, Mg except Ca were highest in the treatment of EC 2.0 dSㆍ$m^{-1 }$. The growth was good in the treatment of EC 2.0 dSㆍm$m^{-1 }$. The fruit length, width, firmness, and pericarp thickness had no statistical differences among treatments, the fruit fresh weight and dry weight were good in the treatment of EC 2.0 dSㆍ$m^{-1 }$ the yield was good in the treatment of EC 1.5 dSㆍ$m^{-1 }$ and EC 2.0 dSㆍ$m^{-1 }$ The sugar contents was the highest in the treatment of EC 2.0 dSㆍ$m^{-1 }$ with 9.0$^{\circ}$Brix. In conclusion, the optimal irrigation concentration for sweet pepper fertigation was EC 2.0 dSㆍm$^{-1}$ .

• 생물환경조절학회지
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• 제4권2호
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• pp.175-180
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• 1995

본 연구는 SCDS(specific color difference sensor)를 이용하여 토마토의 비파괴적인 질소 영양 진단 방법을 확립하기 위하여 질소 농도를 0, 10, 50, 100, 150, 200, 300, 600ppm으로 조절하여 NFT방식으로 실험을 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 배양액 내의 질소 농도가 0ppm에서 150ppm으로 높아짐에 따라 토마토 잎의 기공 저항은 급격히 줄어든 반면 기공 확산 속도는 증가하였다. 한편, 질소 농도가 높아짐에 따라 광합성 속도도 증가하였지만 100ppm에서 부터 600ppm까지는 큰 차이를 보이지 않았다. 토마토 잎의 SCDS값이 높아짐에 따라 광합성 속도는 직선적으로 증가하였으며 평균 과중과 상품 수량은 2차 곡선모양으로 증가하는 경향을 보였다. 엽내 질소 함량이 3% 정도될 때까지 광합성 속도는 크게 증가하였지만 3.3-3.5% 수준부터 광합성은 포화상태를 나타냈다. 토마토 잎의 SCDS값과 엽내 질소 함량 간에는 고도로 유의한 정의 상관을 보였다. 토마토의 생리적 활성, 생육 및 상품 수량을 고려해 볼 때, 엽내 질소 함량의 적정 범위는 3.0-3.8%인 것으로 나타났다. 이 범위에 해당되는 SCDS값은 40.4-52.2였다.