• Journal of Plant Biology
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• 제36권3호
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• pp.195-201
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• 1993

The room temperature fluorescence induction of chloroplasts was utilized as a probe to locate the site of inhibition by mercury, copper and zinc on PS II by mercury. Inhibitory effect of Hg2+ on electron transport activity was notable as compared with Cu2+ and Zn2+. At concentrations of HgCl2 over 50 $\mu$M, activities of PS II and whole-chain electron transport decreased more than 70%, while that of PS I decreased about 10~30%. This suggests that PS II is more susceptible to Hg2+ than PS I is. In the presence of diphenylcarbazide (DPC), 50 $\mu$M HgCl2 inhibited the reduction of dichlorophenolindophenol (DCPIP) about 50%. Addition of heavy metals induced marked decrease in maximal variable fluorescence/initial fluorescence [(Fv)m/Fo], but no changes in Fo. With various concentrations of heavy metals, changes of chlorophyll a fluorescence emitted by PS II showed gradual decrease in photochemical quenching (qQ), which indicates an increase in reduced state of electron acceptor, QA. Especially, the addition of HgCl2 caused a notable decrease of qQ. In the presence of 50 $\mu$M CuCl2, energy-depended quenching (qE) was completely reduced, whereas in the presence of 50 $\mu$M CuCl2 and ZnCl2 it was still remained. The above results are discussed on the effects of mercury in relation to water-splitting system and plastoquinone (PQ) shuttle system.

• Journal of Plant Biology
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• 제19권4호
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• pp.95-99
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• 1976

This work deals with different extraction media and reaction mixtures on photosystem II activity of Spinach chloroplasts. The photoreduction rate of ferricyanide and DPIP by intact chloroplasts which extracted with four kinds of extraction media; S-Tris-N pH 7.2, 8.0, S-Tricine-N pH 7.2, 8.0, was measured in five kinds of reaction mixtures; S-Tris-N pH 7.2, 8.0, S-Tricine-N pH 7.2, 8.0, 0.05 M-Tris pH 7.2. The extraction medium which shows the highest photoreduction rate was S-Tris-N at pH 7.2 and S-Tricine-N at pH 8.0. As to the reaciton mixture, S-Tricine-N pH 8.0 showed the highest rate. On the complex effects of extraction media and reaction mixtures, the highest photordeuction rate of Hill oxidant by intact chloroplasts was obtained by S-Tris-N pH 7.2 extraction medium and S-Tricine-N pH 8.0 reaction mixture. The second highest activity was obtained by S-Tricine-N pH 8.0 extraction medium and reaction mixture.

• 환경생물
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• 제19권1호
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• pp.43-48
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• 2001

구상나무 침엽의 엽록소형광과 생육지의 환경요인의 일변화를 계절별로 조사하여 환경요인의 변화에 따른 구상나무의 환경 적응성을 규명하였다. 광계 II의 광화학적 효율, 즉 Fv/Fm은 겨울에는 0.19-0.36으로 매우 낮은데 반하여 여름에는 0.8-0.86으로 높았다. 낮시간의 Fv/Fm이 겨울에는 아침, 저녁보다 상대적으로 높아서 겨울철 한낮의 환경조건이 구상나무 잎의 광합성기구에 우호적으로 작용을 하는 것으로 판단된다. 여름에는 낮시간에 광억제가 다소 일어나지만 Fv/Fm이 전반적으로 높아 낮시간의 환경 조건이 구상나무에 광피해를 야기하지는 않는 것으로. 해석되었다. 비광화학적 엽록소형광 소멸 능력, 즉 NPQ는 겨울에는 0-0.01로 밤과 낮의 차이가 없이 매우 낮았고, 여름에는 낮시간에 0.76으로 높았다. 따라서 구상나무는 여름철 환경 스트레스로부터 광계 II를 보호하는 조절 기구가 잘 발달한 것으로 판단되었다. 겨울에는 Fv/Fm이 온도, 광량, 상대습도와 모두 정의 상관관계를 보였으나 NPQ는 환경요인 모두와 상관성이 없는 것으로 나타났다. 여름에는 Fv/Fm이 온도와 광량과는 음의 상관관계를 나타낸 반면에 상대습도와는 정의 상관관계를 보였다. 따라서 구상나무 생육지의 조건하에서 겨울에는 온도, 광량, 상대습도의 증가는 모두 광합성 효율을 증가시키는 반면에 여름에는 높은 온도와 광량이 광억제를 야기할 수 있는 것으로 사료된다.

• 한국조경학회지
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• 제45권3호
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• pp.1-8
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• 2017

이 연구는 염화칼슘이 스트로브잣나무(Pinus strobus)의 생장 및 생리반응에 미치는 영향과 그 중 염화칼슘에 민감하게 반응하는 변수를 알아보고자 실시되었다. 이를 위해 염화칼슘에 처리에 대한 스트로브잣나무의 가시적 피해, 근원경 생장, 식물체 내 수분함수량, 엽록소함량과 구성, 광계 II의 최대 활성, 전자전달율의 변화를 분석하였다. 염화칼슘 처리는 개엽하기 전에 염화칼슘 0.5, 1.0, 3.0% 수용액을 근권부에 관수하였다. 염화칼슘 처리에 의한 가시적 피해로 잎의 갈변과 탈락, 잎 마름이 나타났으며, 이러한 피해 양상은 염화칼슘 농도가 높고, 처리 기간이 길어질수록 가중되어 나타났다. 근원경(밑둥지름) 생장량 그리고 잎의 수분함수량의 감소는 염화칼슘 1.0%와 3.0% 처리에서 유의하게 나타났다. 광색소인 총엽록소함량, 광계 II의 최대 활성, 전자전달율은 염화칼슘 3.0% 처리에서 대조구 대비 유의한 감소를 보였다. 결론적으로 염화칼슘 처리는 엽 내 수분상태에 영향을 주었고, 광수확 능력과 광화학반응 능력의 감소를 초래하였다. 또한, 염화칼슘 농도와 생장 및 생리반응 변수들 간의 상호 연관성을 분석한 결과, 잎의 수분함수량과 엽록소 a와 b의 비율의 회귀식 결정계수가 상대적으로 높아, 스트로브잣나무의 염화칼슘 피해 수준에 민감하게 반응하는 변수로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제20권1호
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• pp.27-34
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• 2018

본 연구에서는 멸종위기식물인 큰바늘꽃(Epilobium hirsutum L.)의 효과적인 보전 및 복원을 위한 기초자료를 얻기 위해 토양의 수분함량과 유기물함량이 번식계절과 생리 반응에 어떠한 영향을 주는지에 대하여 알아보았다. 큰바늘꽃은 다년생식물이지만 모든 구배에서 한 해에 생식생장을 하였다. 꽃봉오리, 꽃 그리고 열매주머니는 수분구배와 영양소구배에서 각각 높은 수분 조건과 높은 유기물 조건에서 가장 이른 시기에 성숙하였다. 그리고 꽃 수와 열매주머니 수는 높은 수분 조건과 높은 유기물 조건에서 더 빨리 증가하였다. 엽록소 함량은 수분구배에서 높은 중간 수분 조건과 높은 수분 조건에서 가장 많았고, 영양소구배에서는 차이가 없었다. 최소엽록소형광 값은 수분구배와 영양소구배 모두 차이가 없었고, 최대엽록소형광 값은 높은 수분 조건과 높은 유기물 조건에서 가장 높았다. 광계 II의 광화학적 효율 값은 모든 수분구배에서 0.75로 차이가 없었고, 영양소구배에서의 경우 높은 유기물 조건에서 0.78로 가장 높았다. 큰바늘꽃은 수분이 증가할수록 엽록소 함량이 많아지고, 유기물이 증가할수록 Fv/Fm 값이 높아졌다. 이상의 연구결과는 토양의 충분한 수분과 유기물 함량은 큰바늘꽃의 번식계절을 앞당겨 주고 생식생장을 촉진한다는 것을 보여준다. 추후 멸종위기종인 큰바늘꽃의 개체군 유지와 서식지를 관리하는데 중요한 정보가 될 것으로 판단된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제16권2호
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• pp.124-128
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• 1992

인삼의 엽소현상과 광계 II(photosystem II)의 광수확 엽록소-단백질 복합체(LHCP II)의 광에너지 분배 기작과의 관계를 구명코저 LHCP II의 인산화에 따른 형광 quenching과 광량별 인산화 정도, 그리고 단백질 조성을 조사하였다. 인삼은 DCMU의 존재 하에서 photosystem II의 형광발생량이 양지식물인 콩에 비해 많았으며, 인간화에 따른 형광 quenching율도 현저히 높았다. 또한, 강광(25k1ux 이상)에서 인삼은 인산화에 따른 형광 quenching율이 콩에 비해서 2배정도 높다는 사실을 확인하였다. 엽록소-단백질 복합체(CP-complex)의 조성비율 및 LHCP II를 구성하고 있는 단백질의 앙과 수적인 면에서 비교식물과 큰 차이를 나타내었는데, 24~29kD 범위에서 인삼은 25, 26, 27kD의 major 밴드와 24, 25.3, 28.3kD의 minor밴드로 구성되어 있었으며 광량에 의존적으로 인산화가 증가하는 인삼의 LHCP II 단백질은 24kD 이었다.

• 현장농수산연구지
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• 제22권1호
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• pp.35-42
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• 2020

This study was conducted to investigate the photosystem II activities of Cercis chinensis by soil water condition. Drought stress was induced by withholding water and waterlogging treatments was immerging the pots for 15 days. Results showed that the relative activities per reaction center such as ABS/RC, TRo/RC and Dio/RC were significantly increased compared with the control group after 12 days in waterlogging treatments. Particularly, Dio/RC increased substantially under waterlogging stress, indicating that excessive energy was consumed by heat dissipation. Furthermore, the performance index on absorption basis(PI_abs) and responses to structural and functional PS II(SFI_abs) were dramatically decreased after 15 days in both the drought and waterlogging treatments, which reflects the relative reduction state of the photosystem II. These results of chlorophyll a fluorescence by OKJIP analysis show that the sensitive changes photosystem II activity. Thus, on the basis of our results that Cercis chinensis was exhibited a strong reduction of photosynthetic activity to waterlogging stress, and OKJIP parameters such as ABS/RC, DIo/RC, PI_abs and SFI_abs could be useful indicator to monitor the physiological states of Cercis chinensis under soil water condition.

• 한국약용작물학회지
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• 제22권1호
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• pp.38-45
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• 2014

This study was performed to investigate the physiological responses of Oplopanax elatus by water condition. Drought stress was induced by withholding water for 26 days. The results show that $P_{N\;max}$, SPAD, gs, E and Ci were significantly decreased with decreasing of soil moisture contents. However, AQY and WUE were decreased slightly only at 26 day. This implies that photosynthetic rate is reduced due to an inability to regulate water and $CO_2$ exchange through the stomatal. According to JIP analysis, ${\Phi}_{PO}$, ${\Psi}_O$, ${\Phi}_{EO}$ and $PI_{ABS}$ were dramatically decreased at 21 day and 26 day, which reflects the relative reduction state of the photosystem II. On the other hand, the relative activities per reaction center such as ABS/RC, TRo/RC were significantly increased at 26 day. Particularly, Dio/RC and DIo/CS increased substantially under drought stress, indicating that excessive energy was consumed by heat dissipation. These results of chlorophyll a fluorescence show that the sensitivity changes photosystem II activity. Thus, according to the results, O. elatus was exhibited a strong reduction of photosynthetic activity to approximately 10% soil moisture contents, and JIP parameters could be useful indicator to monitor the physiological states of O. elatus under drought stress.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.44-44
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• 2021

본 연구는 제주지역의 골프 코스에서 하절기 고온기간에 온도의 상승을 비롯한 다양한 환경변화로 인하여 생육 장애가 심한 한지형 잔디인 perennial ryegrass (Lolium perenne L.), Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.), creeping bentgrass (Agrostis palustris Huds.) 3종에 대하여 엽록소형광과 엽록소지수를 측정하여 골프 코스와 스포츠 필드에서 잔디 선정과 관리를 위한 기본적인 정보를 얻기 위하여 수행하였다. F_o 값은 3종 모두 하절기 초기에는 낮고 후기에 다소 증가하는 양상을 보였다. 그러나, perennial ryegrass의 경우는 하절기 초기와 후기 간의 F_o 값의 변화가 컸으며, 특히, 후기에 F_o 값은 다른 2종 월등하게 보다 높았다. F_m 값은 3종 모두 하절기 초기에는 낮고 하절기 후기에 증가하였으나 3종 간의 차이는 크지 않았다. 광계 II의 광화학적 효율의 척도인 F_v/F_m 값은 3종 모두에서 하절기 초기에 낮고, 후기에 다소 증가하는 양상을 보였으나, 하절기 후기에 Kentucky bluegrass와 creeping bentgrass는 perennial ryegrass에 비해 F_v/F_m 값이 다소 높아 하절기 고온에서도 보다 더 잘 적응하는 것으로 보인다. 엽록소지수는 perennial ryegrass와 Kentucky bluegrass에서는 뚜렷하게 하절기 초기에는 낮고 후기에 높은 양상을 보였으나, creeping bentgrass는 조사기간 내내 낮은 상태를 유지하였다. 이상의 결과로부터 Kentucky bluegrass가 하절기 후기의 고온이나 빈번한 강우에 의한 습한 조건에 가장 강하고, perennial ryegrass가 가장 취약한 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권4호
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• pp.399-403
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• 2003

환경스트레스에 대한 항산화효소의 보호효과를 이해하고 효과적인 스트레스내성 식물을 개발하기 위하여 CuZnSOD와 APX를 엽록체에 발현시킨 형질전환식물체 (CA식물체)에 강한 빛 (highlight, 1,100$\mu$mol m$^{-2}$ sec$^{-1}$)과 4$^{\circ}C$ chilling을 처리하였다. CA식물체 잎절편에서의 보호효과를 CuZnSOD을 도입한 SOD식물체, APX을 도입된 APX식물체 및 비형질전환식물체 (NT식물체)의 것과 비교하였다. CA식물체의 광계2에서의 광합성 효율 (Fv/Fm)은 highlight와 4$^{\circ}C$ chilling복합처리 1시간째에서 NT식물체에 비해 약 15%의 보호효과를 나타내었고, 광계1에서의 P700 redox state는 처리 후 3시간째에 약 23%의 보호효과를 나타내었다. SOD식물체와 APX식물체의 복합처리에 대한 보호효과는 CA식물체와 NT식물체의 중간 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 엽록체에서 CuZnSOD와 APX의 동시발현이 highlight와 chilling에 의한 산화스트레스를 극복하는 데 매우 중요하게 관여함을 직접적으로 제시하는 것이다.