• Journal of Plant Biology
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• 제33권3호
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• pp.203-210
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• 1990

Effects of blue and red light on photorespiration in the leaf disks of pea were studied. The rate of total 14CO2 fixation was more or less higher under red light than blue light irradiation of the same quantum (94.8 $\mu$Em-2.S-1/mV). The release of 14CO2 by photorespiration was more stimulated under blue than red light. Among the photorespiratory intermediates, 14C was more incorporated ito serine under blue light than red light. However, 14C was more incorporated into glycine under red light than blue light. The incorporation of 14C into glycolate was very low under both light qualities, but higher under red light than blue light. Among the enzymes related to photorespiration, only glycolate oxidase was activated and/or synthesized by blue light irradiation. Moreover, more 14C2 was released from glycoate-1-14C under blue light than red light irradiation, but 14C2 release from glyoxylate-1-14C and glycine-1-14C showed no difference by the either light qualities. These results suggest that blue light is more effective in the photorespiratory CO2 evolution than red light. The reason is considered that glycolate is easily metabolized under blue light due to the stimulation of the glycolate oxidase activity.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제21권1호
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• pp.83-91
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• 2005

음나무 엽의 생리반응 특성을 구명하기위하여 광도별 광합성속도, 그리고 호흡속도를 측정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 음나무의 광보상점은 상엽 ($34{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽($29{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽 ($25{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$) 순위였고, 광포화점은 상엽이 $800{\sim}1,200{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$, 중엽과 하엽이 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$이였다. 광포화시 순광합성속도의 크기는 상엽($11.1{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽 ($5.15{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽 ($4.01{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$) 순위였다. 광양자이용효율은 하엽($0.041{\mu}mol\;CO_2\;{\mu}mol^{-1}$). 중엽($0.040{\mu}mol\;CO_2\;{\mu}mol^{-1}$). 하엽($0.039{\mu}mol\;CO_2\;{\mu}mol^{-1}$) 순위였다. 2. 상엽의 기공전도도는 광도의 증가와 함께 계속적으로 증가한 반면, 중엽과 하엽은 광도 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$부터 더 이상 증가하지 않았다. 3 엽육세포간극의 $CO_2$농도/대기중 $CO_2$농도($C_i/C_a$) 비율은 상엽, 중엽, 하엽 모두에서 광도 $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$까지 감소하였고, 그 이상의 광도에선 큰 변화를 보이지 않았다. 4. 상엽의 광호흡속도는 약 $3.34{\mu}mol\;CO_2\;m^{-2}S^{-1}$이였고, $CO_2$ 보상점은 $48.7{\mu}mol\;mol^{-1}$이었다. 암호흡속도는 옹도의 증가와 함께 지수함수적으로 증가하였으며, 광호흡속도는 암호흡속도의 약 2.4배 정도였다.

• 생명과학회지
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• 제33권8호
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• pp.651-662
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• 2023

마이크로바디로 알려진 퍼옥시좀은 대부분의 진핵세포에서 흔히 발견되는 형태학적으로 유사한 세포내 소기관의 한 종류이다. 크기는 직경이 0.2~1.8 ㎛이고 단일 막으로 싸여 있다. 매질은 일반적으로 미세한 입자이지만 때로는 결정체 또는 섬유질의 형태가 관찰된다. 이들은 특징적으로 과산화수소(H₂O₂)를 생성하는 산화효소를 가지고 있으며 효소 카탈레이스를 함유하여 세포 소기관 내에서 생성되는 유독한 H₂O₂를 제거한다. 퍼옥시좀은 형태학적으로나 물질대사의 측면에서 진핵세포의 세포내 소기관으로써 대단히 역동적이다. 특히, 식물의 퍼옥시 좀은 β-산화, 글라이옥실산 회로 및 광호흡 등을 포함한 수많은 대사 과정과 관련이 있다. 또한, 식물 퍼옥시좀은 중요한 식물 호르몬인 옥신, 살리실산 및 자스몬산의 합성과 스트레스에 대한 반응 및 발달에 관여한다. 지난 20년 동안 진핵생물의 퍼옥시좀 발생에 관한 연구는 동물과 효모에서 상당한 진전을 이루었다. 정교한 분자생물학 기술의 발전과 유전체학의 광범위 활용으로 대부분의 퍼옥시좀 관련 유전자와 단백질(peroxin, PEX)이 확인되었다. 또한, 최근에 단백체 연구의 적용은 퍼옥시좀 단백질의 표적화, 조절 및 분해에 대한 이해와 함께 식물 퍼옥시좀의 발생에 대한 기초 정보를 얻을 수 있게 되었다. 이와 같은 퍼옥시좀 발달에 관한 연구에 커다란 진전에도 불구하고, 퍼옥시좀이 ER에서 유래하여 조립되고 분열하는 과정에 대하여 여전히 많은 의문이 남아 있다. 퍼옥시좀은 식물 발달의 여러 측면에서 역동적인 역할을 수행하며, 이 논문에서는 식물 퍼옥시좀의 기능, 발생 및 역동성에 대한 이해를 위하여 그 동안의 연구 동향에 중점을 두었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제11권1호
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• pp.3-12
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• 2009

수목의 오존 내성을 단기 노출 후 나타난 생리적 피해와 생화학적 반응들의 표준화 지수로 결정하였다. 모감주나무, 벽오동, 때죽나무, 물푸레나무, 백당나무를 150ppb 오존 노출 시킨 후, 광합성 특성, MDA 함량 및 항산화효소의 활성을 측정하여 피해지수는 광합성 파라미터와 MDA 함량 변화를 이용하여 계산하였으며, 내성지수는 항산화효소의 활성 변화를 측정하여 산출하였다. 순양자수율, 탄소고정효율, 광호흡속도는 오존 노출시간에 따라 감소하여, 스트레스 평가지표로 적당한 것으로 판단되었다. 항산화효소의 활성은 수종, 노출시간 및 효소 종류에 따라 다양한 결과를 보여 주었다. 모감주나무 SOD 활성은 오존 노출시간에 따라 증가하였고, 물푸레나무의 SOD 활성은 오존 노출 6 시간 후에 증가하였으며, 벽오동의 CAT 활성은 무처리보다 낮았다. 표준화 지수를 기초로 한 5개 수목의 오존 내성은 두 내성 수종(물푸레나무>모감주나무)과 세 민감성 수종(때죽나무>벽오동>백당나무)으로 구분되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제6권1호
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• pp.11-17
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• 2004

본 연구는 오존에 노출된 자작나무류의 기공 반응, 광합성 및 내부 $CO_2$ 농도 변화간의 연관성을 밝히고자 수행하였다. 거제수나무, 물박달나무, 박달나무, 자작나무, 사스래나무는 온실에서 양묘하여 포트로 옮겨 심고, 100ppb의 오존 농도에서 하루 8시간씩 5주 동안 오존에 노출시켰다. 순광합성은 오존 노출 초기부터 수종간, 처리간 차이가 있었으나, 기공전도도와 증산량은 오존 처리 3주 후부터 수종간, 처리간 차이가 있었다. 내부 $CO_2$ 농도는 수종간 차이가 없었으나, 처리간 차이는 크게 나타났으며, 물박달나무를 제외한 4개 수종의 내부 $CO_2$ 농도는 오존 처리구가 대조구보다 높았다. 탄소고정효율과 광호흡속도는 수종간 또는 처리간에 큰 차이를 나타냈으며, 모든 수종에서 대조구보다 오존 처리구가 낮았다. 자작나무류는 장기적인 오존 노출로 광합성과 관련된 rubisco 활성이 감소하여, 내부 $CO_2$ 농도가 증가하면서 기공이 eke히는 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권4호
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• pp.296-302
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• 2005

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.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.357-365
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• 2016

본 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 $CO_2$ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행하였다. 대기 $CO_2$ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 $CO_2$ 농도 조건($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, $CO_2$ 고정률(A), 기공전도도($g_s$)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 $CO_2$에서 높았다. 최대광합성률($A_{max}$)은 대조구인 대기 중 $CO_2$ 농도에서 보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점($Q_{comp}$)은 대조구에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 다소 낮았다. 순양자수율(${\varphi}$)은 고농도의 $CO_2$ 조건에서 재배된 배추에서 높았다. 그러나, $CO_2$반응곡선으로부터 얻은 광호흡률($R_p$), 최대카르복실화속도($V_{cmax}$), $CO_2$ 보상점(CCP), 최대전자전달률($J_{max}$), 탄소고정효율(ACE) 등은 $CO_2$ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다. 그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)이 $CO_2$ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 $CO_2$ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 $CO_2$에서 $2^{\circ}C$ 정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 $CO_2$와 고농도 $CO_2$에서 모두 $CO_2$ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 $CO_2$ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.