• 제목/요약/키워드: 광화학 효율

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토양의 수분과 유기물이 멸종위기식물 큰바늘꽃(Epilobium hirsutum L.)의 번식계절 및 생리 반응에 미치는 영향 (Effect of Moisture and Nutrient of Soil on Reproductive Phenology and Physiological Response of Epilobium hirsutum L., an Endangered Plant)

  • 이응필;이수인;한영섭;이승연;유영한;조이연
    • 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.

천연물의 피부세포에 미치는 영향 - 활성산소의 작용과 억제 - (Effect of Natural Products on Skin Cells -Action and Suppression of Reactive Oxygen Species-)

  • 박수남
    • 대한화장품학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.77-127
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    • 1999
  • 활성 산소종은 노화, 특히 피부노화의 원인 물질로 작용하고 있다. 피부는 자외선에 노출되어 있어 활성 산소종을 만드는 광화학적 반응들이 계속해서 일어나고 있다. 이들 활성 산소종들은 피부 세포 및 조직 손상을 주도한다. 이들은 항산화 효소와 비효소적 항산화제들로 구성된 항산화 방어망을 파괴함으로써 산화제/항산화제 균형을 산화 상태 쪽으로 기울게 한다. 결과적으로 계속된 산화적 스트레스는 지질 과산화, 단백질 산화, 간질 성분을 파괴시키는 단백질분해효소의 활성화, 탄력 섬유인 콜라겐과 엘라스틴의 사슬절단 및 비정상적인 교차결합, 히아루론산 사슬의 절단, 멜라닌 생성반웅 촉진, DNA 산화와 같은 생체 구성 성분들의 손상을 야기시킨다. 결국에는 탄력감수 주름살 및 기미.주근깨 둥으로 특징 지워지는 피부노화가 가속화된다. 따라서 피부노화 방지를 위해서는, 과잉의 활성 산소종 생성을 억제하고 또한 생성된 활성산소를 효율적으로 제거할 수 있는 시스템이 화장품의 처방에 반드시 포함될 필요가 있다. 즉, 산화제/항산화제 밸런스가 유지되는 피부의 항산화 방어 시스템 구축이 필요하다. 피부노화 방지에 있어서 천연물의 역할로 (1) 자외선 흡수제로서의 역할, (2) 항산화제로서의 역할, (3) 주름 개선제로서의 역할, (4) 미백제로서의 역할, (5) 항균\ulcorner항염작용 및면역 조절제로서의 역할에 대하여 살펴 보았다. 21세기는 본격적으로 기능성 화장품 시대가 개막될 것으로 예측하고 있다. 이에 맞춰 천연물들은 피부노화를 방지하는데 주도적인 역할을 할 것으로 기대된다.

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광도, CO2 농도 및 정식 후 생육시기에 따른 식물공장 재배 상추의 군락 광합성 모델 확립 (Development and Validation of a Canopy Photosynthetic Rate Model of Lettuce Using Light Intensity, CO2 Concentration, and Day after Transplanting in a Plant Factory)

  • 정대호;김태영;조영열;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.132-139
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    • 2018
  • 작물의 생산량은 광합성과 밀접한 관계가 있으며, 광합성 속도는 다양한 환경 요인에 의해 변화한다. 광합성 속도는 작물의 생육 상태나 생육 속도를 판단하는 지표로 사용되며, 작물 재배 시설을 구축하는 데 고려해야 하는 중요한 요인이다. 이 연구의 목적은 광도, $CO_2$ 농도 및 생육 단계에 의해 변화하는 로메인 상추의 군락 광합성 속도 모델을 개발하는 것이다. 군락 광합성 속도는 정식 후 5, 10, 15, 20 일차에서 5단계의 $CO_2$ 농도($600-2,200{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)와 5단계의 광조건($60-340{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)이 처리된 3개의 밀폐 아크릴 챔버($1.0{\times}0.8{\times}0.5m$) 내에서 측정하였다. 먼저 세 가지 환경 요인을 사용하는 식들을 곱하여 만든 단순곱 모델을 구성하였다. 이와 동시에 생육 시기에 따라 변화하는 광화학 이용효율과 카르복실화 컨덕턴스, 호흡에 의한 이산화탄소 발생 속도를 포함하는 수정 직각쌍곡선 모델을 구성하여 단순곱 모델과 비교하였다. 검증 결과, 단순곱 모델의 $R^2$는 0.923이었으며, 수정 직각쌍곡선 모델의 $R^2$는 0.941을 나타내었다. 따라서 수정 직각쌍곡선 모델이 광도, $CO_2$ 농도, 생육 단계의 3 변수에 따른 군락 광합성 속도를 표현하는 데 더욱 적합한 것으로 판단하였다. 본 연구에서 개발된 군락 광합성 모델은 식물공장에서 상추 재배를 위해 생육 단계별로 설정해야 할 최적의 광도와 $CO_2$ 농도를 결정하는 데 도움이 될 것으로 생각된다.

시비처리 방법에 따른 낙엽송 용기묘의 생장 및 생리 특성 (Effects of Fertilization Methods on the Growth and Physiological Characteristics of $Larix$ $kaempferi$ Seedlings in the Container Nursery System)

  • 조민석;이수원;박병배
    • 생물환경조절학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.57-65
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    • 2012
  • 본 연구에서는 시비 처리에 따른 생육상토의 화학적 특성, 생장 특성 및 생리적 특성 변화를 조사 분석하여 최소 시비량에 대한 최대 생장 효과와 적정 시비 방법 적용에 따른 환경오염의 최소화를 목적으로 연구를 실시하였다. 시비 처리에 따른 생육 상토의 화학적 특성은 유의적 차이를 보이지 않았다. 그러나 pH의 경우 유의적 차이를 보였는데 시비량이 적은 Exponential 처리구에서 산성도는 가장 낮고, 시비량이 높은 Constant와 Three stage 처리에서 산성도가 높아, 시비에 따른 산성화가 진행되었음을 짐작할 수 있다. 시비 처리에 따른 근원경과 간장 생장은 유의적 차이를 보이지 않았으며, 세 시비 처리구 모두에서 낙엽송 용기묘 규격 이상의 우수한 생장을 나타냈다. H/D율과 T/R율은 Exponential 처리구에서 가장 낮은 값을 보였으며, 반면 물질생산량과 묘목품질지수는 Constant 처리구가 높은 값을 나타냈다. 시비 처리에 따른 광화학 효율과 엽록소 함량은 Constant 처리구에서 높았지만, 세 처리구 모두 유의적 차이는 보이지 않았다. 본 연구 결과를 종합해 보면, 시비량을 생장에 따라 조절함으로써 시비량을 줄이면서 동시에 비슷한 생장 및 생리적 반응을 보임을 알 수 있었다. Exponential 처리구는 50% 시비량으로 생장, 묘목품질지수 및 생리적특성에서큰차이를 보이지 않았으며, 규격묘 생산이 가능했다. 이는 낙엽송 용기묘 100만본 생산 시 비료량을 약 200kg 이상 줄일 수 있는 것으로, 시설양묘과정에서 다른 시비 방법에 비해 경제적인 효과를 얻을 수 있음과 동시에 양묘장 토양 및 계류수의 오염을 줄이면서 비슷한 생장을 유지할 수 있다. 즉, Exponential 시비 방법은 생산 비용을 줄이면서 비슷한 생장 효과 얻어 경제적이면서 친환경적 시비방법이라 판단된다.

제형별 오존 free 플라즈마 안정도 검토 (Stability Review of Formulations Produced with Ozone Free Plasma)

  • 천유연;조하현;백문기;박선주;;빈범호
    • 대한화장품학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.143-151
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    • 2024
  • 오존은 무색의 독성 가스로, 질소 산화물과 탄화수소가 태양 광선에 의해 광화학 산화 반응이 일어나면서 생성된다. 낮은 농도여도 호흡기 기관에 영향을 주고, 기침 또는 인체에 해롭다. 화장품 원료 중 질소 플라즈마에서 오존이 생성되는 것을 확인하였고, 1 day 후부터 오존의 농도가 낮아짐을 알 수 있었다. 반면 아르곤 가스로 발생된 오존 free 플라즈마는 오존이 검출되지 않았다. 따라서 오존 free 플라즈마를 활용하여 오존 free 화장품의 제조를 목표로 하였다. 효율적인 플라즈마 처리를 위해 non-sinking 법을 활용하여 층분리 미스트, 토너와 앰플에 주입하고, 안정도를 관찰하였다. 층분리 미스트에서 플라즈마의 주입 성공량이 두 제형보다 많았으나, 토너와 앰플에 비해 급격히 감소함을 확인할 수 있었다. 사용된 오존 free 플라즈마는 저온(4 ℃), RT (25 ℃), 고온(37 ℃, 50 ℃) 조건에서 층분리 미스트, 토너와 앰플의 안정도에 영향이 미치지 않는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구는 오존 free 플라즈마의 제형별 화장품 가능성과 안정성의 중요성을 시사하고 있다.

메탄생성 효율증진을 위한 소화원료 전처리 연구 (A Study on Substrate Pre-treatment for Mathane Production Performance)

  • 정광화;류승현;남궁규철;김재환;곽정훈;안희권;유용희
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.197-204
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    • 2011
  • 돈 분뇨 슬러리를 대상으로 하여 기계적 분쇄와 캐비테이션 그리고 오존을 적용하여 원료의 특성 변화와 생분해도 그리고 메탄 생성잠재성 변화를 측정한 시험결과를 요약한 주요 내용은 다음과 같다. 1. 분쇄방법과 캐비테이션의 방법의 경우 큰 입자 및 미세입자를 줄일 수 있는 효과가 있었다. 2. 오존처리의 방법의 경우 용존물질의 부분산화, 미세입자의 부분산화 및 가용화 촉진을 통해 혐기성 소화의 첫 단계인 가수분해를 더욱 촉진할 것으로 사료된다. 3. 입도분포 변화에 따른 메탄생성량의 변화는 분쇄처리할 경우가 캐비테이션과 오존 처리방법에 비해 더 양호한 메탄생성효율을 보였다.

광환경 변화에 대한 네 참나무 수종의 광합성 반응 (Photosynthetic Responses of four Oak Species to Changes in Light Environment)

  • 김선희;성주한;김영걸;김판기
    • 한국농림기상학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.141-148
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    • 2008
  • 피음처리에 의한 네 참나무 수종(신갈나무, 졸참나무, 상수리나무, 굴참나무)의 광합성 반응 특성을 조사하기 위하여, 차광막으로 전천광을 35%, 55%. 75% 차광 처리한 조건과 전광조건에서 엽생장과 엽록소함량을 측정하고 광-반응 곡선과 A-Ci 곡선을 통하여 광합성계의 특성을 조사하였다. 그 결과, 굴참나무와 상수리나무는 엽생장, 엽록소함량, 순양자수율을 증가시키고 엽록소 a/b와 탄소고정효율을 감소시켜 빛의 흡수량과 광합성에 대한 이용효율을 높이는 적응 반응을 나타냈다. 신갈나무는 굴참나무와 상수리나무와 같은 경향의 적응반응을 보였지만 광합성 광화학계 활성의 저하로 낮은 광합성 능력을 나타냈다. 졸참나무는 가장 낮은 내음성 적응반응을 나타냈다.

저선량 $\gamma$선 조사가 참박의 초기 생육과 효소 활성 및 광합성 능에 미치는 영향 (Effects of Low Dose $\gamma$-Radiation on the Growth, Activities of Enzymes and Photosynthetic Activities of Gourd (Lagenaria siceraria))

  • 이혜연;김재성;백명화;이영근;임돈순
    • 환경생물
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    • 제20권3호
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    • pp.197-204
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    • 2002
  • 저선량 $\gamma선 조사가 참박의 초기생육과 생리활성에 미치는 효과를 알아보기 위하여 참박 종자에 $\gamma선을 0-2O Gy 수준으로 조사하여 생육을 관찰하였다. 저선량 $\gamma선에 의한 참박의 초기생육은 대조구에 비해 4-16Gy에서 다소 증가하였고, 생육 조사시 측정한 자엽의 경우 catalase와 Peroxidase 활성이 대조구에 비해 8 Gy 조사구에서 가장 높았으며 본엽은 peroxidase활성이 4 Gy 조사구에서 확연히 증가하였다. 저선량 $\gamma선을 조사한 박 식물체의 광 스트레스에 대한 반응효과는 광계II의 광화학적 효율이 대조구와 8 Gy의 경우 50% 정도 감소되었으나 4 Gy에서는 40% 정도의 감소를 보였다. 반면 Fo는 광저해가 진행됨에 따라 약간의 증가를 보였으나 대조구나 저선량 조사구사이의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 광계II의 광양자 수율, $\varphi_{PSII}$과 광계II 반응중심의 흥분 포획능, 1/Fo-l/Fm 또한 광저해가 진행되는 동안 감소하여 $\varphi_{PSII}$는 대조구와 8 Gy의 경우 20% 정도 감소를 보인 반면 4 Gy 조사구는 15%의 감소를 보였고, 1/Fo-lF/m은 대조구와 8 Gy는 55%, 4 Gy는 45%의 감소를 나타냈다. 비광화학적 소멸인 NPQ는 대조구와 저선량 조사구 모두 70% 정도 감소되는 경향을 보였다. 이러한 결과를 볼 때 종자의 종피를 투과한 저선량의 $\gamma선이 참박의 생육을 촉진시키고 4 Gy에서 광 스트레스에 대한 저해가 감소되었다.

현사시나무에서 MYC2 유전자의 분리 및 노화 지연에 관한 특성 구명 (Identification and characterization of the MYC2 gene in relation to leaf senescence response in hybrid poplar (Populus alba × P. glandulosa))

  • 최현모;배은경;조진성;이효신;최영임
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제44권4호
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    • pp.409-415
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    • 2017
  • JA는 병원균과 곤충에 대한 방어기작 뿐만 아니라 식물 노화에도 관여하는 식물 호르몬이다. Basic helix-loop-helix 전사인자인 MYC2는 JA의 신호전달반응의 핵심조절자 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 현사시나무에서 MYC2 유전자를 분리하고 발현특성을 조사하였으며, 다양한 환경 스트레스에 대한 내성을 갖는 임목을 생산하기 위하여 MYC2를 과발현시킨 현사시나무를 개발하였다. 포트에 식재된 MYC2 과발현 현사시나무는 대조구에 비해 잎 노화 표현형이 지연되는 특징을 보였으며, 엽록소 손실이 적은 것으로 나타났다. 또한 가을의 온도 및 광 주기 조건에서 MYC2 과발현 현사시나무의 광화학 효율을 측정한 결과 대조구보다 높은 특징을 보였다. 따라서 현사시나무의 MYC2 유전자가 낙엽이 지는 가을 동안에도 지속적인 생장을 가능하게 하여 임목의 바이오매스를 증진시키는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

PEG농도에 따른 사시나무의 내건성과 광합성 특성의 변화 (Changes of Drought Tolerance and Photosynthetic Characteristics of Populus davidiana Dode According to PEG Concentration)

  • 오창영;한심희;김용율;이재천
    • 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.